Il sistema di lubrificazione: come influenza i consumi

Negli ultimi tempi i tecnici hanno lavorato intensamente per soddisfare le sempre più pressanti esigenze in fatto di limitazione dei consumi, e quindi anche delle emissioni di CO2.

Il loro impegno ha portato a interessanti sviluppi in tutti i settori della tecnica.

Pure la lubrificazione, così importante anche ai fini del rendimento meccanico, è stata oggetto di importanti attenzioni, che non hanno riguardato solo gli oli, ma anche le stesse caratteristiche dei circuiti e dei loro componenti. 

Quelli tradizionali, evoluti e affinati nel corso degli anni, andavano e vanno tuttora benissimo, ma nell’ottica della riduzione al minimo assoluto degli assorbimenti di energia all’interno del motore era possibile fare qualcosa di più e di conseguenza sono comparse significative novità.

Si è lavorato in modo da ottenere un sempre più accurato controllo delle condizioni di lavoro dell’olio e hanno iniziato a diffondersi pompe a portata variabile di vario tipo, che in certi casi possono essere addirittura gestite elettronicamente. 

La valvola limitatrice 

In un circuito tradizionale subito a valle della pompa è posta una valvola limitatrice, la quale impedisce che la pressione possa superare un determinato valore. Ciò è di importanza fondamentale per due ragioni. Tanto per cominciare, a freddo l’olio è più viscoso e quindi scorre con minore facilità. Questo significa che la pressione è più elevata. 

Grazie alla valvola limitatrice è possibile eliminare il rischio che essa possa risultare, anche se per un breve periodo, troppo alta, cosa che potrebbe essere deleteria per alcuni elementi di tenuta e, al limite, per la pompa stessa.

La valvola limitatrice, che è in genere costituita da un pistoncino sul quale agisce una molla tarata, interviene però anche durante il funzionamento normale del motore.

Al crescere della velocità di rotazione la pressione nel circuito aumenta e con essa la forza che agisce sul pistoncino; a un certo punto quest’ultima diventa tale da vincere la resistenza opposta dalla molla, che inizia a venire compressa: il pistoncino si sposta e scopre una luce attraverso la quale parte dell’olio erogato dalla pompa torna nella coppa (o nel condotto di aspirazione, subito a monte della pompa stessa). 

Si tratta quindi di una valvola di “sfogo”. Il suo intervento ha luogo, durante il funzionamento normale del motore, a partire da un certo regime. Da tale punto in poi, mano a mano che la velocità di rotazione aumenta, grazie alla azione della valvola la pressione non aumenta che in misura assai limitata, risultando spesso pressoché costante. 

La pompa dell'olio a portata variabile

La pompa dell’olio è volumetrica e quindi la sua portata idealmente cresce in maniera proporzionale alla velocità di rotazione; in effetti l’andamento del grafico che descrive questa relazione è rettilineo ai bassi regimi ma curva leggermente agli alti a causa del progressivo peggioramento del rendimento. 

La pompa deve assicurare una sufficiente portata di olio, unitamente a una adeguata pressione, al minimo e ai regimi più bassi, e questo anche con il lubrificante a temperatura molto elevata, e quindi assai fluido. Viene quindi dimensionata di conseguenza.

In tal modo, però, per via della caratteristica di erogazione appena descritta, da un certo regime in su la sua portata diventa esuberante rispetto alle esigenze del motore. L’intervento della valvola limitatrice fa sì che l’olio in eccesso fuoriesca, e quindi non entri in circuito all’interno del motore. 

In questo modo però la pompa eroga comunque una quantità di olio superiore a quella che sarebbe necessaria; il suo assorbimento di energia è maggiore di quello che avrebbe se la sua portata cambiasse al crescere del regime non linearmente ma in maniera proporzionale alla effettiva “richiesta” da parte del motore.