MOTORE DIESEL

 

Gli autocarri e gli autobus attualmente in uso, in massima parte, sono azionati da motori a combustione, comunemente chiamati motori Diesel. il motore diesel è una macchina termica in cui si sviluppano forti sorgenti di calore che vengono opportunamente trasformate in energia meccanica.

Il motore Diesel è stato ideato e realizzato da Rodolfo Diesel, ingegnere tedesco nato nel 1858. Diesel iniziò gli studi di questo motore nel 1882 e solo nel 1884 riusciva a far funzionare il suo motore per qualche minuto. All’ inizio del secolo i motori Diesel erano usati prevalentemente con installazioni fisse; si era ancora lontani dai Disel veloci che per la prima volta furono applicati ad un autocarro nel 1923 dalla ditta Benz di Mannheim in Germania.

 

DIFFERENZE TRA MOTORE DIESEL E MOTORE A SCOPPIO

 

I motori diesel usati in autotrazione appartengono tutti ai diesel veloci ,che costruttivamente sono simili ai motori a scoppio, ma con qualche differenza.

 

·        MONOBLOCCO: nei motori diesel,date le maggiori pressioni alle quali sono sottoposti, i cilindri sono in genere a canne riportate perché offrono il vantaggio di poter essere facilmente revisionate ed eventualmente sostituite. Le canne, in ghisa dura al nichel-cromo, vengono montate a pressione nel monoblocco, in altri tipi di, invece, non vanno montate a pressione, in questo caso la canna presenta, nella parte superiore, un bordo che va ad alloggiarsi nel monoblocco.

·        BRONZINE: sappiamo benissimo che la bronzina è costituita da due gusci semicilindrici, rivestiti internamente di un materiale antifrizione. Questo materiale nei motori a scoppio e costituito da un metallo bianco formato da una lega di stagno-piombo-antimonio e rame che nel caso venga a mancare la lubrificazione fonde a circa 250/300°. Nei motori diesel, invece, le bronzine sono rivestite, internemente, di un metallo rosa costituito da una lega di piombo-rame che nel caso in cui venisse a mancare la lubrificazione fonde a circa 500°.

·        VALVOLE: nei motori diesel vengono usate valvole che presentano un deflettore che ha il compito di aumentare la turbolenza dell’ aria in fase di aspirazione.

 

·        ALIMENTAZIONE ED ACCENSIONE: una differenza sostanziale tra il motore a scoppio e quello diesel consiste negli organi di alimentazione e di accensione infatti, mentre nel motore a scoppio abbiamo il carburatore, le candele, lo spinterogeno e la bobina, nel motore diesel sono presenti pompa d’ iniezione ed iniettori.

·        FUNZIONAMENTO: il motore a scoppio aspira nei cilindri una miscela di aria e benzina, miscelata in giuste proporzioni (1:16) dal carburatore. Questa miscela viene compressa nella camera di scoppio e l’ accensione è provocata dalla scintilla di una candela.

Il motore disel, invece, aspira aria pura e la comprime ad una pressione di circa 30/40 atm., in conseguenza di ciò l’ aria raggiunge una temperatura di circa 600°/700°. A circa 15°/20° prima che il pistone abbia ultimato la fase di compressione, per mezzo di un iniettore, viene immesso nella camera di combustione il gasolio finemente polverizzato che  per affetto della altissima temperatura si incendia spontaneamente dando vita alla fase di combustione.

 

 

I motori Diesel si suddividono in due grandi categorie: motori ad iniezione diretta e motori ad iniezione indiretta.

INIEZIONE INDIRETTA: i motori ad iniezione indiretta hanno tutti una camera di combustione, situata tra la testata del motore ed il cielo del pistone, ed una precamera che è in comunicazione con la camera di combustione. In questi motori, inoltre, il pistone è a testa piana o porta, nella parte superiore, dei piccoli incavi detti deflettori che hanno il compito di aumentare la turbolenza dell’ aria. Nei motori con questo tipo d’ iniezione, infine, l’ iniettore presenta un solo foro. La presenza della precamera, nell’ iniezione indiretta, è resa necessaria dal fatto che funzionano ad una pressione relativamente bassa, circa 200 atm, rispetto ai motori ad iniezione diretta.

 

 

  I motori ad iniezione indiretta piu' noti sono:

·        Motori a precamera di turbolenza;

In questo tipo di motore la camera di combustione è in comunicazione con una precamera a forma sferica in cui sono sistemati l’ iniettore e la candeletta incandescente. In fase di compressione l’ aria nella precamera assume una forte turbolenza. La turbolenza dell’ aria favorisce la mescolanza con il gasolio e ne facilita la combustione.

 

 

 

 

 

·        Motori a camera di precombustione;

In questo tipo di motore circa ¼ del gasolio iniettato si incendia nella precamera provocando un forte aumento di pressione che spinge la rimanente parte di combustibile sopra il pistone dove trova la quantità d’ aria sufficiente per la completa combustione. Il gasolio passa dalla precamera alla camera di combustione attraverso piccoli forellini che funzionano da secondo polerizzatore.

Questo è il metodo usato dalla Mercedes.

 

 

 

CANDELETTE

 

In tutti i tipi di motore ad iniezione indiretta, l’ iniettore polverizza il gasolio nella precamera, dove è situata sempre una candeletta incandescente che serve a facilitare l’ avviamento del motore. La candeletta è una piccola spirale d’ acciaio che con il passaggio della corrente diventa incandescente. Il suo inserimento viene segnalato, alla partenza, da una luce posta nel cruscotto. Quando detta spia si spegne può essere effettuata l’ accensione del motore. L’ uso delle candelette, nei motori ad iniezione indiretta, è reso necessario dal fatto che, lavorando a pressioni notevolmente più basse dei rispettivi motori ad iniezione diretta, si facilita l’ avviamento poichè vengono riscaldate le pareti delle precamere con conseguente facilitazione dell’ accensione del gasolio.  Per evitare un forte assorbimento di corrente dalla batteria, è necessario non avviare il motore quando sono ancora inserite le candelette.

INIEZIONE DIRETTA: nei motori ad iniezione diretta il gasolio viene iniettato direttamente nella camera di combustione che è ricavata nella testa del pistone. La testata del motore, nella parte interna è completamente piana e presenta solo i fori per gli iniettori ed i seggi delle valvole. Per ottenere una buona polverizzazione del gasolio e facilitarne quindi l’ accensione, l’ iniettore presenta tre o quattro fori. In questo modo il gasolio si mescola meglio con il volume d’ aria. Per ridure poi il ritardo d’ accensione il gasolio viene iniettato ad una pressione che si aggira intorno alle 250/300 atm.

 

 

 

  RAFFRONTO TRA  INIEZIONE DIRETTA ED INIEZIONE INDIRETTA

 

Il motore ad iniezione indiretta, durante la combustione, sviluppa delle pressioni massime non molto elevate, di conseguenza gli organi sono meno sollecitati e la pompa e gli iniettori lavorando a bassa pressione hanno una durata maggiore. Presentano, però, l’ inconveniente di una maggiore difficoltà d’ avviamento a freddo ed un maggiore consumo.

I motori ad iniezione diretta presentano il vantaggio di un migliore avviamento a freddo ed un minore consumo, di contro, però, presentano pressioni di utilizzo molto elevate con conseguente usura della pompa e degli iniettori.

Queste caratteristiche hanno fatto si che fino a qualche anno fa i motori usati sulle autovetture erano del tipo ad iniezione indiretta e quelli usati sui veicoli industriali erano del tipo ad iniezione diretta.

Con il perfezionamento delle tecniche costruttive, però, nel 1997 la FIAT ha introdotto sul mercato un’ auto (CROMA 1.9 T.D. i.d.) di piccola cilindrata e ad iniazione diretta.

La nuova era per i motori diesel per autovetture è iniziata, quindi, alcuni anni fa con l’ iniezione diretta e l’ alta pressione, che ha trovato nel sistema Common rail la massima diffusione. 

 

 

COMMON RAIL

 

1.      misuratore di massa d’ aria;

2.      centralina motore;

3.      pompa alta pressione;

4.      common rail

5.      elettroiniettori;

6.      sensore giri albero motore;

7.      sensore temperatura motore;

8.      filtro del gasolio;

9.      accelleratore.

  Il Common rail è un condotto comune di alimentazioone (da qui il nome) a forma di flauto (due nel caso di motori con cilindri divisi in due bancate) a cui sono collegati gli elettroiniettori che nebulizzano il gasolio nelle camere di scoppio. La pressione all’ interno del tubo è di circa 1300 bar. In definitiva questo sistema consente elevate prestazioni ad ogni regime di giri ed una notevole riduzione dei consumi, dovuta alla finissima polerizzazione del gasolio, con conseguente diminuzioni di emissioni inquinanti.

Grazie ai numerosi vantaggi che offre l’ iniezione diretta, quasi tutte le autovetture, di ultima generazione, sono equipaggiate con questo tipo di sistema.