Tutto quello che c'è da sapere sui motori diesel: caratteristiche e funzionamento

Molti automobilisti che hanno già optato per i veicoli equipaggiati con motori Diesel sono ben informati sui loro vantaggi e caratteristiche distintive. Dall'altra parte, tutti coloro che hanno a che fare con questo tipo di motore per la prima volta potrebbero avere molti dubbi. Nel presente articolo, cercheremo di rispondere ad alcune di queste domande.

Storia del motore Diesel

La storia del motore Diesel ha inizio nel 1824, anno in cui il fisico e matematico francese Sadi Carnot ha avanzato la teoria secondo cui per un funzionamento massimamente efficiente di un motore termico è necessario riscaldare il medio di lavoro fino alla temperatura di combustione del carburante mediante la compressione rapida. In seguito, questo principio è diventato la base del primo motore Diesel.

Nel corso degli anni, numerosi scienziati, tra cui vanno menzionati Herbert Akroyd-Stuart e Gustav Trinkler, sono stati coinvolti nella progettazione dei motori Diesel. Tuttavia, fu Rudolf Diesel nel 1887 a creare il primo prototipo pratico ed efficiente.

Inizialmente, l'inventore riteneva che il miglior combustibile per il suo motore fosse la polvere di carbone. Tuttavia, a causa delle sue caratteristiche abrasive e delle difficoltà nell'alimentazione dei cilindri, venne presa la decisione di abbandonare questo materiale. Dall'altro canto, il prototipo di Diesel si rivelò molto efficiente quando veniva alimentato con olio vegetale e prodotti petroliferi leggeri.

In seguito, i motori Diesel vennero perfezionati in maniera costante. Al giorno d'oggi, questi dispositivi potenti, economici e affidabili sono installati in numerose autovetture e nella maggior parte dei veicoli commerciali.

Principio di funzionamento del motori Diesel

Attualmente, nella maggior parte delle autovetture vengono utilizzati motori a quattro tempi. Il loro ciclo di funzionamento comprende quattro fasi:

1. Fase di aspirazione. Ad essa corrisponde la rotazione dell'albero a gomiti da 0 a 180°. In questo fase, l'aria entra nel cilindro tramite una valvola aperta.
2. Fase di compressione. Durante questa fase, l'albero a gomiti effettua una rotazione da 180 a 360°. Sotto l'influenza del pistone, l'aria già presente nella camera viene compressa di 16-25 volte e la sua temperatura sale fino a raggiungere 700–900 °C.
3. Fase di combustione. In questa fase, che corrisponde al ciclo di rotazione 360–540°, ha luogo l'iniezione e la combustione del carburante. Le sostanze risultanti da tale processo spostano il pistone verso il basso.
4. Fase di scarico. Durante la rotazione dell'albero a gomiti fino a 540–720° rispetto alla posizione iniziale, il pistone si muove verso l'alto e ha luogo l'emissione dei gas combusti.

Nei motori Diesel, il trasporto del combustibile ha luogo attraverso una pompa di alimentazione. Negli autoveicoli moderni si usano diversi tipi di pompe di alimentazione:

• In linea. Queste pompe hanno lo stesso numero di coppie di ritegno quanti cilindri nel motore. Il ritegno si muove sotto l'influenza dell'albero a camme connesso all'albero a gomiti, aprendo e chiudendo i fori di ingresso e uscita. Come risultato, viene creata la pressione che apre la valvola premente e il carburante entra nel rispettivo iniettore. Queste pompe sono molto affidabili, ma vengono installate prevalentemente nei mezzi di trasporto di merci. Nelle autovetture, non vengono più utilizzate dal 2000.
• Dosatrici. La loro struttura prevede uno o due ritegni che effettuano un movimento rotativo e alternativo, distribuendo il carburante tra tutti i cilindri. Questo assicura una distribuzione più uniforme del combustibile, ma accelera l'usura dei componenti coinvolti. Per questo motivo, le pompe dosatrici vengono usate principalmente con le autovetture.
• Ad alta pressione. Queste pompe si usano nei sistemi di alimentazione di tipo Common Rail e hanno la funzione di trasportare il carburante nel canale di alimentazione, all'interno del quale viene costantemente mantenuta un'elevata pressione, indipendentemente dal regime di funzionamento del motore. L'uso di questo sistema permette di aumentare la coppia motrice a regimi bassi del 25% e ridurre il consumo di carburante del 20%.
• Pompa di iniezione. Ad ogni cilindro corrisponde una sola pompa di iniezione, la quale svolge contemporaneamente due funzioni: compressione e iniezione. L'uso di questo sistema permette di aumentare l'efficienza del carburante e ridurre la tossicità dei gas combusti, poiché il processo di iniezione stesso comprende tre fasi. La pre-iniezione garantisce la combustione regolare della miscela carburante-aria, mentre la post-iniezione contribuisce alla rigenerazione del filtro antiparticolato.

5 vantaggi chiave dei motori Diesel

1. Essi consumano molto meno carburante rispetto ai motori a benzina (in media, il 30 %). Ciò è dovuto alla presenza dell'alta pressione all'interno delle camere di combustione, alla struttura del motore, al suo principio di funzionamento e ad una serie di altri fattori. In aggiunta, nella maggior parte dei paesi, il gasolio costa meno della benzina.
2. Nei motori Diesel, il carburante è soggetto alla combustione man mano che viene trasportato, assicurando una coppia motrice elevata a giri ridotti. Ciò contribuisce al miglioramento delle caratteristiche dinamiche e di trazione del veicolo.
3. Essi offrono un elevato rendimento, talvolta pari al 50 %.
4. Grazie alle candele ad incandescenza e agli iniettori riscaldati, i motori Diesel si avviano senza difficoltà indipendentemente dalla temperatura ambientale.
5. Essi hanno una durata di esercizio quasi due volte superiore rispetto ai motori a benzina.

9 regole per un utilizzo efficiente dei motori Diesel, secondo gli esperti AutoDoc

Segui queste semplici regole al fine di ridurre i tempi di riparazione del motore e del sistema di alimentazione:

1. Sostituisci tempestivamente il filtro del combustibile e il filtro essiccatore. I componenti del motore Diesel sono molto sensibili all'acqua e alle particelle meccaniche. A causa della loro struttura complessa, gli iniettori e i componenti della pompa tendono ad imbrattarsi molto rapidamente. In più, lo zolfo presente nel carburante, entrando in contatto con l'acqua, viene convertito in acido solforico, il quale ha un'influenza distruttiva sui componenti dell'unità motore.
2. Stai attento alla qualità del combustibile. L'elevato contenuto di zolfo nel carburante di bassa qualità riduce notevolmente l'efficienza e la durata di utilizzo dell'olio motore e può portare al deterioramento del filtro antiparticolato.
3. Evita la guida ad alta velocità. Essa aumenta i carichi sul motore.
4. Scegliendo il carburante, prendi sempre in considerazione la temperatura dell'ambiente. Il gasolio contiene paraffina, una sostanza che tende a congelarsi a basse temperature. Pertanto, durante la stagione fredda è consigliato usare il gasolio d'inverno (idoneo all'uso con temperature comprese tra -25 °C e 0 °C) o artico, il quale mantiene la propria viscosità a temperature comprese tra -35°C e 0°C. Normalmente, presso le stazioni di erogazione viene indicato l'intervallo di temperature adatto per l'uso del carburante.
5. Scegli con cura gli additivi per il gasolio. Se l'auto viene guidata in zone dal clima rigido, occorre usare composti che impediscono il congelamento e l'ispessimento del carburante. In aggiunta, esistono additivi che permettono di aumentare la coppia motrice e la potenza del motore rendendo più efficiente la combustione della miscela carburante-aria, così come soluzioni per la pulizia del motore e delle linee di alimentazione.
6. Alterna gli spostamenti urbani con viaggi extraurbani al fine di aumentare i valori rpm del motore fino a 2.500. In questa modalità di guida, la fuliggine e i depositi carboniosi formatisi in precedenza tendono a bruciarsi, il che permette di ridurre considerevolmente il rischio di cokefazione degli iniettori, incollaggio degli anelli del pistone e guasto del catalizzatore.
7. Un motore dotato di turbocompressore non si dove spegnere immediatamente dopo l'arresto del veicolo. E' importante farlo girare al minimo per altri 2-5 minuti.
8. Acquista solo l'olio motore raccomandato dal produttore del veicolo e non mescolare mai lubrificanti che hanno diversi gradi di viscosità.
9. Accelera in maniera fluida per evitare la distruzione dei cuscinetti di scorrimento presenti nella turbina.

Conclusione.

I motori Diesel moderni sono economici e potenti. Nonostante gli stereotipi, essi funzionano in maniera silenziosa e sono rispettosi dell'ambiente. Le automobili dotate di motori Diesel sono perfettamente adatte per i viaggi extraurbani, convenienti per grandi gruppi e famiglie, affidabili anche con carichi costanti. In aggiunta, sono molto affidabili in condizioni off-road, motivo per cui godono di grande popolarità tra gli amanti della pesca, caccia e altre attività all'aria aperta. Tuttavia, se sei amante delle auto sportive e hai uno stile di guida caratterizzato da accelerazioni e frenate brusche, un'autovettura a Diesel farà difficilmente al caso tuo. Lo stile di guida aggressivo potrebbe rivelarsi fatale per il motore.

La riparazione di un motore Diesel è costosa. Tuttavia, se si seguono i consigli di cui sopra, tale necessità si verificherà di rado.