Ingegneria motoristica,BIODIESEL

BILANCIO ENERGETICO DEL MOTORE

I motori a combustione interna riescono a trasformare in energia meccanica solo una parte, piuttosto ridotta, della energia termica sviluppata all'interno dei cilindri dalla combustione della miscela aria-carburante precedentemente aspirata e quindi compressa. Questo vuole dire che come trasformatori di energia non sono particolarmente validi e che buona parte della energia teoricamente disponibile finisce sprecata in quanto ceduta al sistema di raffreddamento e esce dai cilindri assieme ai gas di scarico. I motori diesel, principalmente grazie al loro rapporto di compressione nettamente superiore, risultano migliori di quelli a benzina sotto questo aspetto, raggiungendo rendimenti termici piu' alti e di conseguenza consumi specifici inferiori. Indicativamente il rendimento termico di un moderno diesel a iniezione diretta e' dell'ordine di 0,48 e quello di un diesel a iniezione indiretta raggiunge all'incirca lo 0,40. Per i motori a benzina si e' all'incirca intorno allo 0,36. E' importante sottolineare come il rendimento effettivo (costituito dal rendimento termico moltiplicato per quello meccanico) sia sensibilmente inferiore passando nei tre casi in esame rispettivamente a circa 0,42 - 0,35 e 0,30. A questi rendimenti corrispondono consumi specifici dell'ordine di 196 g/kWh (diesel a iniezione diretta), di 230 g/kWh (diesel a iniezione indiretta) e di 250 g/kWh (motori a cielo Otto).

RAPPORTO DI COMPRESSIONE

Valore che indica la relazione tra il volume a disposizione dei gas quando all'interno del cilindro il pistone e' al punto morto inferiore e il volume che i gas possono occupare quando il pistone e' al punto morto superiore. In altre parole si tratta del rapporto esistente tra la cilindrata unitaria (volume generato del pistone nel suo spostamento dal PMS al PMI sommata al volume della camera di combustione e il solo volume di quest'ultima. Al crescere del rapporto di compressione migliora il rendimento termico del motore. Per ciascun motore a ciclo Otto pero' esiste un determinato rapporto di compressione limite al disopra del quale non si puo' andare senza che insorga la detonazione. Nei motori diesel questo problema non esiste e quindi si adottano rapporti di compressione molto piu' alti, necessari del resto per portare l'aria a una temperature molto elevata e ottenere quindi una rapida vaporizzazione e una agevole combustione del gasolio.

RENDIMENTO TERMICO

E' costituito dal rapporto tra l'energia effettivamente utilizzata dal motore a quella teoricamente resa disponibile dalla combustione. Esso indica l'efficienza del motore come macchina termica. Quanto maggiore e' il rendimento termico tanto piu' elevata e' la "quota" dell'energia termica (calore sviluppato dalla combustione) che il motore riesce a trasformare in energia meccanica. Questo rendimento aumenta al crescere del rapporto di compressione (i motori diesel hanno rendimenti termici migliori di quelli a ciclo Otto, principalmente proprio perche' impiegano rapporti di compressione piu' elevati). Il rendimento termico e' influenzato anche da parametri come la geometria della camera di combustione e tende ad essere piu' alto alimentando il motore con miscela a titolo magro.

CONSUMO SPECIFICO

Evidenzia quanto combustibile viene utilizzato dal motore per ogni kilowatt (o cavallo) di potenza erogato nell'unita' di tempo. Di norma viene espresso in grammi/kilowatt ora (g/kW h) oppure, impiegando le vecchie unita' di misura, in g/CV h. Il consumo specifico e' direttamente legato al rendimento complessivo del motore (e risulta tanto piu' basso quanto quest'ultimo i elevato). Tra due motori, eroganti una uguale potenza, ha il rendimento migliore quello che, nello stesso periodo di funzionamento, consuma una minore quantita' di carburante (indipendentemente dalla cilindrata). Analogamente, tra due motori che nello stesso periodo di funzionamento consumino una uguale quantita' di carburante, avra' rendimento migliore quello che eroga una potenza piu' elevata.

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