Un motore diesel è una macchina per convertire l'energia chimica in energia meccanica bruciando carburante diesel. La combustione porta alla conversione dell'energia chimicamente legata in energia termica. Questa energia termica viene a sua volta convertita in energia meccanica da componenti di ingegneria meccanica. Un'applicazione frequente è il motore diesel nelle automobili. Un motore diesel utilizza carburante diesel fossile o biodiesel.
A differenza del motore a benzina, il motore diesel accende il carburante stesso a causa dell'elevata compressione e del conseguente aumento della temperatura. Il rapporto di compressione del carburante è di circa 19:1 nei motori delle auto. L'aria necessaria per la combustione viene aspirata o fornita dalla sovralimentazione. Per turbocompressione si intende l'alimentazione di una massa d'aria più elevata mediante compressione preventiva. Il rapporto aria-carburante è compreso tra 1,05 e 8.
Un tipico motore diesel è costituito dai seguenti componenti: Albero a camme, valvole, pistoni, iniezione, cilindri, ricircolo dei gas di scarico, collettore di aspirazione, sovralimentatore o turbocompressore, tubo di scarico, sistema di raffreddamento, biella, sistema di lubrificazione, blocco motore, albero a gomiti, massa volanica.
La combustione in un motore diesel avviene nelle seguenti fasi:
L'interazione dei cilindri e dei pistoni avviene in 4 cicli: Corsa di aspirazione, corsa di compressione, corsa di potenza, corsa di scarico. La corsa di aspirazione aumenta il volume del cilindro abbassando i pistoni. Così l'aria viene aspirata. Nella corsa di compressione le valvole sono chiuse e l'aria viene compressa sollevando il pistone. Il rapporto di compressione è qui compreso tra 16:1 e 24:1. Nel ciclo di lavoro, il combustibile iniettato si accende spontaneamente sull'aria calda della camera di combustione a partire da temperature di circa 250 °C. Nella corsa di scarico il gas di scarico viene espulso dal cilindro.
I motori diesel possono essere suddivisi in motori a iniezione diretta e motori a camera. I motori a camera hanno una camera di combustione divisa con una camera principale e una secondaria. Rispetto ai motori a iniezione diretta, presentano svantaggi in termini di efficienza dovuti alla perdita di calore attraverso superfici aggiuntive.
Il consumo di carburante è un parametro importante per valutare l'efficienza di un motore diesel. Per i motori delle autovetture è di circa 4 a 10 l/100 km. La potenza dei motori diesel di oggi è compresa tra i 2 e i 40.000 kW. I motori diesel utilizzati nelle autovetture sono di solito tra i 50 e i 200 kW.
L'efficienza dei motori diesel delle autovetture è fino al 45%. Rispetto al motore a benzina, i gas di scarico del motore diesel contengono meno monossido di carbonio e ossidi di azoto. Tuttavia, viene prodotta una percentuale maggiore di particelle di polvere fine. Per il post-trattamento dei gas di scarico vengono utilizzati catalizzatori di ossidazione e filtri antiparticolato.
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