Perchè un motore Diesel ha i rendimenti più elevati di un ciclo Otto? Grazie e Distinti saluti

Il ciclo
Otto, riferimento teorico per i motori a benzina,

ha un rendimento:

Il ciclo Diesel

ha invece un rendimento:

Dove:

r = rapporto di compressione volumetrico (V3/V1)

g = costante delle adiabatiche (Cp/Cv) che
per i gas combusti vale circa 1,2

r’ = rapporto di combustione a pressione costante per il ciclo Diesel
(V2/V1) di solito circa 1/2

A pari rapporto di compressione il ciclo Diesel ha rendimenti inferiori
al ciclo Otto come mostrato nella seguente tabella:

         V3/V1 h Otto hDiesel          
7.00 0.32 0.29
8.00 0.34 0.31
9.00 0.36 0.33
10.00 0.37 0.34
11.00 0.38 0.35
12.00 0.39 0.36
13.00 0.40 0.37
14.00 0.41 0.38
15.00 0.42 0.39
16.00 0.43 0.40
17.00 0.43 0.41
18.00 0.44 0.41
19.00 0.45 0.42
20.00 0.45 0.43
21.00 0.46 0.43
22.00 0.46 0.44
23.00 0.47 0.44
24.00 0.47 0.45
25.00 0.47 0.45

Il ciclo Otto però raramente può superare un rapporto di
compressione 1/10 e ciò per evitare l’autoaccensione (battito in
testa) che si verificherebbe durante la fase di compressione in quanto
si comprime miscela già atta a bruciare.

Il ciclo Diesel ha invece bisogno di autoaccendersi, tanto lo fa solo
dopo la fine della fase di compressione perché quest’ultima comprime
solo aria. La combustione avviene idealmente tra i punti 1 e 2 del diagramma.
Un rapporto di compressione ottimale per un Diesel sta intorno a 1/22.

Come si vede dalla tabella il rendimento teorico è quindi di 44%
contro il 37% del ciclo Otto.

Non facciamoci però trarre in inganno da questi valori di rendimento
lusinghieri. I cicli reali sono ben lungi dal percorrere esattamente i
tracciati teorici sopratutto agli alti regimi di giri. Il motore deve
inoltre alimentare i servizi interni (movimento delle valvole, lubrificazione,
circolazione del fluido refrigerante etc…) ed esterni (luci, condizionatore,
autoradio, etc…). I rendimenti reali si attestano perciò su ben
più modesti 25% per un Diesel e sotto il 15% per un motore a benzina.