Aristide Orvieto 
Forse non tutti sanno che il motore Diesel prende il nome dal suo inventore, tale Rudolf Diesel che nel 1892 lo ha brevettato. Ci sono differenze con il motore a scoppio dei lucchesi Barsanti e Matteucci. Il motore Diesel è un tipo di motore alternativo a combustione interna, alimenato a gasolio, che sfrutta il principio della compressione per ottenere ‘accensione del combustibile e non, com il motore a scoppio, l’azione delle candele d’accensione.
In un motore Diesel con ciclo a quattro tempi l’aria viene immessa nel cilindro, richiamata dal movimento discendente del pistone e attraverso la valvola di aspirazione; quando il pistone risale tale aria è compressa: in tale compressione, l’aria può raggiungere valori di temperatura tra i 700 e i 900 gradi °C. Poco prima che il pistone raggiunga il punto morto superiore, cioè il punto di massima salita dello stesso, viene immesso per mezzo di un iniettore il combustibile nell’aria arroventata e compressa nello spazio residuo sopra il pistone; si ha quindi l’autoaccensione e poi la combustione della miscela aria combustibile, cui segue la fase di espansione che riporta il pistone verso il basso generando così la rotazione dell’albero motore; la spinta per tale rotazione costituisce l’erogazione di energia meccanica che è lo scopo del motore stesso. Infine si ha la fase di scarico, in cui i gas combusti vengono espulsi dal cilindro attraverso l’apertura della valvola di scarico. È anche costruito il motore Diesel con ciclo due tempi.
Dieselmotor DM 12 – monocilindrico stazionario della MAN AG, Augsburg, 1906, 9 kW di prima generazione
Il funzionamento sopra riportato spiega alcune delle caratteristiche che differenziano il motore Diesel da quello a benzina. Per fronteggiare le forze che si creano durante l’intero processo il motore Diesel dovrà avere un rapporto di compressione molto più elevato di quello di un analogo motore a benzina. Questa necessità influenza anche il peso di un motore Diesel, che sarà maggiore di quello di un motore a benzina di analoga cilindrata, in quanto le parti del motore dovranno essere costruite per resistere a stress più elevati. D’altra parte, proprio per il suo funzionamento, il motore Diesel trae maggiori vantaggi dall’impiego di sistemi di sovralimentazione che effettuano una compressione dell’aria già prima che questa entri nel cilindro.
In questo tipo di motori è di fondamentale importanza la precisione del sistema di alimentazione ed in particolare della pompa del combustibile, che regola la quantità esatta di combustibile immessa nei cilindri, nonché il momento esatto dell’immissione stessa. Sulla base della quantità di combustibile immesso ad ogni regime di rotazione il motore fornisce più o meno potenza in quanto l’aria da questo aspirata è un valore costante che corrisponde sempre al massimo possibile (non esiste un carburatore). Nei motori Diesel, a differenza di quelli a benzina, non è necessario gestire l’accensione con dispositivi esterni, è lo stesso fatto della iniezione che direttamente agisce per l'”accensione” della miscela.
La potenza non è direttamente basata sulla quantità di miscela aria-combustibile che è immessa nel cilindro, ma solo sulla quantità di combustibile iniettato. Nei primi motori Diesel questo sistema di regolazione era di tipo meccanico con una serie di ingranaggi che prelevavano energia dal motore stesso. Il limite più rilevante era dato dal fatto che l’immissione di combustibile era rigidamente collegata con il regime di rotazione del motore stesso, dato che la combustione è un fatto fisico costante, a basse velocità di rotazione la combustione rischia di essere troppo anticipata rispetto al moto del pistone (che è relativamente più lento), mentre a velocità elevata il moto accelerato (veloce) del pistone combinato con la combustione fa risultare la combustione relativamente ritardata.
In una fase successiva, l’evoluzione delle pompe di iniezione ha permesso di migliorare il controllo dei tempi e delle quantità di gasolio iniettate, con l’implementazione di dispositivi di autoregolazione dell’anticipo dell’iniezione (ad esempio il variatore dell’anticipo dell’iniezione a masse centrifughe, tipico delle pompe di iniezione in linea). Nei motori moderni l’immissione di combustibile è invece regolata attraverso il ricorso all’elettronica. Si hanno quindi dei moduli di controllo elettronici (ECM – Electronic Control Module) o delle unità di controllo (ECU – Electronic Control Unit) che altro non sono che dei piccoli calcolatori montati sul motore. Questi ricevono i dati da una serie di sensori e li utilizzano per calibrare, secondo tabelle (dette anche mappe) memorizzate nell’ECM/ECU, la quantità di combustibile da iniettare e (soprattutto) il tempo, inteso come momento esatto di immissione, in modo da ottenere sempre il valore ottimale, o il più vicino a questo, per quel determinato regime di rotazione.
In questo modo si massimizza il rendimento del motore e se ne abbassano le emissioni. In questo caso il tempo, misurato in gradi angolari di rotazione, assume un’importanza critica in quanto sia un ritardo che un anticipo rispetto al momento ottimale comportano dei problemi. Infatti se si anticipa troppo si ritroveranno nei gas di scarico valori rilevanti di ossidi di azoto (NOx) anche se il motore raggiunge un’efficienza maggiore dato che la combustione avviene ad una pressione più alta. Un ritardo invece, a causa della combustione incompleta, produce particolato (polveri sottili) ovvero fumosità nera allo scarico. Non esiste un valore ottimale valido per tutti i motori ma ogni motore ne ha uno proprio.
