Qual è il grado massimo di temperatura all'interno di una camera di combustione nei motori a benzina a combustione interna delle auto?

In un motore a benzina, la temperatura di picco momentanea arriva a circa 2000c. Questa scende immediatamente quando il pistone scende e i gas caldi si espandono. La temperatura dei gas di scarico alla valvola di scarico è scesa a circa 700-800c. A queste temperature contiene ancora molta energia ed è per questo che i turbocompressori funzionano - usano parte dell'energia altrimenti sprecata nei gas di scarico per pompare più aria nel motore.

I motori diesel hanno una temperatura di picco più alta - fino a circa 2500c. Questo è in gran parte il risultato del più alto rapporto di compressione che riscalda di più il carburante in arrivo prima che venga iniettato e acceso, quindi la combustione risultante più il calore di compressione è più alto che per un motore a benzina. Quel rapporto di compressione più alto significa che c'è anche un rapporto di ESPANSIONE più alto sulla corsa di potenza. Se si comprime l'aria diciamo 18 volte prima dell'accensione, allora si espanderà 18 volte nella corsa di potenza, mentre un motore a benzina si espande solo intorno a 10 o 11:1. Questo spiega gran parte dell'alta efficienza dei motori diesel.

Questo rapporto di espansione più alto significa anche che la temperatura dei gas di scarico è più bassa per i motori diesel, rispetto ai motori a benzina... più energia meccanica è stata recuperata dall'energia termica. E naturalmente i diesel possono usare pressioni di sovralimentazione più elevate perché i diesel non possono mai soffrire di detonazione - non c'è carburante presente fino al punto di iniezione e il carburante iniettato brucia mentre viene iniettato (in realtà pochi millesimi di secondo dopo, poiché deve vaporizzare e riscaldarsi fino alla sua temperatura di accensione). Quell'alto livello di sovralimentazione estrae più energia utile dallo scarico.

Incidentalmente, quell'alta temperatura di combustione più compressione è la ragione per cui i motori Diesel producono inquinanti di ossido di azoto nello scarico. L'azoto non è molto reattivo e si combina con l'ossigeno solo a temperature molto alte, quindi i motori a benzina producono pochi ossidi di azoto, mentre i diesel ne producono molti di più, che poi devono essere controllati o con l'EGR, che contamina l'aria fresca e riduce la temperatura di combustione, o con il DEF/Adblue, che lo riconverte in azoto e acqua nel SCR - riduttore catalitico selettivo.