Se si guarda ai dati contenuti nel database ACI, si vede che nel 2019 in Italia il parco auto nazionale era composto per il 46% da auto a benzina e per il 44 % da auto a gasolio con il restante 10% coperto da altre motorizzazioni.
La sfida in ambito commerciale è quindi piuttosto accesa, ma a livello tecnico come si confrontano le due tipologie leader del mercato? Effettuiamo una disamina, andando a confrontare a parità di cilindrata le prestazioni, i consumi e le emissioni dei due motori.
È risaputo che un 2000cc a benzina spinge di più di un analogo 2 litri Diesel, ma perché avviene questo?
Quali sono i parametri che consentono al motore a benzina di avere più CV rispetto al Diesel?
Per rispondere a questa domanda aiutiamoci recuperando una variante della formula già utilizzata in questo articolo:
Legenda: Potenza Pe, Potere calorifico Hu,Cilindrata V, Numero di tempi τ
In genere un motore a benzina è più potente rispetto ad un analogo motore Diesel perché opera ad un regime n di giri (fratto 60 poichè si ragiona in minuti) decisamente più elevato e il suo rapporto di dosatura Δ è molto più basso.
Ci troviamo quindi di fronte a un motore che può raggiungere più del doppio dei giri di un Diesel e che, visto il rapporto di dosatura inferiore, brucia più combustibile per ogni ciclo. Tutto ciò si traduce in un vantaggio di potenza a favore del motore a benzina.
I cavalli non sono però l’unico parametro da considerare, bisogna infatti capire a quale regime viene sprigionata tutta questa potenza e con quale coppia. Su questi ultimi due aspetti prevale sicuramente il motore Diesel. Il picco di potenza spostato ad un regime di rotazione più basso e la coppia decisamente più elevata fanno sì che un propulsore Diesel risulti molto più elastico e agile nel traffico rispetto ad un benzina che vede la sua potenza sprigionata solo a giri elevati.
In questo caso il leader indiscusso è il motore a diesel che con i suoi 18-20 km/l può tranquillamente surclassare i 14-15 km/l in media raggiunti da un propulsore a benzina. Questa differenza è dovuta principalmente al maggiore rapporto di compressione di cui gode il propulsore Diesel che consente di migliorare il rendimento complessivo .
Ma cos’è il rapporto di compressione di un motore? Formalmente è definito come il rapporto tra il volume totale del cilindro quando il pistone è al PMI (Punto Morto Inferiore) ed il volume del cilindro quando si trova al PMS (Punto Morto Superiore) dopo la compressione.
Ad esempio, un rapporto di compressione pari 10 indica che il volume dell’aria racchiusa dal cilindro quando il pistone si trova al PMI è 10 volte maggiore dello spazio occupato dall’aria in seguito alla compressione fino al PMS.
Questo parametro è fondamentale perché si può dimostrare che all’aumentare di quest’ultimo, il rendimento migliora in maniera significativa.
Nel caso del motore a benzina ad esempio, il rapporto di compressione è limitato a 12 o 14 per evitare problemi di autoaccensione mentre nei propulsori a diesel ci si può spingere fino a 23 o 24.
Ciò consente di abbattere i consumi, migliorando così in maniera significativa il rendimento complessivo η del propulsore.
I motori a benzina poi hanno un coefficiente di riempimento λV che ai bassi carichi è inferiore al Diesel perché l’ostruzione causata dalla valvola del corpo farfallato fa un effetto di “laminazione” nei confronti del gas che entra nel cilindro. In questo modo si ha un minor riempimento del cilindro e una conseguente peggioramento della combustione che fa sì che i consumi si innalzino.
Fino a qualche anno fa non c’era storia, i motori Diesel erano delle vere e proprio “ciminiere” con tanto di fumo nero che usciva dai terminali di scarico. Con i moderni Euro 6 però le cose sono cambiate: ora la risposta non è più scontata, vi è competizione e le due tipologie di motori possono confrontarsi anche su questo aspetto.
A seconda dei test effettuati e del ciclo di omologazione usato i risultati che si trovano sono in contrasto tra loro.
C’è chi dice che sono più puliti i moderni euro 6-temp e chi gli ultimi modelli a benzina.
Individuare una risposta definitiva è davvero complicato ma in genere si stima che i motori Diesel rilascino meno CO2 nell’aria avendo così un minor impatto sull’effetto serra ma siano più inquinanti per quanto riguarda le polveri sottili e i NOx che nuocciono alla salute umana.