Rispetto a quello a benzina, il motore diesel funziona in maniera differente, sfruttando il meccanismo dell’accensione spontanea.
La maggior parte delle autovetture in circolazione utilizza ancora motori a combustione interna, alimentati a benzina oppure a diesel. Si tratta delle due categorie di propulsori ancora più largamente diffusi, presenti su modelli di ogni fascia e segmento, dalle utilitarie alle sportive, passando per SUV e station wagon. Negli ultimi anni, nonostante una serie di eventi di portata internazionale di segno negativo (su tutti, il dieselgate Volkswagen), il motore diesel continua ad essere estremamente diffuso. Vediamo di seguito tutto quanto c’è da sapere in merito ai propulsori a gasolio.
Cos’è e come funziona un motore diesel
Il motore diesel è un propulsore alternativo a combustione interna alimentato a gasolio. Prende il nome dall’ingegnere tedesco (Rudolf Diesel) che alla fine dell’Ottocento brevettò per primo questo tipo di tecnologia.
Rispetto ai motori alimentati a benzina, quelli a gasolio sfruttano un principio di funzionamento differente. Per i primi, infatti, si parla di “accensione comandata” mentre per i secondi di “accensione spontanea“. La spiegazione è semplice e rappresenta la sostanziale differenza che intercorre tra un propulsore a benzina ed uno a diesel.
Per “accensione” si intende il processo termodinamico grazie al quale viene innescata la combustione del carburante. Nei motori a benzina, questa funzione è deputata alle candele mentre nei propulsori a gasolio il processo avviene in maniera diversa. Il funzionamento motore diesel prevede che l’aria venga immessa nel cilindro grazie al moto discendente del pistone attraverso l’apposita valvola di aspirazione. Quando il pistone risale, l’aria aspirata viene compressa, aumentando di temperatura; prima che il cilindro venga completamente “chiuso” dal pistone, al suo interno viene immessa – per mezzo degli iniettori – una piccola quantità di gasolio nebulizzato che, a contatto con l’aria calda (per mezzo della compressione può raggiungere temperature comprese tra i 700° e i 900°) prende fuoco ed avvia il processo di accensione del motore. La combustione spinge il pistone verso il basso; questo movimento, tramite una serie di organi meccanici, viene trasmesso all’albero motore; la rotazione di quest’ultimo consente alla vettura di mettersi in moto.
I vari tipi di motore diesel: 2 e 4 tempi, common rail e multijet
Il funzionamento sopra descritto è quello che accomuna tutti i motori a gasolio, almeno in linea di principio. Nel corso del tempo, infatti, questo tipo di propulsore è stato aggiornato per mezzo dell’introduzione di nuove tecnologie, come ad esempio il ‘common rail‘ o la sovralimentazione che implementano in maniera differente la fase di iniezione e accensione del carburante.
Una distinzione primaria, però, va fatta tra il motore diesel 2 tempi e quello 4 tempi. Ad oggi, il primo è molto diffuso in ambito industriale e navale: si tratta di propulsori dall’ottimo rendimento che operano a regimi di rotazione non particolarmente elevati, sfruttando lo stesso principio del motore due tempi a benzina.
Il motore diesel 4 tempi, di contro, è quello più utilizzato nel settore automobilistico. Si definisce “4 tempi” perché durante il moto alternativo del cilindro nel pistone si realizzano quattro fasi distinte: aspirazione, compressione, espansione e scarico. Per quanto concerne l’architettura di questo tipo di propulsore, la più utilizzata è quella a quattro cilindri in linea (le vetture più piccole e leggere, come ad esempio le city car, montano anche motori più compatti da due o tre cilindri).
Per quanto riguarda la fase di iniezione, come detto, i motori a gasolio utilizzano diversi sistemi; è possibile distinguere preliminarmente tra iniezione diretta e indiretta. Quest’ultima prevede l’immissione del carburante in una camera di precombustione, dotata di una candeletta che riscalda sia la camera che il carburante per facilitare l’accensione del motore. I motori equipaggiati con questo sistema sono dotati di iniettori a foro singolo.
I propulsori che sfruttano l’iniezione indiretta, invece, utilizzano la tecnologia common rail (il multijet è la versione aggiornata con un maggior numero di iniezioni). Questa sfrutta un piccolo serbatoio (detto appunto “rail”) connesso contemporaneamente a tutti gli iniettori, a loro volta controllati da una centralina elettronica; il carburante viene immesso nel rail (dal serbatoio) per mezzo di un sistema che prevede una pompa ed una valvola di regolazione della pressione. Il progetto venne sviluppato nei primi anni Novanta dal Gruppo FIAT per poi essere ceduto alla Bosch.
I motori diesel common rail hanno sostituito tutti i predecessori, compresi quelli che utilizzavano gli iniettori pompa ad azionamento elettrico o meccanico.
Motore diesel e benzina differenza: rendimento e prestazioni
Pur condividendo numerose caratteristiche tecniche e meccaniche, i motori a gasolio sono piuttosto diversi da quelli a benzina. La discriminante principale è il funzionamento generale, dal quale derivano altre differenze.
Nei motori diesel, in virtù della diversa modalità di esercizio, è necessario un maggior rapporto di compressione, dal quale deriva il bisogno di realizzare un apparato meccanico in grado di resistere a sforzi superiori. Dal punto di vista tecnico, ciò si traduce in un peso maggiore del propulsore ma anche nella capacità di trarre maggiore vantaggio dall’applicazione dei sistemi di sovralimentazione (turbocompressore o compressore volumetrico).
Dal punto di vista dell’economia di esercizio e delle prestazioni, i motori diesel sono generalmente meno potenti di quelli a benzina. In altre parole, a parità di cilindrata, un propulsore alimentato a benzina è in grado di sviluppare una potenza massima maggiore. Esempio: una FIAT Panda a benzina, spinta da un due cilindri turbo benzina da 0.9 litri sviluppa 85 CV mentre lo stesso modello equipaggiato da un 4 cilindri in linea turbo diesel (MJT) da 1.3 litri eroga appena 10 CV in più. La differenza di rendimento in termini di potenza è ancor più evidente se si prende ad esempio un altro modello, la nuova Peugeot 208: il 1.2 litri a benzina eroga potenze comprese tra 75 CV e 101 CV mentre il 1.5 litri sviluppa 102 CV.
Di contro, a parità di cilindrata, un motore diesel presenta consumi minori rispetto ad uno alimentato a benzina. Altra differenza è la capacità di sviluppare potenza a bassi regimi: in tal senso, i propulsori a gasolio risultano più scattanti sul breve (ossia con le marce basse) mentre i motori a benzina forniscono riscontri prestazionali migliori quando raggiungono regimi di rotazione più elevati.
