Sostituzione termostato

[carcano]

Lungi da me la polemica, ma vorei capire meglio questa teoria che cozza con le mie striminzite conoscenze.

La volavola termostatica di solito apre a 80° ed in caso di apertura utilizza tutto il circuito di raffreddamento ( radiatore ), altrimentiil liquido refrigerante circolerebbe solo nel monoblocco.
Essa, mi pare, fu introdotta per consentire ai motori di raggiungere rapidamente la temperatura di esercizio, dove la dilatazione dei componenti del motore sono stati progettatti per lavorare; giunti alla temperatura desiderata la valvola si apre e fa intervenire la massa radiante che dissipa il calore in eccesso.
Nelle autovetture da pista spesso la valvola viene tolta perchè essa limita la circolazione dell'acqua nel circuito ( anche se in minima parta ma è pur sempre una valvola a sezione ben inferiore a quella dei condotti successivi ), anche perchè le vetture da gara vengono riscaldare con la dovuta cura, non debbono partire da casa e buttarsi in tangenziale.
La volvola viene anche "bucata" o bloccata in apertura dalle concessionarie "maligne" che vendono le vetture con guarnizione della testa fritta per limitare l'impennata delle temperature ( statagemma che vale solo in inverno o nelle mezze stagioni ).
Ma mai avrei pensato che la valvola termostatica avesse la funzione di parzializzare per aumetare la permanenza del liquido refrigerante nel radiatore. A logica ero convinto che se in radiatore è piccolo, la macchina scalda irrimediabilmente con o senza valvola .

Credo che per migliorare la dissipazione si possa aumentare la massa radiante o incrementare il flusso di aria, ma non capisco come la permanenza del liquido nel radiatore per tempi più lunghi possa modificare il bilancio termico.

Ripeto, nessuna polemica, solo che la storia del radiatore che, se è piccolo, la valvola termostatica possa intervenire e far rimanere il liquido per un periodo più lungo, non la capisco.
Chiedo gentilmente lumi.

[Pietroth]

Poichè la valvola termostatica funziona con il calore stesso del liquido refrigerante e per le sue caratteristiche costruttive si apre e si chiude lentamente (non è un'elettrovalvola)
mi pare ovvio che una volta raggiunta la temperatura di esercizio la valvola resti completamente aperta (almeno finchè il motore è in moto).
Normalmente la temperatura esterna o la velocità di marcia difficilmente influiscono a raffreddare il liquido nel radiatore tanto da parzializzare o chiudere di nuovo la valvola, tanto è vero che viene aggiunta anche una ventola di raffreddamento sul radiatore stesso ed a volte non basta neanche quella, infatti ne mettono due o più.
Vi è da dire al contrario, come ben sa chi ha esperienza di valvola termostatica bloccata aperta, che in autostrada in special modo in discesa e su tratti lunghi la temperatura del liquidio refrigerante effettivamente può calare anche di molto, probabilmente in quel caso se la valvola funzionasse si avrebbe una parziale chiusura della stessa verso il radiatore in modo da regolarizzare la temperatura di esercizio e ridurre lo sbalzo termico del motore.

[Stroker]

Ci mancherebbe, il dialogo è sempre costruttivo, la teoria fin qui descritta è corretta e non fa una piega, ho sempre pensato fosse così anche io.

Però per esperienza ho visto auto d'epoca alle quali qualche sedicente meccanico aveva rimosso il termostato "perché tanto non serve e così scalda di meno visto che il radiatore è vecchio e sporco" e a parte l'ovvia difficoltà delle vetture a raggiungere la temperatura specie nei mesi freddi, queste scaldavano più del normale durante le code nelle giornate torride. Bastava lasciarle accese al minimo e l'ago del termometro saliva in modo preoccupante. Ripristinando il corretto termostato questo non accadeva più.

Questo è facilmente spiegabile, il radiatore (in ottone e non nel più efficiente alluminio) non ha una ventola elettrica, che gira a notevole velocità, ma una ventola viscostatica, comandata dalla rotazione del motore, e che al minimo fa quello che può. Se il liquido refrigerante continua a circolare e la macchina non "prende aria" ben presto il radiatore raggiunge anch'esso i 90°C, non fa più scambio termico e la temperatura continua a salire.
Se invece c'è un termostato a fare il suo dovere, quando è chiuso tutto il radiatore si raffredda, e con esso l'acqua contenuta, e non appena il termostato inizia ad aprirsi entra nel monoblocco una quantità di acqua fresca che abbasserà repentinamente quella calda in esso contenuta, portando il termostato a chiudersi e continuando questo ciclo di chiusura/apertura.

Ovviamente nelle auto moderne questo generalmente non accade perché le elettroventole combinate a radiatori in alluminio attuano uno scambio termico così efficiente che non permettono (generalmente) ad un motore di oltrepassare una certa temperatura, ed il difetto che si riscontra nel 99% dei casi di termostato bloccato aperto è la lentezza nel raggiungere i 90°C.
Nelle auto da pista il termostato non serve perché circolano continuamente e non si fermano se non per fare il pieno.

[carcano]

-D tutto chiaro . Grazie

[Pietroth]

Questo è facilmente spiegabile, il radiatore (in ottone e non nel più efficiente alluminio) non ha una ventola elettrica, che gira a notevole velocità, ma una ventola viscostatica, comandata dalla rotazione del motore, e che al minimo fa quello che può. Se il liquido refrigerante continua a circolare e la macchina non "prende aria" ben presto il radiatore raggiunge anch'esso i 90°C, non fa più scambio termico e la temperatura continua a salire.
Se invece c'è un termostato a fare il suo dovere, quando è chiuso tutto il radiatore si raffredda, e con esso l'acqua contenuta, e non appena il termostato inizia ad aprirsi entra nel monoblocco una quantità di acqua fresca che abbasserà repentinamente quella calda in esso contenuta, portando il termostato a chiudersi e continuando questo ciclo di chiusura/apertura.

Scusa Stroker, mi spieghi come fa la valvola termostatica a chiudersi da sola verso il radiatore con la temperatura del liquido >90° ?
Se è proprio l'aumento della temperatura che la fa aprire verso il radiatore per raffreddare il liquido presente nel motore ?
Hai dimenticato qualche passaggio o parli di "elettrovalvole" termostatiche ?

[Stroker]

Credo di non essere stato chiaro.
Il termostato si apre ad N gradi e non chiude più finché la temperatura non scende al di sotto di N, questo è chiaro.
Quando si apre, dal radiatore entra nel motore acqua alla temperatura di N-X, che miscelandosi all'acqua presente all'interno del moblocco (che è ovviamente alla temperatura N) ne abbassa repentinamente la temperatura portandola ad N-Y, che essendo inferiore ad N fa chiudere il termostato.
L'acqua presente nel radiatore si raffredderà e tornerà ad essere alla temperatura di N-X, pronta a miscelarsi di nuovo a quella alla temperatura N del motore quando il termostato si aprirà per un nuovo ciclo.
Ovviamente il termostato non apre e chiude come un interruttore ma fa movimenti lenti e adeguati alla temperatura del momento; così facendo, e con un radiatore correttamente dimensionato, si mantiene la temperatura del motore costante.

[Stroker]

Aggiungerei un punto importante, nelle auto moderne se il termostato resta bloccato aperto la temperatura resta comunque più o meno costante (una volta arrivata a regime) poiché la termocoppia che comanda l'elettroventola agisce come "supplente" del termostato.
Nei motori più datati con ventola meccanica succede ciò che descrissi qualche post fa.
Se però il radiatore è sottodimensionato, con termostato guasto ci sono problemi sia nel raggiungimento della temperatura che nel suo mantenimento.

[Pietroth]

Quando si apre, dal radiatore entra nel motore acqua alla temperatura di N-X, che miscelandosi all'acqua presente all'interno del moblocco (che è ovviamente alla temperatura N) ne abbassa repentinamente la temperatura portandola ad N-Y, che essendo inferiore ad N fa chiudere il termostato.
L'acqua presente nel radiatore si raffredderà e tornerà ad essere alla temperatura di N-X, pronta a miscelarsi di nuovo a quella alla temperatura N del motore quando il termostato si aprirà per un nuovo ciclo.
Ovviamente il termostato non apre e chiude come un interruttore ma fa movimenti lenti e adeguati alla temperatura del momento; così facendo, e con un radiatore correttamente dimensionato, si mantiene la temperatura del motore costante.

Ciao Stroker,
Come diceva giustamente l'amico Giuseppe (Carcano) lungi da me nel voler fare polemica, ma la tua spiegzione appare contraddittoria almeno nei passaggi che ho evidenziato.
Confermiamo almeno due cose: (2.4 JTD)
- con temperatura 80 ± 2'C la valvola termostatica (aperta) convoglia il liquido di raffreddamento verso il radiatore.

Conclusione: Con temperature del liquido refrigerante > di 80° la valvola termostatica non si chiude per far raffreddare il liquido nel radiatore (come hai scritto nei post precedenti) per poi aprirsi di nuovo e raffrescare il motore con un "abbassamento repentino della temperatura" che indurrebbe oltretutto uno shock termico al motore stesso ma entrano in azione le ventole di raffreddamento.
Al contrario, se la temperatura del liquido refrigerante si abbassa fino a tempearure 80° e quindi costante e senza sbalzi termici.
Spero di essere stato chiaro.





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[Stroker]

Ci mancherebbe, se ci fosse tono polemico non starei neanche a rispondere, la polemica è una cosa che detesto.
Posso anche aver scritto una marea di idiozie, ci mancherebbe, sono un impiegato amministrativo e non un ingegnere meccanico, e sempre aperto alla conoscenza. Credo che siamo qui tutti su questa bella piattaforma per scambiare esperienze, io soprattutto ho bisogno di nozioni sull'elettronica perché sono molto indietro.

Quanto ho scritto sul termostato è derivato da anni di esperimenti su auto che hanno una cinquantina d'anni, e grazie alla loro semplicità costruttiva permettono di capire le cose anche a chi come me non è del mestiere.

Innanzitutto preciso quanto ho scritto, ossia che con abbassare repentinamente intendo abbassare con rapidità. Parlo però di differenze nell'ordine di 5°C, che non causano alcuno shock termico. Certo, se l'acqua del radiatore fosse di 30°C inferiore si causerebbero dei problemi.

Il funzionamento da te descritto per il termostato sicuramente è corretto, cioè che il termostato apre a temperature al di sopra di 80°C con una tolleranza del 2,5%. Ciò che però manca è che il termostato non lavora come un interruttore (cioè aperto/chiuso) ma lavora lentamente e con fasi intermedie, modulando la miscelazione dell'acqua "fredda" presente nel radiatore con quella "calda" presente nel monoblocco, ed inoltre crea un rallentamento del flusso per non far circolare l'acqua troppo in fretta all'interno del radiatore.

Il termostato non ha solo la funzione di portare rapidamente il motore in temperatura di esercizio, ma anche di mantenerla, proprio grazie alla sua capacità di modulare il flusso. Anche io credevo che una volta aperto restasse così, ma ho dovuto ricredermi quando ho provato differenti termostati su una vettura che aveva un radiatore enorme con massa radiante nuova, pompa acqua nuova e giunto viscostatico della ventola nuova (quindi con sistema di raffreddamento più che efficiente).
Ho provato tre termostati, uno da 160°F, uno da 180°F ed uno da 195°F. Ebbene, in tutti e tre i casi il motore raggiungeva la temperatura del termostato rapidamente, e poi la manteneva, segno che l'apertura e chiusura del termostato regolavano la temperatura. Con quello da 160°F, che corrispondono a circa soli 71°C, la temperatura a vettura ferma saliva un po', segno che la ventola meccanica non consentiva sufficiente dissipazione, mentre in movimento l'ago puntava a 160°F.
Ma la sorpresa maggiore l'ho avuta togliendo del tutto il termostato: il motore ovviamente si scalda più lentamente, la temperatura non resta affatto costante (ma oscilla, più caldo andando piano, più freddo ad andatura elevata) e soprattutto a vettura ferma la temperatura schizza a 210°F, poiché l'acqua circola ininterrottamente e nel radiatore non ha il tempo di raffreddarsi.
Questo è il frutto della mia esperienza personale, e sinceramente non ho altre spiegazioni sul funzionamento del termostato, ossia che parzializza la miscelazione dell'acqua fresca con quella calda.

La mia Thesis aveva il termostato bloccato aperto, l'ho sostituito ovviamente, e i problemi che riscontrai furono lentezza nel raggiungere la temperatura (e di conseguenza anche il riscaldamento dell'abitacolo) e una discesa della temperatura (a circa 80°C) in autostrada.
La temperatura non è mai salita al di sopra dei 90°C, sicuramente grazie al fatto che è inverno, ma anche perché il radiatore ha l'elettroventola, ed anche essa è comandata termicamente e sempre con massima resa perché il motore elettrico gira a massima potenza indipendentemente dal regime del motore.

Mi scuso per il lungo post ma volevo essere chiaro raccontando le mie esperienze. Ricordo qualche anno fa un acceso dibattito sul termostato su di un forum americano, dove intervennero anche un ingegnere che aveva lavorato al reparto corse Mc Laren ed un ingegnere della SAE, beh, i pareri sul suo funzionamento restarono comunque discordanti! Ci sono argomenti (come il rodaggio degli alberi a camme con punterie a bicchiere, la procedura di assestamento delle pasticche freno, la procedura di controllo dell'olio del cambio automatico...) che non hanno una risposta univoca bensì più teorie a seconda della scuola di pensiero, e non si può fare altro che abbracciarne una sola. L'importante è il rispetto del pensiero altrui!

[Pietroth]

Ma la sorpresa maggiore l'ho avuta togliendo del tutto il termostato: il motore ovviamente si scalda più lentamente, la temperatura non resta affatto costante (ma oscilla, più caldo andando piano, più freddo ad andatura elevata) e soprattutto a vettura ferma la temperatura schizza a 210°F, poiché l'acqua circola ininterrottamente e nel radiatore non ha il tempo di raffreddarsi.

Ciao Stroker,
Mi trovi perfettamente d'accordo su tutto, l'unica cosa che (ma forse ho capito male) su cui ero e sono ancora in disaccordo è come scrivevi anche sui post precedenti, sull'ipotesi che ho sopra riportato in cui nel caso invece ci fosse stato il termostato questo si sarebbe chiuso per raffrescare il liquido nel radiatore per poi aprirsi di nuovo e mettere in circolo liquidi fresco per il motore (anche se pur lentamente).
Io invece penso che se la temperatura supera i 210°F il termostato resta aperto e non potrà mai chiudersi anche solo parzialmente fino a quando le ventole non portano la temperatura del liquido del radiatore a temperature inferiori.
Per quanto riguarda l'ipotesi di termostato guasto rimasto aperto, l'ho già detto nel post precedente, in autostrada in certe condizioni la temperatura scende anche sotto gli 80° (lo si vede perfettamente dall'ago sul quadro strumenti) e in quel caso se non fosse guasto tenderebbe giustamente a chiudersi per mantenere la temperatura costante a 90°. Il contrario non è possibile è cioè nel caso la temperatura superi i 90° (termostato funzionante) non chiude per consentire il raffrescamento del liquido nel radiatore per poi poter raffrescare il motore in quanto questa funzione viene demandata solo ed esclusivamente alle ventole del radiatore.
Se ho capito male mi scuso per essermi dilungato inopportunamente sulla questione.
Un cordiale saluto.