Motore spento, ventilazione spenta? Lo spegnimento del motore sollecita le guarnizioni degli involucri elettronici.
Che si tratti di un motore elettrico, ibrido o di un classico motore a combustione, i componenti elettronici sono costantemente esposti a sbalzi di pressione. Ma non solo il movimento rappresenta una grande sfida per gli involucri elettronici. Soprattutto lo spegnimento del motore causa un enorme picco di pressione e sottopone a uno stress notevole le guarnizioni, che devono proteggere la delicata elettronica dalla sporcizia e dai liquidi. Quando il veicolo è in movimento il vento raffredda i componenti elettrici nel vano motore. Se però l’auto è ferma nel traffico o al semaforo, questo raffreddamento naturale viene meno. In brevissimo tempo la temperatura nel vano motore sale esponenzialmente. Questo aumento di temperatura è ancora più marcato quando l’auto rimane parcheggiata per diverse ore. Il motore continua a emanare calore e la forte crescita di temperatura che ne risulta causa dei picchi di pressione all’interno degli involucri elettronici, che, in mancanza di scambio d’aria, richiedono molto tempo per ridiscendere, sollecitando enormemente le guarnizioni. Sotto a questo continuo sforzo, che per i pendolari avviene almeno due volte al giorno, con il passare del tempo le guarnizioni possono cedere e lasciar penetrare particelle di sporcizia e liquidi all’interno dell’involucro, mettendo in pericolo i delicati componenti elettronici.
Test del pendolare: pericolosi picchi di pressione all’ordine del giorno
Gore, lo specialista della ventilazione, ha analizzato i rapporti tra temperatura e pressione in due involucri elettronici identici montati nel vano motore. Uno degli involucri è rimasto intatto e quindi non ventilato, mentre nell’altro è stato integrato un dispositivo di sfiato Automotive Vent. Il test è iniziato verso le ore 16 e confronta gli effetti sugli involucri elettronici di una tipica giornata da pendolari, dal rientro a casa fino alla partenza per il lavoro il giorno successivo (vedere grafico 1).
I picchi di temperatura e di pressione nell’involucro non ventilato…
Durante gli acquisti e le commissioni nel pomeriggio il vento garantisce un raffreddamento sufficiente del motore. Ma durante un ingorgo, verso le 17.30, la temperatura nel vano motore è salita da circa 15 °C a circa 45 °C (curva gialla) ed è tornata a scendere un po’ soltanto dopo lo scioglimento dell’ingorgo, quando il vento ha nuovamente raffreddato l’elettronica. Non appena parcheggiata la macchina a casa, il calore emanato dal motore ha fatto raggiungere un picco di quasi 60 °C, che è ritornato a un livello normale grazie alla fresca aria notturna. Nell’involucro non ventilato questa crescita di temperatura ha causato una pressione di 150 mbar (linea rossa). Ma a lungo termine può bastare una pressione di 70 mbar per danneggiare le guarnizioni, che diventano porose. Solo dopo parecchie ore la pressione è scesa insieme alla temperatura del motore, ritornando al valore iniziale di 0 mbar. Se d’inverno, a temperature di poco superiori ai 0 °C, l’auto rimane all’aperto per tutta la notte, nell’involucro non ventilato si genera una depressione critica per le guarnizioni. In questo modo possono penetrare nell’involucro acqua e particelle di sporcizia.
… nell’involucro ventilato vengono compensati
La soluzione di sfiato integrata nell’involucro di confronto invece compensa continuamente la sovrapressione e la depressione, in modo da evitare i picchi. Nell’involucro ventilato la pressione rimane a pressione ambientale e quindi a un livello non critico per le guarnizioni (linea verde). La mattina successiva alla prova si è ripetuto il problema del giorno precedente: dopo il viaggio al lavoro nel vano motore si ha un aumento di temperatura fino a oltre 40 °C (linea gialla) e all’interno dell’involucro non ventilato si giunge a un picco di pressione di circa 100 mbar (linea rossa). Nell’involucro ventilato la pressione dell’aria è di nuovo rimasta a pressione ambientale (linea verde).
Conclusione: il dispositivo di sfiato sgrava le guarnizioni e protegge l’elettronica
Andare quotidianamente al lavoro e tornare a casa, ovverosia avviare e soprattutto spegnere il motore due volte, causa numerosi picchi di temperatura e di pressione che sono critici per gli involucri non ventilati. A questo si sommano altri viaggi, vacanze, weekend fuoriporta e gite. Gli involucri elettronici di un tipico veicolo di un pendolare in media sono esposte a 500 picchi di pressione critici l’anno. Per le guarnizioni degli involucri elettronici queste forti sollecitazioni non sono tollerabili per un lungo periodo di tempo. A medio e breve termine cedono ai continui sforzi e infine lasciano penetrare negli involucri le particelle di sporcizia e i liquidi. Questo può abbreviare la durata dell’elettronica dell’auto, che può corrodersi e danneggiarsi. Gli elementi di sfiato, come ad esempio i dispositivi di sfiato Automotive Vents, permettono di compensare continuamente la pressione, evitando di generare picchi pericolosi. Le guarnizioni possono così funzionare in modo affidabile per tutta la loro durata e proteggere efficacemente i delicati componenti elettronici dell’auto.
Condizioni estreme: l’autolavaggio
Le oscillazioni di temperatura e di pressione non si creano solo quando il conducente parcheggia l’auto, ma anche in caso di forti dislivelli durante il viaggio, quando il tempo meteorologico cambia rapidamente oppure negli ingorghi. Il grafico 2 mostra a quali condizioni estreme è esposta l’elettronica di un’auto in un autolavaggio. Nell’involucro senza soluzione di sfiato l’acqua fredda dell’autolavaggio genera una depressione di 90 mbar, che sollecita enormemente le guarnizioni. Col passare del tempo acqua, olio e detergenti riescono a penetrare nell’elettronica e a danneggiare i delicati componenti.
La soluzione di sfiato adatta per tutte le applicazioni automotive
Un’auto del segmento medio oggigiorno in media è dotata di oltre 100 sensori, 30 o più centraline e 20 o più motorini e attuatori: un gran numero di componenti elettronici delicati che devono funzionare per tutta la durata dell’auto.
Autore: Thilo Haiss, Product Line Manager Automotive Lighting, W. L. Gore & Associates GmbH
