Bella domanda... :twisted:
Premetto che per poter parlare di valori veritieri andrebbe studiato caso per caso rispetto al motore, al settaggio, al veicolo (cx, peso, ...), alle condizioni di utilizzo (terreno, velocità, ...), ...
Ad ogni modo cercherò di dare dei valori di massima...da prendere a livello più che altro concettuale ed indicativo.
Innanzitutto è bene avere in mente che per rendimento termico
η = L/Q si intende il rapporto tra il lavoro ottenuto dal sistema rispetto all'energia fornita al sistema, pertanto sarà sempre
< 1 (tranne nel ciclo ideale di Carnot). Naturalmente avere minori consumi significa avere un rendimento η maggiore e quindi costi di esercizio inferiori.
Nello specifico:
a) il rendimento termico di un motore a ciclo Otto ad accensione comandata (BENZINA) è dato dalla formula
η = 1 - T1/T2 = 1 - 1/ρ∧(k-1), dove ρ = Vpmi/Vpms è il rapporto volumetrico di compressione tra il volume massimo (Vpmi) ed il minimo (Vpms), k è dato dal rapporto tra Cp e Cv e per l'aria è uguale a 1.4, T1 può essere considerata costante perchè a temperatura ambiente e T2 nn può superare la temperatura di autocombustione (=> bisogna mantenere ρ ad un valore tale da nn raggiungere la temperatura di autocombustione prima del pms (punto morto superiore) perchè in quel caso si verificherebbe il 'battito in testa' con gravi conseguenze...pertanto per i motori a Benzina si utilizzano valori di ρ compresi tra 8 e 11);
b) il rendimento termico di un motore ad accensione spontanea (DIESEL) è dato dalla formula
η = 1 - 1/ρ∧(k-1) * 1/k * (τ∧k -1)/τ-1, dove τ = V3/V2 è il rapporto volumetrico di introduzione (del combustibile). Bisogna tener presente che il rendimento η del ciclo Diesel è funzione crescente di ρ (che per via dell'autocombustione può raggiungere valori fino a 24 (oltre nn si ottengono miglioramenti significativi)) e decrescente di τ.
Dunque a parità di ρ e con τ = 1,
ηDIESEL = 1 - 1/ρ∧(k-1) * 1/k * (τ∧k -1)/τ-1 <
ηBENZINA = 1 - T1/T2 = 1 - 1/ρ∧(k-1). Se poi consideriamo che per τ = 1 nn ci sarebbe combustione e quindi τ avrà valori superiori all'unità, il rendimento termico del motore Diesel sarà ancora più piccolo di quello del motore a Benzina, ma qui entra in gioco il rapporto volumetrico di compressione ρ. Come detto, mentre per i motori ad accensione comandata solitamente si utilizzano valori di ρ compresi tra 8 e 11, per i motori ad accensione spontanea si raggiungono valori di ρ sino a 24. Da qui si deduce facilmente che l'efficienza di un ciclo Diesel è solitamente maggiore di quella di un ciclo Otto.
Volendo parlare di numeri (da prendere a livello puramente indicativo!), si potrebbe dire che il
ηBENZINA ≃ 25÷30 %, mentre il
ηDIESEL ≃ 35÷40 %...
©GC 8)