Perché il raffreddamento ad aria è stato sconfitto da quello ad acqua

[Semiramide]

Il raffreddamento ad aria rappresenta la soluzione tecnica più radicata nella storia motociclistica. Nonostante sia ancora presente su diversi modelli , le tradizionali alette di raffreddamento sono destinate a lasciare il posto al raffreddamento a liquido

Come funziona il raffreddamento ad aria


Il raffreddamento ad aria è un sistema semplice e diretto che sfrutta il flusso d'aria per dissipare il calore prodotto dal motore. Le alette di raffreddamento, realizzate in metallo con un'ampia superficie, sono progettate per massimizzare lo scambio termico. Quando la motocicletta è in movimento, l'aria investe le alette, sottraendo calore dai cilindri e dalla testata. L'efficacia di questo sistema dipende strettamente dalla velocità del veicolo e dalla temperatura ambientale: maggiore è la velocità, maggiore è il flusso d'aria e quindi la capacità di raffreddamento. Viceversa, a basse velocità o in condizioni di traffico intenso, l'aria che investe il motore è minore e meno efficace nel sottrarre calore, con il rischio di surriscaldamento. La progettazione delle alette, la loro dimensione, forma e disposizione, gioca un ruolo cruciale nell'ottimizzare lo scambio termico.

Le criticità del raffreddamento ad aria sui motori moderni


Nonostante la sua semplicità e il fascino che evocano le bellissime alette, il raffreddamento ad aria presenta diverse limitazioni significative per i motori moderni, caratterizzati da potenze specifiche sempre più elevate e normative ambientali e acustiche sempre più stringenti.

• Una delle principali criticità riguarda la dissipazione del calore non uniforme. Le zone più interne della testata, specialmente l'area tra le valvole e la candela, sono difficilmente raggiungibili dal flusso d'aria, creando punti di surriscaldamento che possono compromettere l'affidabilità e la durata del motore. Questo problema si acuisce con l'aumentare delle potenze in gioco, poiché maggiori combustioni generano più calore. Alcuni tentativi di salvare "capra e cavoli" sono stati fatti da BMW che per i suoi boxer ha relaizzato un raffreddamento misto aria/olio, co nquest'ultimo deputato a raffrescare le zone più difficili da raggiungere con il normale flusso d0aria.
• Un altro aspetto critico è legato alle tolleranze meccaniche. I motori raffreddati ad aria sono soggetti a maggiori variazioni di temperatura rispetto a quelli raffreddati a liquido. Queste escursioni termiche portano a dilatazioni e contrazioni più accentuate dei componenti interni, richiedendo giochi di funzionamento (tolleranze) maggiori tra pistoni e cilindri, cuscinetti e altri elementi. Tolleranze più ampie si traducono in una maggiore usura meccanica, un aumento del trafilamento di gas combusti oltre i pistoni, un maggiore consumo di olio e una minore precisione meccanica complessiva.
• Infine, per quanto minimi, il raffreddamento ad aria presenta svantaggi in termini di rumorosità. La maggiore superficie delle alette di raffreddamento irradia più rumore meccanico rispetto a un blocco motore liscio circondato da un circuito di raffreddamento a liquido. Inoltre, le maggiori tolleranze interne contribuiscono a incrementare la rumorosità meccanica complessiva del motore, rendendo più difficile il rispetto delle normative acustiche sempre più severe.

I vantaggi del raffreddamento a liquido


Il raffreddamento a liquido supera le limitazioni del raffreddamento ad aria grazie a un sistema più complesso ma decisamente più efficiente. Un liquido refrigerante, con una capacità termica superiore all'aria, circola attraverso condotti interni al motore, assorbendo il calore in modo uniforme da tutte le aree, comprese quelle più critiche della testata. Il liquido caldo viene poi convogliato a un radiatore, dove il calore viene ceduto all'aria grazie a una maggiore superficie di scambio e spesso all'ausilio di una ventola.

• Il principale vantaggio del raffreddamento a liquido è la gestione termica uniforme e più efficace. La temperatura del motore viene mantenuta in un intervallo più ristretto e omogeneo, riducendo i punti di surriscaldamento e consentendo l'utilizzo di tolleranze meccaniche più strette.
• C'è anche un'altro vantaggio meno evidente, i motori raffreddati ad aria, dovendo gestire sbalzi di temperature elevati devono essere realizzati con materiali metallici di altissima qualità, per garantire tenuta ed affidabilità. Il raffreddamento a liquido che consente di mantenere le temperature di esercizio entro un range limitato permette di realizzare propulsori con materiali relativamente più economici, con conseguenti economie di scala.

notizia da: insella.it

[omarMT01]

Credo che il vero problema sia l'ecologia, le combustione più "magre" producono maggior calore ed al tempo stesso più potenza.

Per ridurre i consumo si punta a cilindrate inferiori più performanti e tutto ciò crea calore.

Possedevo un bicilindrico 1.670cc da 90cv completamente raffreddato ad aria...mai un problema neanche a luglio in riviera a 40°, consumo medio intorno ai 18km/l

Un raffreddato a liquido fornirebbe la stessa potenza con metà cilindrata e probabilmente farebbe i 22km/l