Temperatura e calore sono le due grandezze fondamentali che vanno calcolate in fase di progettazione per il corretto funzionamento del motore. Durante la marcia, infatti, la temperatura del propulsore della moto deve raggiungere un valore detto “di regime” per poter ottenere il miglior rendimento dovuto a una migliore combustione del carburante, con consumi minori e la minima usura dei componenti.
Le temperature all’interno del motore non sono tutte uguali e per mantenere i giusti valori si fa affidamento all’impianto di raffreddamento che può essere a liquido, il più comune, o ad aria, senza impianto idraulico.
In questa guida vogliamo definire i range di temperatura che deve mantenere il motore durante la marcia e cosa poter fare per evitare danni in caso di surriscaldamento.

Il raffreddamento a liquido

Iniziamo col descrivere le due tipologie di raffreddamento per motori endotermici. Il metodo più utilizzato è quello del raffreddamento a liquido perché più efficiente.
È costituito da un impianto idraulico che comprende uno scambiatore di calore, o radiatore, posizionato nella parte anteriore della moto (negli scooter si può trovare di fianco al motore), pompa di ricircolo, valvola termostatica e tubi e condotti interni alle pareti del motore che trasportano il liquido refrigerante.
Il funzionamento è semplice: il motore circondato da liquido refrigerante scambia calore con il liquido refrigerante, più freddo, tramite induzione termica, consentendo di abbassare la temperatura delle varie zone. Una volta che il liquido raggiunge la temperatura stabilita, la valvola termostatica si apre e la pompa di ricircolo trasporta il liquido caldo nel radiatore e quello a temperatura più bassa nel motore.
Lo scambiatore di calore è composto da serpentine sottili e lamelle che consentono lo scambio facile di calore con l’ambiente che avviene tramite aria indotta durante la corsa oppure tramite la ventola elettrica che si attiva a temperature intorno ai 100 °C.

Il raffreddamento ad aria e aria/olio

Il secondo sistema di raffreddamento, ad aria, è ormai sempre meno utilizzato, ma in alcuni casi risulta una soluzione vantaggiosi per alcuni motivi che vedremo, ma partiamo dal funzionamento.
Il raffreddamento ad aria è il più semplice sia per funzionamento che per componenti che lo costituiscono. Non c’è un impianto, il motore è ricoperto di lamelle sottili (comunque più spesse di quelle dei radiatori) che fungono da scambiatori di calore, un po’ come di dissipatori elettronici. In questo caso il raffreddamento avviene solamente durante la marcia, a meno di enormi sbalzi di temperatura esterni, e in alcuni modelli di moto vengono sagomate le carene per indirizzare l'aria direttamente sul propulsore.
Una funzione importante, soprattutto negli ultimi anni e che vale anche in parte per gli impianti a liquido, è la funzione di raffreddamento dell’olio motore; in alcune moto, solitamente di cilindrata maggiore, raffreddate ad aria è infatti presente un piccolo radiatore vicino alla coppa dell’olio che ne garantisce un raffreddamento maggiore. Il funzionamento è simile a quello del raffreddamento a liquido, ma l'efficienza minore perchè lavora a temperature che superano anche di molto i 100 °C. Il vantaggio oltre al raffreddamento più efficace di quello singolo ad aria, è la facilità di manutenzione rispetto a quello a liquido. Infatti, l'olio utilizzato è proprio quello del motore, perciò viene sostituito a ogni tagliando.

I pro e i contro

Abbiamo anticipato che il raffreddamento a liquido è il più efficiente tra i due, ma anche quello ad aria ha i suoi vantaggi su alcuni punti, ma partiamo con ordine.
Il primo consente un controllo migliore della temperatura all’interno del motore, assicurandone sempre il corretto funzionamento evitando sforzi e frizioni dovuti ad alte temp555erature. Di contro ha un costo maggiore, dovuto ai componenti dell’impianto e alla progettazione del motore più complicata. Inoltre, necessita di manutenzione, aumenta il peso della moto e ha un ingombro da considerare.

Il raffreddamento ad aria ha dalla sua una progettazione più semplice, nonostante vadano considerate le lamelle, ma comunque più economico. L’estetica rende poi la moto un po’ “retrò”, adatto su scrambler o cafè racer, senza dimenticare i chopper governati dal bicilindrico Harley raffreddato ad aria. Il peso e le dimensioni inoltre sono ridotti, rendendo più libera la progettazione del motore.
A causa però della scarsa conducibilità termica tra metallo e aria, questo tipo di raffreddamento è meno efficiente e soprattutto nel periodo estivo, nel traffico intenso della città, il rischio è quello di arrivare a temperature del motore pericolose che ne possono danneggiare i componenti.
Nel caso di raffreddamento a liquido, anche il radiatore scambia il calore tramite lamelle di metallo, ma queste sono molto più sottili e numerose di quelle sui motori ad aria e lo scambio di calore tra liquido e metallo è nettamente maggiore che tra aria e metallo.

Cosa fare in caso di surriscaldamento

Può capitare durante la marcia di vedere la lancetta della temperatura schizzare alle stelle, le cause possono essere molteplici e non sempre intuitive dal primo momento. L’importante è sapere cosa fare per evitare danni alla moto e rimanere in sicurezza.
Per le moto solitamente il limite massimo di temperatura che può raggiungere il liquido di raffreddamento si aggira intorno ai 105 °C, poichè questo è circa il valore di temperatura alla quale l'acqua inizia a bollire a una pressione di circa 1,5 bar dell'impianto, ma le ventole si attivano spesso non oltre i 102 °C e durante la marcia con temperatura esterna di 20 °C, il liquido rimane intorno ai 90 °C. Questo per consentire uno scambio di calore adatto e con un po’ di margine prima del passaggio di stato da liquido a gassoso.
Il motore però lavora a temperatura maggiori, che variano a seconda della posizione: partendo dalla sezione del mantello che non supera i 150 °C, si passa alle pareti del cilindro intorno ai 250 e 300 nella parte centrale del cielo del pistone. Fino ai 350/400 °C delle valvole di aspirazione e quasi 900 °C quelle di scarico.

Nel caso di raffreddamento a liquido, conoscendo i componenti e il funzionamento, si possono capire le cause del surriscaldamento. I problemi principali riguardano la ventola, la pompa di ricircolo o la valvola termostatica, che possono risultare guaste; nel primo caso la soluzione, se possibile, è quella di raggiungere una velocità sostenuta mantenendo il motore a regimi medi, evitando brusche accelerate, se invece ci si trovasse in mezzo al traffico, come per gli altri casi, bisogna fermarsi e aspettare che la temperatura si abbassi, procedendo alla riparazione del componente.
Un’altra possibilità può essere la mancanza di liquido refrigerante nell’impianto che porta la temperatura a salire di molto a causa della mancanza di scambio di calore. Fermarsi subito è la soluzione migliore; per proseguire è necessario aspettare che il motore si raffreddi ed effettuare un rabbocco del liquido refrigerante.
Attenzione a non effettuare il rabbocco con motore caldo poiché la pressione interna farebbe uscire violentemente il liquido causando ustioni. Questo vale anche se non si osserva ebollizione del liquido dall’esterno, poiché la pressione aumenta la temperatura del cambio di fase da liquido a gassoso.
Inoltre, un surriscaldamento dovuto alla mancanza di liquido refrigerante può comportare la rottura di guarnizioni interne e frequentemente della fascia tra testa e cilindro; perciò, conviene ricontrollare dopo un certo periodo il livello del liquido e nel caso si fosse ridotto, consultare un meccanico.

È bene sempre porre attenzione al radiatore: le lamelle che lo compongono sono molto duttili, ciò comporta un possibile piegamento se colpite da detriti della strada e ancora più frequente nel caso dell’off-road. Inoltre, una buona pulizia consente uno scambio di calore più rapido; perciò, ogni tanto è ottima una passata dall’autolavaggio.

Ancora tra le cause più comuni si trova la presenza d’aria all’interno delle tubazioni. Questo può essere causato da una errata sostituzione del liquido refrigerante. In caso di surriscaldamento la soluzione è sempre la stessa: fermarsi e procedere a un rabbocco. Solitamente le bolle d’aria svaniscono dopo qualche minuto dalla prima messa in moto dopo la sostituzione, ma comunque è sempre meglio ricontrollare che il livello del liquido non scenda durante la marcia.

Se invece la vostra moto è dotata di un sistema di raffreddamento ad aria, le cause e le soluzioni sono molto più contenute.
Principalmente l’aumento di temperatura è dovuto alla mancanza di olio nel motore, non è da dire che questo può provocare una rottura di più componenti durante la marcia, oppure da continue accelerazioni senza rimanere a regime, come in mezzo al traffico.
Solitamente può succedere d’estate ed è più difficile da capire l’aumento di temperatura a causa della mancanza di un indicatore, ma se si sente la moto buttare fuori più calore del solito conviene o raggiungere una velocità di crociera per qualche minuto, oppure fermarsi e aspettare. In casi di emergenza si può versare dell’acqua sopra che abbassi la temperatura rapidamente.