Pompe dell’acqua nei veicoli commerciali, fondamentali e sempre più efficienti

Il settore dell’autotrasporto commerciale è sottoposto a sempre più stringenti norme europee sulle emissioni. Questi obblighi e la necessità di mantenere sotto controllo il costo totale di proprietà stanno spingendo l’innovazione rispetto ad ogni componente dei motori attuali.

Per quanto riguarda la gestione termica del motore va sottolineata l’evoluzione delle moderne pompe dell’ acqua. Possiamo considerare oggi due categorie:

• pompe a frizione elettromagnetica (2 marce)
• pompe completamente variabili

Si tratta, rispetto alle pompe tradizionali meccaniche, di un cambiamento fondamentale che comporta:

• controllo intelligente
• risparmio
• efficienza

Il vantaggio principale delle pompe controllate – sia a frizione elettromagnetica che variabili – è la riduzione delle perdite parassite.

Le pompe meccaniche tradizionali ruotano sempre solidalmente con il regime del motore, pompando il refrigerante alla massima capacità anche quando il motore è freddo o funziona a basso carico. Questo si traduce in un inutile spreco di energia. Le pompe controllate, invece, disconnettono o riducono il flusso quando non è necessario, liberando il motore dal carico inutile.

Pompe a frizione elettromagnetica (2 marce)

E’ una tecnologia, standard in molte applicazioni Euro 5, che utilizza una frizione elettromagnetica e propone due modalità di funzionamento:

• modalità a bassa velocità (economica): nel momento in cui è bassa la domanda di raffreddamento, la bobina non riceve corrente. La pompa ruota azionata solo da uno scivolamento magnetico tra la puleggia e l’albero. Questo genera un flusso ridotto, sufficiente a mantenere la temperatura senza sprecare energia.
• modalità ad alta velocità (performante): quando l’ECU (unità di controllo elettronico) rileva la necessità di massimo raffreddamento, invia corrente all’elettromagnete. Questo blocca la piastra di armatura contro la puleggia, eliminando lo slittamento e facendo ruotare la pompa alla velocità del motore (rapporto 1:1).

Pompe a flusso completamente variabile

L’evoluzione verso motori sempre più sofisticati e volti alla migliore efficienza termica ha spinto a superare la soluzione a 2 marce. Si arriva così alle pompe dell’acqua completamente variabili. In queste pompe, diversamente da quelle elettromagnetiche che hanno “gradini” bassi o alti, viene controllata la quantità di accoppiamento tra la puleggia azionata dalla cinghia e l’albero della turbina e variata con precisione la quantità di refrigerante pompata.

La pompa dell’acqua è azionata da olio viscoso di silicone, e la girante ruota tramite una puleggia. La girante raggiunge velocità diverse controllando la quantità di olio di silicone nell’area di accoppiamento:

• la frizione controlla il tempo di apertura e chiusura della valvola interna ricevendo diversi segnali PWM (Pulse Width Modulation – modulazione di larghezza d’impulso) dall’ECU. Questo regola la quantità esatta di olio di silicone che entra nell’area di accoppiamento: si ottengono diversi gradi di attrito viscoso e, di conseguenza, velocità di uscita differenti per la stessa velocità di ingresso. Inoltre, la velocità effettiva della pompa viene trasmessa all’ECU tramite un sensore di velocità (anello magnetico), permettendo un controllo perfetto a circuito chiuso.

I vantaggi rispetto alle pompe a 2 marce

• Assenza di scivolamento magnetico: nelle pompe a frizione precedenti, uno slittamento magnetico costante fa funzionare la modalità “bassa velocità”, generando calore. Le pompe variabili ottimizzano questo processo.
• Risparmi superiori: mentre una pompa a 2 marce riduce la potenza assorbita di circa il 40%, una pompa a flusso completamente variabile può arrivare al 50%.
• Stabilità termica: la pompa variabile permette di mantenere stabile la temperatura del motore al punto ottimale (ad esempio, 90°C) indipendentemente dai giri al minuto, evitando i picchi di “sovra” o “sotto” raffreddamento tipici dei sistemi tradizionali.

Suggerimenti per un’installazione professionale e la manutenzione

L’alto contenuto tecnologico di queste pompe consiglia alle officine un rigoroso protocollo di manutenzione che gli esperti di Gates sintetizzano in alcuni punti cruciali:

• Scarico del sistema: in un circuito sporco bisogna evitare tassativamente di installare una nuova pompa. Le guarnizioni meccaniche si guastano prematuramente a causa del refrigerante vecchio o contaminato. Prima dell’installazione è perciò importante effettuare un lavaggio completo.
• Utilizzo di sigillanti: è bene non usare ulteriore pasta sigillante se la pompa è dotata di guarnizione preformata o di un O-ring. L’eccesso di pasta potrebbe, staccandosi, entrare nel circuito, danneggiando la tenuta dinamica della pompa e ostacolando il flusso di refrigerante.
• Spurgo corretto: è fondamentale eliminare tutta l’aria dal sistema. Nelle pompe a flusso variabile una sacca d’aria attorno alla guarnizione meccanica può essere causa di “dry running”, che in pochi minuti può bruciare la guarnizione.

Comportamento in officina

Le pompe dell’acqua completamente variabili o a frizione elettromagnetica richiedono un totale cambio di approccio manutentivo da parte dei tecnici in officina. Ecco i punti fondamentali per questi componenti, non solo meccanici e sempre più sofisticati nei moderni veicoli commerciali:

• Comprensione del sistema: l’interpretazione dei sintomi è corretta solo dopo la verifica se il veicolo è dotato di pompa variabile o a frizione elettromagnetica.
• Attenzione a eventuali perdite e controllo dei cavi, della resistenza della bobina e degli eventuali segnali PWM (Pulse Width Modulation, o modulazione di larghezza d’impulso).
• Utilizzo della diagnostica: il guasto spesso può derivare non solo dai componenti meccanici della pompa, ma anche da altri fattori o sensori.

Questo approccio è essenziale per garantire che il sistema di raffreddamento funzioni col massimo rendimento, proteggendo il motore e facendo risparmiare carburante al cliente.