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Titolo: [old press] La Benzina e il Gasolio

http://www.omniauto.it/magazine/articolo/1722/la_benzina_e_il_gasolio.html
La Benzina e il Gasolio 
7 Luglio 2006  |  Alessio Ciarnella  
 
I motori sono delle macchine che producono un lavoro utilizzabile dall’uomo
nei modi più disparati, ad esempio permettere lo spostamento di un mezzo di
trasporto. Come un essere vivente, però, hanno bisogno di nutrirsi, o
meglio di essere nutriti, e il loro “cibo” è il combustibile. Ma i motori,
specie quelli automobilistici, non sono di bocca buona, anzi, sono
piuttosto esigenti (e anche un po’ “viziati”), e richiedono che un
combustibile abbia determinate qualità. 
OmniAuto.it vi propone una descrizione dei combustibili e delle loro
caratteristiche, partendo da quelli più utilizzati, derivati dal petrolio,
passando per quelli alternativi e in crescente diffusione, fino ad arrivare
a quelli più futuristici che, forse, “nutriranno” i motori dei prossimi
decenni.
LA BENZINA 
La benzina è il prodotto più pregiato ottenuto dalla raffinazione del
petrolio ed è formata da una miscela di idrocarburi (elementi chimici
costituti essenzialmente da idrogeno e carbonio). Per poter essere
utilizzata nei motori ad accensione comandata, cioè provvisti di candela, è
necessario che presenti due importanti caratteristiche: la volatilità e la
resistenza alla detonazione.
La prima proprietà è un indice della facilità con cui un carburante può
vaporizzare, cioè passare da liquido a vapore. Nei motori a benzina, la
volatilità assume un ruolo importante perché permette al carburante di
miscelarsi velocemente con l’aria, formando quella miscela omogenea (cioè
senza zone troppo ricche o povere di benzina) necessaria per una corretta e
completa combustione e un buon funzionamento del motore. Inoltre, una buona
volatilità a bassa temperatura aiuta l’avviamento del motore a freddo e
migliora le prestazioni in accelerazione. Un limite massimo alla volatilità
è invece imposto dal pericolo che si formino delle bolle di vapore nelle
tubature dell’impianto di alimentazione, che possono arrivare ad ostacolare
od interrompere il flusso di carburante.
Prima di spiegare cos’è la resistenza alla detonazione, soffermiamoci sul
fenomeno stesso della detonazione. Nei motori a benzina, sebbene detti a
scoppio, in realtà non avviene alcuno scoppio, bensì si verifica una
combustione della miscela rapida ma regolare, con un fronte di fiamma che
nasce dalla candela e si muove, come una sfera di fuoco che cresce
progressivamente, investendo le zone più lontane sulle pareti del cilindro
e del pistone, innescandone al combustione. In presenza di detonazione,
invece, alcune parti della miscela, prima di essere raggiunte dal fronte di
fiamma, possono trovarsi in condizioni tali da accendersi spontaneamente.
Succede allora che queste porzioni brucino tutte insieme violentemente
generando un forte ed improvviso aumento di pressione…insomma una bella
esplosione! La detonazione si manifesta all’esterno con un caratteristico
rumore metallico simile ad un martellamento (il famoso battito in testa)
evidente soprattutto quando si accelera a fondo da bassa velocità con una
marcia alta, vibrazioni, surriscaldamento e può arrivare a danneggiare
gravemente il motore, addirittura flettendo la biella e forando il pistone.
Molto prima di arrivare a tali disastrose conseguenze, la presenza di
questa grave forma di combustione anomala obbliga i progettisti di motori
ad adottare alcuni accorgimenti tecnici: il rapporto di compressione, che
dà un’idea di quanto viene compressa la miscela nel cilindro, non può
superare certi valori (normalmente 10, ma nei motori più sportivi ci si
spinge fino a 12), non si può anticipare troppo il momento in cui scocca la
scintilla. Purtroppo, entrambe queste soluzioni, limitano le prestazioni e
il rendimento dei motori. Da parte dei combustibili, questi devono avere
una formulazione chimica capace di allontanare il più possibile il rischio
di detonazione.
Il potere anti-detonante di una benzina si misura con il numero di ottano
(NO) che è l’indice di una scala i cui estremi sono dati da un idrocarburo
detto iso-ottano al quale è stato assegnato convenzionalmente il valore 100
(perché molto resistente alla detonazione) e dal normal-eptano che vale
convenzionalmente 0 (perché facilmente soggetto alla detonazione). In
pratica, una benzina con NO 92 si comporta, a livello di detonazione, come
una miscela formata dal 92% di iso-ottano e dal restante 8% di
normal-eptano. La formulazione chimica di una benzina deve garantire, come
detto, un numero di ottano sufficientemente alto, e a tal fine vengono
impiegati specifici additivi: la vecchia Super (detta anche rossa)
conteneva il velenoso piombo tetraetile, e non poteva essere usata sui
veicoli catalitici perché il piombo danneggiava irrimediabilmente la
marmitta catalitica, quindi, con l’introduzione della verde, si è passati
prima al benzene e agli idrocarburi aromatici, riconosciuti cancerogeni e
perciò sempre più limitati, poi al metil-terziario-butil-etere (MTBE), ed
oggi all’etil-terziario-butil-etere (ETBE). Nei loro ultimi anni di
convivenza la rossa e la verde erano la stessa identica benzina, con la
differenza dell’aggiunta di piombo nella rossa.
Nelle benzine verdi oggi normalmente in commercio, denominate EuroSuper, il
numero d’ottano è circa 95, mentre per la vecchia rossa valeva due punti in
più, 97, grazie alla presenza del piombo. Recentemente, molte Case
Petrolifere hanno introdotto delle benzine speciali costituite da un
appropriato mix di idrocarburi e additivi, che promettono migliori
prestazioni, sia a livello di potenza che di consumo, una migliore
efficienza nel tempo del motore e una riduzione delle emissioni inquinanti,
la cui caratteristica saliente (e più pubblicizzata) è il numero d’ottano
particolarmente elevato, 98-100. I vantaggi di queste benzine speciali sono
particolarmente apprezzati da chi possiede una vettura con motore provvisto
di sensore di detonazione, un dispositivo capace di riconoscere,
analizzando la combustione nel cilindro, il numero di ottano del carburante
utilizzato e modificare opportunamente, attraverso la centralina, i
parametri di accensione ed iniezione per ottenere più potenza e prontezza.
Tali benefici valgono, in generale, anche per i motori ad iniezione diretta
di benzina o turbocompressi, e in genere per quelli più sportivi. Per
alcuni motori, i dati di potenza e coppia massimi dichiarati dalle Case
sono spesso ottenuti utilizzando benzina con NO 98, quindi se si utilizza
la normale EuroSuper si perde un briciolo di potenza ed efficienza. In ogni
caso, facendo il pieno con queste benzine speciali, non aspettatevi di
trovarvi fra le mani un bolide da Formula 1…
Ma il numero d’ottano non è tutto: la presenza in questi nuovi carburanti
di altri speciali additivi che incrementano la volatilità, garantisce una
più pronta risposta del motore ai comandi dell’acceleratore, dando la
sensazione di maggior potenza, e un più completo utilizzo del carburante,
che si traduce in minor consumo; con un uso abituale, tali benzine operano
una pulizia sui condotti di aspirazione, sulle valvole e in generale sul
sistema di alimentazione eliminando le incrostazioni e i depositi; il basso
contenuto di zolfo, infine, significa minor inquinamento da polveri sottili
e assicura un migliora efficienza dei catalizzatori. 
Ottenere un numero di ottano superiore a 100 è senz’altro possibile in
quanto l’iso-ottano è scelto solo come riferimento: è il caso, ad esempio,
delle speciali benzine da competizione e della benzina Avio, utilizzata
sugli aerei da turismo, che può arrivare fino a NO 130 e di altri
carburanti alternativi (come il metano).
L’incremento del numero di ottano può però essere perseguito in maniera più
ecologica, impiegando come additivi sostanze come il metanolo, l’etanolo o
l’alcool etilico, ricavabili da metano, carbone e biomasse.
IL GASOLIO
Il gasolio è, come la benzina, un derivato del petrolio, ma meno pregiato
(e ciò spiega il suo minor costo). Viene utilizzato per l’alimentazione dei
motori a ciclo Diesel, detti anche ad accensione spontanea. In questi
motori, il combustibile viene iniettato direttamente nel cilindro dove
trova, grazie all’elevato rapporto di compressione (14-18), un ambiente ad
alta pressione (oltre le 40 atmosfere) e ad alta temperatura (500-600 °C).
Solo in queste condizioni “infernali” il gasolio può iniziare,
spontaneamente, la sua combustione perché, per sua natura, è molto meno
infiammabile, e quindi anche più sicuro, della benzina la quale, come noto,
brucia con pericolosa facilità. L’inizio della combustione del gasolio non
è però immediata, ma si verifica dopo un certo tempo (brevissimo, pochi
millisecondi) dall’introduzione del combustibile nel cilindro. Questo lasso
di tempo è detto ritardo di accensione ed è un parametro molto importante
che caratterizza l’accendibilità del gasolio, cioè la rapidità a bruciare,
determinando le prestazioni, il rendimento, la fluidità di marcia, le
emissioni di fumo, e il rumore di un motore Diesel. Infatti, se il ritardo
è troppo lungo, buona parte del combustibile viene iniettato prima che
avvenga l’accensione, per poi bruciare tutto insieme non appena si avvia la
combustione, con conseguenti violenti e pericolosi aumenti di pressione. La
tipica rumorosità dei motori Diesel, il “ticchettio”, è dovuta proprio alla
rapida combustione del gasolio introdotto durante il periodo del ritardo;
il combustibile iniettato successivamente, invece, brucia in maniera più
graduale man mano che entra nella camera di combustione.
L’accendibilità del gasolio è misurata dal numero di cetano (NC) che è
l’indice di una scala ai cui estremi sono stati posti, come riferimento, il
cetano con il valore 100 (perché facilmente accendibile) e
l’eptametilnonano con il valore 15 (perché molto resistente
all’accensione). Combustibili con alto numero di cetano (oltre 48) devono
essere usati nei Diesel cosiddetti “veloci”, praticamente tutti quelli
prodotti per uso automobilistico da una ventina d’anni a questa parte che
comprendono, ovviamente, anche quelli ad iniezione diretta che equipaggiano
le autovetture moderne, poiché in questi la velocità di rotazione del
motore è relativamente alta e quindi il combustibile ha poco tempo per
poter bruciare correttamente; viceversa, nei Diesel “lenti”, come quelli
utilizzati sui mezzi pesanti, i tempi più lunghi disponibili per la
combustione consentono l’impiego di carburanti con peggiori caratteristiche
di accendibilità, cioè con NC più bassi. I gasoli normalmente in commercio
hanno NC intorno a 51, ma recentemente vengono offerti anche gasoli
speciali con numero di cetano 52-54. Questi promettono una combustione più
rapida ed efficiente, migliori prestazioni e, a parità delle stesse,
consumi inferiori. Sono praticamente privi di zolfo (meno di 10 milligrammi
per kg, contro i 50 dei gasoli normali) e garantiscono una minore
produzione di inquinanti, soprattutto particolato, con conseguente
riduzione dei cicli di pulizia del filtro anti-particolato. Infine, la
presenza di additivi detergenti esercita una azione di pulizia e di
protezione da incrostazioni su tutto l’impianto di iniezione. Uno dei più
diffusi timori nell’utilizzo di questi gasoli speciali, riguarda il
possibile danneggiamento che possono subire iniettori e pompa a causa
dell’assenza dello zolfo, che svolge, effettivamente, una azione
lubrificante: le Case Petrolifere rispondono affermando che tutti i gasoli
venduti devono avere, per legge, un certo potere lubrificante, certificato
da un apposito test, e che questi ovviamente non fanno eccezione. Il vero
tallone d’Achille dei moderni Diesel, però, resta la comunissima acqua, che
si deposita nelle cisterne dei distributori e nei serbatoi delle vetture, e
riduce notevolmente la capacità lubrificante del gasolio, fino a
distruggere l’impianto di iniezione: per evitare danni, da decenni si
utilizzano dei filtri del gasolio capaci di eliminare l’eventuale acqua
presente. E’ importante non trascurarli, perché una volta intasati perdono
il loro potere filtrante, con risultati immaginabili.
Un altro inconveniente che presenta il gasolio riguarda la tendenza a
solidificarsi a basse temperature (intorno ai –20 °C) bloccando iniettori e
pompa e intasando le tubature: in queste condizioni, è impossibile,
oltreché potenzialmente dannoso, avviare il motore. Questo problema è
particolarmente sentito nei Paesi nordici, nei quali sono perciò venduti
gasoli con additivi che allontanano il pericolo di congelamento. 
-- 
idam faq: 
http://adcserver1.biodip.unimi.it/idam/faq/faq.html

 parametri di accensione ed iniezione per ottenere più potenza e prontezza.
Questa, AFAIK, è una solenne cazzata.
Nessun motore si basa sul sensore di detonazione per regolare
l'anticipo, ma seguono la mappatura impostata da programma per la
combinazione regime-apertura, e che - in presenza di benzine non
schifide o oscenità del conducente - non dovrebbe mai portare alla
detonazione.
Solo in caso di situazioni particolarmente sfigate che *non* dovrebbero
avvenire, si verifica ugualmente la detonazione, e quindi il sensore la
rileva e interviene tagliando ulteriormente l'anticipo per evitare danni
peggiori.
La sostanza è che se il motore è progettato e mappato per 95 ottani,
averne anche 140 non cambia una beneamata fava, visto che - non
detonando - gli anticipi (e soprattutto il rapporto di compressione)
restano quelli progettuali e mappati.
Tra l'altro, lo "sfruttamento" degli ottani passa più attraverso il
rapporto di compressione piuttosto che attraverso la regolazione
dell'anticipo (che dipende più che altro dal regime di rotazione); e il
rapporto di compressione, evidentemente, è modificabile solo in
officina.
-- 
Massimo Bacilieri AKA Crononauta 
ICQ:4005815

 l'anticipo,
Neanche i motori BMW con le candele a non mi ricordo che sulla ricerca di
scariche elettriche?


scariche elettriche?
che io sappia quasi tutti i motori bmw si adattano al tipo di benzina,
ma avevo capito che era un adattamento "in basso" e non "in alto". le
m, ad esempio, hanno prestazioni dichiarate considerando l'uso di
benzina a 98 (?) ottani (per la quale i motori sono progettati), pero'
si adattano ad usare anche la schifobenzina 95 (scarsi) che trovi
abitualmente.
saluti.
-- 
Gianni Rondinini (31, tanti, RA)
Nikon user - Bmw driver
http://bugbarbeq.deviantart.com

 peggiori.
Dipende. Nei motori turbo alla vecchia maniera (quelli per Uomini Veri) è 
tipico avere detonazione al regime di sovralimentazione e dover quindi 
intervenire spesso sull'anticipo. Per esempio il sistema IAW della Delta 
Integrale varia l'anticipo a step di 5° fino a un massimo di 15° rispetto 
alla mappatura corrente quando rileva detonazione e interrompe l'overboost 
nel caso fosse attivo.
Infatti all'epoca della Prisma Integrale (2000 aspirata) e della Delta 4WD 
(2000 turbo, predecessore dell'Intergarle 8v) -che condividevano gran parte 
della meccanica- la Prisma non aveva il sensore di detonazione, la Delta sí.
Ciao!
-- 
  Marco Sala
  Internet è piena, vai via  (Joel Furr)

 scariche elettriche?
Il sistema che dici è montato sull'M5/M6, ma nasce per controllare la 
ionizzazione nell'intorno della scintilla per garantire la perfetta 
accensione dello spray. Può darsi che la gestione di questo meccanismo 
intervenga anche sull'anticipo -avevo letto un articolo in proposito mesi fa 
ma non ricordo i dettagli- però è funzionale allo scopo di cui sopra e non è 
il suo fine ultimo.
Ciao!
-- 
  Marco Sala
  Finiva cosí la domenica, con il suo fastidioso riposo: il pomeriggio lungo
  e pieno di noia, la serata diversa, tutto veniva dissolto nell'alba pulita
  che poco a poco sorgeva  (Gaetano Afeltra)

 intervenire spesso sull'anticipo.
Siamo d'accordo, ma il punto che volevo sottolineare era che l'anticipo
viene definito nella mappatura secondo i parametri che *dovrebbero*
essere ottimali, e poi al limite ritardato nel caso nonostante tutto
detoni ugualmente.
Non è che l'anticipo venga definito dalla centralina "al limite di
detonazione", quale esso sia.
La sostanza è che usare benzine migliori di quelle previste, non
migliora in alcun modo le prestazioni; mentre usare benzine peggiori di
quelle previste, con i sensori di detonazione efficienti può - entro
certi limiti - essere possibile senza eccessivi danni (anche se,
ovviamente, con significative perdite di prestazioni).


 migliora in alcun modo le prestazioni
Ah ma su questo non c'è dubbio. Aumenta solo i già grossi portafogli delle 
compagnie petrolifere :-O
Salute!
-- 
  Marco Sala
  Compiango chi tutto classifica, tutto giudica e decide senza il
  fremito d'incertezza nell'affrontare il futuro, senza provare l'intima
  emozione del dubbio che sempre affiora nelle cose del pensiero, come
  pervade i problemi dello spirito  (Dante Giacosa)

La sostanza č che se il motore č progettato e mappato per 95 ottani,
Il fatto e' che oggigiorno sono moltissimi i motori progettati per la
98 ottani, e che 'possono andare' anche a 95.
Elfer

 98 ottani, e che 'possono andare' anche a 95.
Si ma "possono andare" con la 95 perché vengono venduti normalmente con
una mappatura per i 95 ottani, e che rimappati possono sfruttare la 98 o
cosa? Non ho memoria di auto omologate in Europa per le quali sia
suggerito l'uso della 98 ottani.
Né che ci sia qualche costruttore che affidi la sopravvivenza del motore
al sensore di detonazione (e fornisca 100 mila km o 3 anni di garanzia
in queste condizioni, garanzia che è ormai lo standard europeo).


suggerito l'uso della 98 ottani.
Eh? Veramente oggigiorno sono *quasi tutti* i motori in qualche misura
sportivi o sportiveggianti per i quali viene suggerito l'uso della 98
ottani e che solo con questa esprimono i valori nominali di potenza e
coppia.. (buona parte dei motori BMW, Audi e VW, Porsche, Ferrari,
2.0RS della Clio e di altre compatte sportive similari e cosi' via..)
Elfer

 2.0RS della Clio e di altre compatte sportive similari e cosi' via..)
A me sembra molto una mossa pubblicitaria a favore delle case
petrolifere... per sfruttare gli ottani bisogna aumentare il rapporto di
compressione, viceversa devi talmente ritardare l'anticipo da rendere il
motore una chiavica.
Posto che anche usandole con 95 ottani non mi pare che perdano poi tanto
(qualche decimo in accelerazione, cioè sì e no qualche cavallo) mi viene
difficile pensare che tutto sia fatto con regolazione della mappatura,
per di più basandosi sul sensore di detonazione.
E visto che la compressione non cambi con la centralina, faccio 2+2 e
ottengo il risultato... sempre all'insegna del "pensare male è peccato
ma spesso ci si azzecca".


(qualche decimo in accelerazione, cioč sě e no qualche cavallo) mi viene
Certo, in accelerazione perdi qualche decimo cioe' qualche cavallo. Ma
soprattutto perdi in ripresa, perche' e' affondare dai bassi la
situazione piu' critica.
Elfer