Motore diesel

Motore diesel Motore alternativo a combustione interna mediante il quale energia termica viene trasformata in energia meccanica grazie al ciclo di modificazioni (ciclo termodinamico) subite da un fluido attivo (o fluido motore), che prima accumula energia e poi la trasmette a un sistema meccanico. Fu brevettato nel 1892 dall’ingegnere tedesco Rudolf Diesel.

Dal punto di vista teorico, il ciclo Diesel differisce dal ciclo Otto per il fatto che la combustione della miscela aria-carburante avviene in condizioni di volume costante anziché di pressione costante. Anche i motori diesel sono generalmente a quattro tempi, ma le varie fasi del ciclo di lavoro sono diverse da quelle che caratterizzano il ciclo Otto. Durante la prima corsa, o corsa d'aspirazione, l'aria (non il combustibile) viene aspirata nella camera di combustione attraverso una valvola d'ammissione. Nella fase successiva, o corsa di compressione, viene compressa a una piccola frazione del volume iniziale e si riscalda raggiungendo temperature superiori ai 400 °C. Il combustibile vaporizzato viene quindi iniettato nella camera di combustione dove, a causa dell'elevata temperatura (superiore al punto di infiammabilità, ovvero al valore di temperatura a cui il carburante si accende spontaneamente), brucia istantaneamente. L'espansione dei gas di combustione della miscela fa retrocedere il pistone, che compie la terza corsa, attiva. Durante la corsa finale vengono evacuati i gas di combustione.

Alcuni motori diesel (detti comunemente semidiesel) sono dotati di sistemi ausiliari d'accensione elettrica, per bruciare il combustibile all'avviamento del motore e sino a quando questo non è sufficientemente caldo.

Il rendimento dei motori diesel dipende dagli stessi fattori che determinano quello dei motori a ciclo Otto, ma rispetto a questi ultimi è intrinsecamente superiore, e può superare il 40%. È molto importante che l’iniezione nei cilindri sia sincrona con la corsa dei pistoni: in caso contrario, la combustione non è completa e il motore scarica fumo. In ogni caso, le emissioni post-combustione dei motori diesel sono molto meno inquinanti di quelle dei motori a benzina.

I diesel solitamente sono motori lenti, con velocità di rotazione dell'albero motore fra i 100 e i 750 giri al minuto, relativamente bassa rispetto ai 2500/5000 giri che possono essere raggiunti dai motori a ciclo Otto: sono stati realizzati però anche motori cosiddetti diesel veloci, in grado di raggiungere 2000 giri. Utilizzando rapporti di compressione (il valore del rapporto fra volume massimo e volume minimo raggiunti dalla camera di combustione) di 15 a 1 e oltre, i motori diesel sono costruiti con materiali molto più pesanti di quelli a ciclo Otto, e sono inoltre più rumorosi e ingombranti di questi ultimi. Tali svantaggi, che nei diesel moderni sono sempre meno evidenti, sono considerevolmente compensati dal migliore rendimento e dall'alimentazione a gasolio, un carburante notevolmente più economico della benzina.