Il motore diesel, dal nome di Rudolf Diesel, è un motore a combustione interna in cui il carburante viene acceso dall'aumento della temperatura dell'aria nel cilindro a seguito della compressione meccanica; quindi, il motore diesel è un cosiddetto motore ad accensione spontanea. Ciò è in contrasto con i motori che utilizzano l'accensione a candela della miscela aria-carburante, come un motore a benzina o un motore a gas.
I motori diesel funzionano comprimendo solo aria o aria più gas di combustione residui dallo scarico. L'aria viene introdotta nella camera durante la corsa di aspirazione e compressa durante la corsa di compressione. Ciò aumenta la temperatura dell'aria nel cilindro a tal punto che il gasolio atomizzato che viene iniettato nella camera di combustione si accende.
Poiché il carburante viene iniettato nell'aria poco prima della combustione, la distribuzione del carburante non è uniforme; questa è chiamata miscela eterogenea aria-carburante. La coppia prodotta da un motore diesel è controllata manipolando il rapporto aria-carburante (λ); Invece di strozzare l'aria di aspirazione, il motore diesel si basa su una variazione della quantità di carburante iniettato e il rapporto aria-carburante è generalmente elevato.
Il motore diesel ha la più alta efficienza termica (efficienza del motore) di qualsiasi pratico motore a combustione interna o esterna grazie al suo rapporto di espansione molto elevato e alla sua combustione magra intrinseca, che consente la dissipazione del calore attraverso l'aria in eccesso.
Si evita anche una piccola perdita di efficienza rispetto ai motori a benzina a iniezione non diretta in quanto non c'è carburante incombusto durante la sovrapposizione delle valvole e quindi nessun carburante passa direttamente dall'aspirazione/iniezione allo scarico.
I motori diesel a bassa velocità possono raggiungere efficienze effettive fino al 55%. La turbina a gas a ciclo combinato è un motore a combustione interna più efficiente di un motore diesel, ma la sua massa e le sue dimensioni lo rendono inadatto per veicoli, moto d'acqua o aerei.
I veicoli diesel sono simili ai veicoli a benzina perché entrambi utilizzano motori a combustione interna. Una differenza è che i motori diesel hanno un sistema di iniezione con accensione per compressione anziché il sistema con accensione a scintilla utilizzato dalla maggior parte dei veicoli a benzina.
In un sistema ad accensione spontanea, il carburante diesel viene iniettato nella camera di combustione del motore e innescato dalle alte temperature raggiunte quando il gas viene compresso dal pistone del motore.
A differenza dei sistemi di controllo delle emissioni dei veicoli a benzina, molti veicoli diesel hanno componenti di post-trattamento aggiuntivi che riducono il particolato e scompongono le pericolose emissioni di ossido di azoto (NOx) in azoto e acqua innocui. Il diesel è un comune carburante per i trasporti e molte altre opzioni di carburante utilizzano sistemi e componenti del motore simili.
Animazione che mostra le quattro fasi di un motore diesel:aspirazione, compressione, potenza e scarico.
Come un motore a benzina, un motore diesel funziona normalmente ripetendo un ciclo di quattro fasi o corse durante le quali il pistone si muove su e giù due volte durante il ciclo (in altre parole, l'albero motore ruota due volte).
In un diesel a due tempi, il ciclo completo avviene con il pistone che si muove su e giù solo una volta. In modo confuso, ci sono davvero tre fasi in un ciclo a due tempi:
I motori a due tempi sono più piccoli e leggeri dei motori a quattro tempi e tendono ad essere più efficienti perché generano elettricità una volta per giro (piuttosto che una volta ogni due giri come un motore a quattro tempi). Ciò significa che richiedono più raffreddamento e lubrificazione e sono soggetti a un'usura maggiore.
Esistono tre gruppi di dimensioni di base dei motori diesel in base alla potenza:piccola, media e grande.
I piccoli motori hanno valori di potenza in uscita inferiori a 188 kilowatt o 252 cavalli. Questo è il tipo di motore diesel più comunemente prodotto. Questi motori sono utilizzati in automobili, autocarri leggeri e alcune applicazioni agricole e edili e come piccoli generatori di energia elettrica fissi (come quelli sulle imbarcazioni da diporto) e come azionamenti meccanici. Sono tipicamente motori a iniezione diretta, in linea, a quattro o sei cilindri. Molti sono sovralimentati con aftercooler.
I motori medi hanno capacità di potenza che vanno da 188 a 750 kilowatt o da 252 a 1.006 cavalli. La maggior parte di questi motori viene utilizzata in autocarri pesanti. Di solito sono motori a iniezione diretta, in linea, sei cilindri turbo e postrefrigerati. Anche alcuni motori V-8 e V-12 appartengono a questo gruppo di dimensioni.
I grandi motori diesel hanno potenze nominali superiori a 750 kilowatt. Questi motori unici sono utilizzati per applicazioni marine, locomotive e di azionamento meccanico e per la generazione di energia elettrica. Nella maggior parte dei casi si tratta di sistemi a iniezione diretta, turbocompressi e postrefrigerati. Possono funzionare fino a 500 giri al minuto quando l'affidabilità e la durata sono fondamentali.
I motori diesel sono comunemente usati come motori meccanici, generatori di corrente e azionamenti mobili. Trovano un uso diffuso in locomotive, macchine edili, automobili e innumerevoli applicazioni industriali. Il loro regno si estende a quasi tutti i settori e può essere osservato quotidianamente se dovessi guardare sotto il cofano di tutto ciò che passi.
I motori diesel industriali e i generatori diesel hanno applicazioni edili, marine, minerarie, ospedaliere, forestali, telecomunicazioni, sotterranee e agricole, solo per citarne alcune. La produzione di energia per l'alimentazione di riserva primaria o di riserva è l'applicazione principale dei generatori diesel di oggi. Consulta il nostro articolo sui vari tipi di motori e generatori e le loro applicazioni comuni per ulteriori esempi.
Il motore diesel è molto più efficiente e preferibile rispetto al motore a benzina per i seguenti motivi:
Motore diesel, qualsiasi motore a combustione interna in cui l'aria viene compressa a una temperatura sufficientemente elevata per accendere il carburante diesel iniettato nel cilindro, dove la combustione e l'espansione azionano un pistone.
Come per i motori a benzina, i motori diesel vengono avviati girando con un motore elettrico, che avvia il ciclo di accensione per compressione. A freddo, invece, i motori diesel sono difficili da avviare, semplicemente perché. la compressione dell'aria non porta a una temperatura sufficientemente alta per accendere il carburante.
Benzina e diesel provengono dal petrolio greggio, che proviene dalle profondità del sottosuolo. Il petrolio greggio viene raffinato per produrre benzina (in America è conosciuta come benzina) o diesel. La maggior parte dei mezzi di trasporto utilizza benzina o diesel per alimentare i propri motori:da tosaerba, automobili, autobus e moto a grandi navi e aeroplani.
I componenti principali di un motore diesel:
Concettualmente, i motori diesel funzionano comprimendo l'aria ad alta pressione/temperatura e quindi iniettando una piccola quantità di carburante in questa aria compressa calda. L'elevata temperatura fa evaporare la piccola quantità di carburante iniettato altamente atomizzato.
I motori diesel sono talvolta chiamati motori ad accensione spontanea perché l'inizio della combustione si basa sull'aria riscaldata dalla compressione piuttosto che su una scintilla elettrica. In un motore diesel, il carburante viene introdotto quando il pistone si avvicina al punto morto superiore della sua corsa.
Esistono due classi di motori diesel:due tempi e quattro tempi. La maggior parte dei motori diesel utilizza generalmente il ciclo a quattro tempi, con alcuni motori più grandi che funzionano sul ciclo a due tempi.
Un motore diesel prende l'aria, la comprime e quindi inietta carburante nell'aria compressa. Il calore dell'aria compressa accende spontaneamente il carburante. Un motore diesel non contiene una candela.
Il diesel fornisce più potenza a regimi del motore inferiori rispetto al loro equivalente a benzina. Questo fa sentire il diesel più adatto ai viaggi in autostrada più lunghi perché non stanno lavorando duramente come i motori a benzina per produrre le stesse prestazioni. Questo aiuta anche a rendere le auto diesel più adatte al traino.
Quando si tratta di efficienza, i motori diesel forniscono una maggiore efficienza utilizzando il 15-20% in meno di carburante rispetto ai motori a benzina. La coppia ai bassi regimi dei motori diesel offre un'esperienza di guida in autostrada molto migliore. Tuttavia, il prezzo di questa efficienza è un premio più alto rispetto alla variante a benzina della stessa vettura.
Il carburante diesel è composto da petrolio greggio e biomassa. La maggior parte del carburante diesel prodotto e consumato negli Stati Uniti viene raffinato dal petrolio greggio nelle raffinerie di petrolio. Le raffinerie di petrolio statunitensi producono in media da 11 a 12 galloni di carburante diesel da ogni barile da 42 galloni (USA) di petrolio greggio.
I motori diesel sono ancora più efficienti dei motori a gas, ma meno per coloro che sono principalmente impegnati nella guida in città. Le auto diesel hanno anche più coppia, il che si traduce in un migliore risparmio di carburante insieme a un'accelerazione più impressionante.
Il motore diesel, intitolato a Rudolf Diesel, è un motore a combustione interna in cui l'accensione del carburante è causata dall'elevata temperatura dell'aria nel cilindro dovuta alla compressione meccanica; quindi, il motore diesel è un cosiddetto motore ad accensione spontanea (motore CI).
Il carburante diesel è il termine comune per l'olio combustibile distillato venduto per l'uso in veicoli a motore che utilizzano il motore ad accensione spontanea che prende il nome dal suo inventore, l'ingegnere tedesco Rudolf Diesel. Ha brevettato il suo progetto originale nel 1892. Il carburante diesel è raffinato dal petrolio greggio e dai materiali della biomassa.
Tre gruppi di dimensioni di base. Esistono tre gruppi di dimensioni di base dei motori diesel in base alla potenza:piccola, media e grande.
Un diesel premium ha un numero di cetano più elevato, una migliore lubrificazione e include detergenti che forniscono capacità di pulizia degli iniettori rispetto al diesel n. 2 standard. Il cetano misura il ritardo di accensione di un carburante. Un cetano più elevato equivale a un ritardo più breve e una migliore qualità di accensione per avviamenti più rapidi e meno inquinamento.
Il gasolio di solito costa di più. La manutenzione può essere più costosa, anche se non è necessario eseguirla così spesso. Le auto diesel producono molto più NO2. I motori diesel possono essere leggermente più rumorosi.
Quando si tratta di efficienza, i motori diesel forniscono una maggiore efficienza utilizzando il 15-20% in meno di carburante rispetto ai motori a benzina. La coppia ai bassi regimi dei motori diesel offre un'esperienza di guida in autostrada molto migliore. Tuttavia, il prezzo di questa efficienza è un premio più alto rispetto alla variante a benzina della stessa vettura.
Nel 1890, Rudolf Diesel inventò un efficiente motore a combustione interna ad accensione per compressione che porta il suo nome.
Diesel had the intention of developing an internal combustion engine and worked on the idea for several years, which led to his introduction of a prototype in 1893 and the first diesel engine production model in 1897.
Gasoline rose to prominence in 1892 while diesel took a little longer with some sources pointing to 1893 when it was first used and recognized as a fuel source. So, with that in mind, gasoline was technically the first, as it gained popularity and commercial success faster than its diesel counterpart.
Rudolf Diesel’s first compression ignition engines ran on peanut oil at the World Exposition in Paris.
The first true car engine is typically credited to Karl Benz. After years of being obsessed with bicycles and technology, Benz developed what’s taken to be the first gasoline-powered automobile in 1885. The engine in question was a single-cylinder four-stroke contraption.
