Densità dell'aria e centralina motore
L'aria rovente ti ruba cavalli prima ancora di partire
Il termometro segna 35°C, schiacci l'acceleratore per sorpassare in autostrada durante l'esodo estivo... e la tua auto risponde con la prontezza di una lumaca sotto sedativi. Non è una tua impressione. È fisica, software e una catena di protezioni che il costruttore non ti ha mai spiegato.
A 35°C l'aria è l'11,3% meno densa che a 0°C. Il motore aspira lo stesso volume, ma con una massa di ossigeno drasticamente ridotta.
La centralina motore (ECU) riduce la quantità di carburante iniettato per mantenere il giusto rapporto aria/carburante. Meno carburante bruciato significa meno pressione nei cilindri e meno coppia all'albero motore.
Su un motore aspirato, questa sola legge fisica costa tra il 2,5% e il 4% della potenza lorda prima ancora che si attivi qualsiasi protezione elettronica.
Sovralimentazione sotto pressione estrema
Il turbo gira troppo veloce, l'intercooler non raffredda più nulla
Sui motori sovralimentati la ECU compensa la perdita di aria densa spingendo di più il turbo. L'aria compressa esce a 120-150°C e l'intercooler frontale deve raffreddarla.
Con 35°C l'aria esterna che attraversa la calandra è già satura di calore. Il gradiente di temperatura crolla e l'intercooler perde quasi tutta la capacità di dissipazione. L'aria di aspirazione arriva allora a 70-80°C.
Il turbo, costretto a girare a regimi estremi per compensare l'aria rarefatta, rischia di superare i 250.000 giri/min. La ECU rileva il limite, apre la wastegate d'urgenza e la potenza crolla di colpo.
Autoaccensione e protezione CPE
Il battito in testa: il nemico invisibile che manda in crisi tutto il sistema
Aria di aspirazione a 70°C, rapporto di compressione elevato e un'accelerazione decisa: è il cocktail perfetto per il battito in testa. Sacche di miscela si autoaccendono prima del fronte di fiamma della candela e le onde d'urto che ne derivano fondono i pistoni in pochi secondi a pieno carico.
La ECU reagisce ritardando l'accensione. La combustione avviene troppo tardi nel ciclo e l'energia termica finisce allo scarico invece di spingere il pistone verso il basso. La coppia cala, il motore diventa fiacco.
Questo ritardo di accensione fa anche schizzare la temperatura dei gas di scarico. La centralina passa allora in modalità CPE (Component Protection Enrichment): inietta benzina in forte eccesso per raffreddare per evaporazione la turbina e il catalizzatore. Lambda scende a 0,75 o 0,70. La potenza crolla, i consumi volano.
La doppia penalità termica
Il clima si prende altri 10 CV e scalda il radiatore
Il compressore del climatizzatore, azionato meccanicamente dall'albero motore, assorbe tra 6 e 10 CV in continuo con il caldo intenso. Su una citycar da 90 CV significa sacrificare fino al 15% della potenza totale.
Il condensatore del clima, posto proprio davanti al radiatore del motore, espelle tutto il suo calore verso il retro. L'aria che arriva al radiatore del motore non è più a 35°C ma a 50-60°C. La temperatura del liquido di raffreddamento sale e scatta il derating termico.
Le famiglie più esposte alla rottura
Alcuni motori non sopravvivono all'estate
Il caldo estremo non indebolisce tutti i motori allo stesso modo. Ecco le famiglie più esposte a guasti direttamente legati al calore:
Stellantis 1.2 PureTech / 1.6 THP: pompa dell'acqua e scambiatore di calore cedono sotto cicli termici intensi, e il calore accelera direttamente il degrado della cinghia a bagno d'olio.
Calore e cinghia a bagno d'olio PureTech: il meccanismo
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Leggi il dossier PureTech
Ford 1.0 EcoBoost (1ª gen.): manicotti di raffreddamento difettosi per progetto, che cedono con le dilatazioni ripetute.
Indagine sul 1.0 EcoBoost Ford
Renault 0.9 TCe / 1.2 TCe: corpo termostato bloccato, manicotti che si sfilano sotto stress termico.
VW Group 1.2 TSI / 1.8 TFSI: pompa dell'acqua, storico tallone d'Achille della gamma.
Toyota 1.4 / 2.2 D4-D: guarnizione della testata indebolita sui lunghi viaggi al caldo a regime sostenuto.
BMW 1.6i / 3.0i: perdite dal radiatore e pompa dell'acqua ausiliaria.
Vedi il dossier BMW N47
BMS e derating elettrico
Elettriche e ibride non sono risparmiate
Le batterie agli ioni di litio funzionano correttamente tra 15°C e 25°C. Con 35°C di temperatura esterna e il riverbero dell'asfalto a 55°C sotto il pianale, le celle si scaldano dall'esterno e per effetto Joule durante le accelerazioni.
Il BMS (Battery Management System) impone allora un derating elettrico severo, a volte dimezzando la potenza disponibile. Su un'ibrida il motore termico si ritrova da solo a trainare un telaio appesantito dalle batterie, e per di più già limitato dal caldo.
Due centraline che tagliano la potenza al prezzo di una.
Esperto automotive
