Componenti del motore di un’auto: differenza tra benzina e diesel

Componenti del motore di un’auto: differenza tra benzina e diesel

La responsabilità principale del motore è quella di trasformare l’energia dal carburante con una scintilla, creando così la potenza per muoversi. Questa combustione interna dà vita a piccole esplosioni, di carattere contenuto, per produrre il movimento. È importante sottolineare che il motore non è una parte monoblocco, nel senso che è costituito da diversi componenti individuali operanti simultaneamente. Sapere com’è fatto il motore di una macchina può aiutare a capire il ruolo che tali componenti svolgono nel funzionamento base del motore.

Motore: breve descrizione

I motori delle auto sono progettati intorno a cilindri di metallo sigillati e resistenti. La maggior parte dei veicoli moderni ha da quattro a otto cilindri, anche se alcuni veicoli possono averne fino a sedici! I cilindri sono fatti per aprirsi e chiudersi esattamente al momento giusto, in modo da portare il carburante a combinarsi con la scintilla per poter bruciare internamente, nonché per rilasciare i gas di scarico prodotti. Ecco qui una piccola lista dei più importanti componenti per il motore di un’auto:

  • Blocco motore: spesso realizzato in alluminio o ferro, dispone di diversi fori per contenere i cilindri e fornire flusso di acqua e olio per il raffreddamento e la lubrificazione del motore. Il blocco motore contiene anche i pistoni, l’albero a gomiti, l’albero a camme e da quattro a dodici cilindri, a seconda del veicolo, che possono essere in linea, piatti o a forma di V.
  • Pistoni: si tratta di apparati cilindrici alla cui sommità si trova una superficie piatta. Il ruolo del pistone è quello di trasferire l’energia creata dalla combustione all’albero a gomiti, in modo da creare la spinta per il veicolo. I pistoni si spostano su e giù nel cilindro, due volte durante ogni rotazione dell’albero a gomiti. I pistoni sui motori che ruotano a 1250 RPM, ad esempio, andranno su e giù 2500 volte al minuto.
  • Albero a gomiti: è situato nella sezione inferiore del blocco motore. Questo meccanismo è collegato ai pistoni attraverso la biella. L’albero a gomiti trasforma il movimento dei pistoni in alto e in basso in un movimento reciproco, alla velocità del motore.
  • Albero a camme: a seconda del tipo di veicolo, l’albero a camme può essere situato nel blocco motore o nelle teste dei cilindri. Nella maggior parte dei veicoli moderni è collocato nelle teste dei cilindri: può essere un “doppio albero a camme in testa” (albero DOHC) oppure un “singolo albero a camme in testa” (albero SOHC) ed è supportato da una sequenza di cuscinetti che sono lubrificati in olio per garantire una maggiore longevità. Il ruolo dell’albero a camme è quello di regolare la tempistica dell’apertura e della chiusura delle valvole, prendendo il movimento rotatorio dall’albero a gomiti e trasferendolo in un movimento dall’alto verso il basso: ciò permetterà di controllare il movimento dei sollevatori, muovendo le aste di spinta, i bilancieri e le valvole.
  • Testa del cilindro: fissata al motore mediante i bulloni del cilindro e sigillata con la guarnizione della testa. Gli elementi contenuti nella testa del cilindro, ad esempio le molle delle valvole, le valvole, i sollevatori, le aste di spinta, i bilancieri e gli alberi a camme, permetteranno di controllare i passaggi del flusso dell’aria di aspirazione nei cilindri durante il colpo di aspirazione, nonché i passaggi dello scarico per la rimozione dei gas durante il colpo di scarico.
  • Cinghia/catena di distribuzione: l’albero a camme e l’albero a gomiti sono sincronizzati per assicurare una fasatura precisa affinché il motore funzioni correttamente. La cinghia è fatta di una gomma pesante con ingranaggi per afferrare le pulegge dell’albero a camme e dell’albero a gomiti. La catena, simile a quella di bicicletta, si avvolge intorno a pulegge dentate.

Diesel o benzina?

L’acquisto di un’auto si rivela spesso un’operazione più complicata del previsto in quanto il criterio, nonché dilemma, fondamentale della scelta risiede proprio nel tipo di motore di cui la macchina è dotata. La domanda che sorge spontanea è quasi sempre la seguente: “Quali sono i tipi di motori migliori? Diesel o benzina?”.

Attualmente le case automobilistiche propongono la scelta di entrambi i tipi di motore per uno stesso modello di auto proprio per venire incontro alle esigenze degli acquirenti che ne confronteranno i punti di forza, i punti deboli e le condizioni di utilizzo in base alle preferenze personali.

Motore diesel: funzionamento

Generalmente la maggior parte dei camion ed altri veicoli pesanti utilizzano motori diesel. Si tratta di un motore a combustione interna, esattamente come il motore a benzina, con funzionamento a gasolio (diesel). In questi motori è l’aria ad essere compressa, all’interno della quale, una volta scaldatasi, viene iniettato il gasolio (diesel). In questo modo, il diesel raggiunge la giusta temperatura di accensione grazie al calore prodotto dall’aria compressa. Il motore diesel è anche conosciuto con il termine di “motore ad accensione per compressione”. È stato sviluppato per la prima volta da Rudolf Diesel nel 1893 in Germania e, a quei tempi, veniva principalmente utilizzato per i treni.

Il motore diesel funziona secondo il ciclo diesel, i cui passaggi principali possono essere riassunti come segue, menzionando anche alcuni dei principali componenti di un motore diesel:

  1. Colpo di induzione: il pistone del motore si muove verso il basso, facendo entrare l’aria nel cilindro
  2. Colpo di compressione: il pistone si sposta verso l’alto e comprime l’aria che, a questo punto, inizia a riscaldarsi.
  3. Colpo di potenza: in questa fase il diesel viene aggiunto all’interno del cilindro.
  4. Colpo di scarico: il diesel inizia a bruciare per effetto della temperatura di accensione fornita dall’aria calda. Il fumo fuoriesce dalla valvola.

Motore a benzina: funzionamento

I motori a benzina sono utilizzati principalmente in auto, scooter, macchinari di vario tipo, ecc. Sono stati inventati per la prima volta in Europa nel 1876, anno in cui è apparso il primo modello molto semplice di motore a benzina, seguito poi da versioni perfezionate e dotate di componenti sempre più sviluppati fino a giungere al modello attualmente in uso.

Si tratta di un’unità a combustione interna con accensione a scintilla. Il funzionamento è praticamente lo stesso del motore diesel. Le peculiarità del funzionamento del motore a benzina sono che:

  • il carburante e l’aria vengono aggiunti al cilindro e miscelati
  • la miscela aria-carburante viene compressa tramite l’utilizzo dell’albero a gomiti.
  • nella miscela si verifica un’accensione a scintilla generata dalle candele che porta la miscela a spingere il pistone.
  • i gas fuoriescono dalla valvola di scarico

Facendo un confronto, l’avviamento con un motore a benzina non è così potente in quanto la pompa del carburante non fornisce una pressione elevata. Il processo è silenzioso e le emissioni nell’atmosfera di inquinanti quali CO o CH sono significativamente inferiori a quelle provocate da un motore diesel. Inoltre, in merito alla diagnostica, i motori a benzina sono molto più facili e veloci da testare. Per quanto concerne invece il carburante, gli sbalzi di temperatura sono molto più stabili.  

Diesel vs benzina: le 3 differenze principali dei due dispositivi

  1. Come precedentemente menzionato, la maggior parte dei veicoli funziona con entrambi i motori, sia diesel che a benzina. La differenza tra un motore diesel e uno a benzina è principalmente che in quello a benzina il carburante e l’aria sono entrambi compressi con una scintilla, mentre nel motore diesel solo l’aria viene compressa ed il carburante viene iniettato proprio all’interno dell’aria compressa.  È interessante osservare come il gasolio sia meno infiammabile rispetto alla benzina, il che rappresenta un notevole vantaggio in termini di sicurezza.  
  2. Un’altra differenza importante tra i due motori risiede nell’ubicazione della camera di combustione: nel motore diesel la camera si trova in fondo al pistone, mentre nel motore a benzina è situata nella testa del cilindro. 
  3. Per quanto riguarda la formazione della miscela aria-carburante, il processo è diverso e ciò si riflette direttamente nel rendimento di ciascuno dei due motori. In un motore diesel, con il riscaldamento dell’aria aspirata nel cilindro durante il movimento del pistone verso l’alto, la temperatura può salire fino a 900° C. Tale fenomeno accade perché il volume dell’aria si riduce e la pressione sale, talvolta raggiungendo i 5 MPa. Il carburante viene poi pressurizzato a 1500 kgf/cm2 negli ugelli e si accende immediatamente per effetto dell’aria calda. Si verifica quindi un processo di espansione che provoca l’aumento della pressione nel cilindro. In questo modo si verificano numerosi inconvenienti durante il funzionamento del motore e il diesel, nel momento in cui viene bruciato, emette fumi tossici dall’odore sgradevole. 

Diesel vs benzina: potenza e coppia 

I motori diesel sono dotati di una coppia maggiore, ma i motori a benzina dispongono di una maggiore potenza. Nel caso in cui sia necessaria l’accelerazione e non sia importante il carico utile, risulta più indicato un motore a benzina. Grazie al suo design semplice, è in grado di raggiungere picchi elevati di giri, consentendo una maggiore potenza e permettendo di accelerare di 100 km/h rispetto a un diesel. Se invece sono importanti la potenza grezza e il peso del carico rimorchiato, meglio optare per il diesel. Grazie alla coppia maggiore, il diesel può trainare carichi sulle forti pendenze.  

L’unità diesel è un’opzione economica rispetto alla benzina, poiché il livello di efficienza può raggiungere il 50% e offre un notevole risparmio di carburante. Al giorno d’oggi, molti veicoli europei hanno un sistema di alimentazione common rail, che mostra sul display touch screen la quantità di carburante aggiunto. E questo grazie ai sensori incorporati. Il principio di tale misurazione aiuta ad aumentare gradualmente la pressione, a partire dalla quale il motore funziona perfettamente senza alcuna vibrazione durante i cambi di marcia. Questo sistema riduce il consumo di carburante del 20% e aumenta la coppia del 25%. I motori diesel sono quindi più efficienti del 40% rispetto ai motori a benzina. 

Diesel vs benzina: servizi a breve e lungo termine 

La differenza tra un motore diesel e un motore a benzina è anche nella frequenza della manutenzione. La manutenzione frequente di un motore diesel è costosa, anche se i filtri e le guarnizioni devono essere cambiati regolarmente. Per quanto riguarda l’olio motore, l’antigelo e le candele, il motore diesel è in vantaggio. Il costo di un motore diesel è facilmente accessibile grazie alla sua lunga durata. Tre volte più lungo della sua controparte. 

Diesel vs benzina: differenza di prestazioni 

Indicatori non meno importanti sono il consumo di carburante e il rapporto di compressione. 

Il consumo di carburante è un indicatore di efficienza. Mostra quanto carburante viene consumato a 1kV di potenza. I veicoli diesel consumano 200/230 g all’ora, mentre la benzina oltre 265/305 g. I motori diesel non si fermano mai ai bassi, piuttosto questo è ciò accade molto spesso con i motori a benzina quando sono ridotti a bassi giri di spinta. 

Il secondo indicatore mostra quante volte la miscela aria-carburante o semplicemente l’aria viene compressa nel cilindro durante il funzionamento. Il diesel ha rapporti di compressione da 13 a 25 unità, ma gli indicatori della benzina sono occasionalmente fissati a 12 unità.

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