Comunemente la detonazione viene associata al motore a benzina, condizione oltretutto assolutamente da evitare per i danni che comporta.
Meno noto è che il ciclo diesel è ugualmente caratterizzato dal suddetto fenomeno, che, importante, è tipico e (per ora) ineliminabile, nel senso che caratterizzara sempre (ovviamente con entità differente) il ciclo di combustione.
Analizzaiamo il ciclo teorico del diesel: a seguito della fase di compressione, all'interno della camera di combustione si trva gas caldo. All'apertura dell'iniettore, il gasolio comincia a bruciare in maniera progressiva. Il pistone, nel contempo, si sposta in basso, e questi due effeti si equivalgono tanto da formare la famosa combustione a pressione costante. Ripeto, in teoria.

Ciclo reale. Il combustibile viene iniettato liquido. Per bruciare, deve
1) Evaporare
2) Miscelarsi in modo opportuno con l'aria
Ipotizziamo quindi di trovarci nell'immedita conclusione della fase di compressione e, per semplicità, di avere un motore COMMON RAIL quindi con
1) pressione di iniezione costante
2)la quantità di gasolio iniettato dipende solo dal tempo di apertura dell'iniettore
Apriamo l'iniettore, il gasolio entra, liquido in camera. La turbolenza in camera tende a frantumare le gocce in goccioline più piccole, che tenderanno quindi ad evaporare. L'iniezione, nel frattempo, continua...
Ad un certo punto, una certa quantità di gasolio, piccola ma nemmeno troppo, sarà evaporata e si sarà miscalata con l'aria, quindi tenderà a bruciare, ma in maniera non progressiva, ma ESPLOSIVA, facendo crescere di botto la pressione in camera e conseguentemente temperatura.
Questo provoca rumore (il famoso martellamento), vibrazioni, costringe a fare gli organi più robusti quindi pesanti, creando attriti e limitando le prestazioni. Inoltre le vibrazioni sono energia sprecata, tendono a rompere il velo di lubrificante, eccetera.
Una volta che questa prima sottofase della combustione, a VOLUME (non pressione) costante è conclusa, la combustione prosegue più progressivamente, bilanciata (più o meno) dallo spostamento del pistone, tanto che si avvicinerà più o meno alla combustione teorica del diesel.

Le condizioni peggiori? Bassi giri (poca turbolenza), motore freddo, carichi alti (viene iniettato più gasolio).
Come fare per limitare questo? Bisogna aumentare la turbolenza in camera, la temperatura (tendono a frantumare le gocce più velocemente). Potendo, ritardare l'anticipo di iniezione (ocsa che si fa a freddo). Bisogna inoltre aumentare la pressione di iniezione e cercare di far bruciare in questo modo la minor quantità di gasolio possibile. Ecco perché si fa la pre-iniezione nel common rail per scaldare la camera e far detonare poco carburante.
Ancora, si deve modulare l'iniezione, distribuirla in un arco di giri più ampio (il perché del multijet). Da questo punto di vista, il PDE è avvantaggiato, perché ha rpessioni maggiori e l'iniezione è comandata dall'albero a camme, legato all'albero motore, tendendo quindi a allungare l'iniezione su un arco di giri più ampio. I peggiori? I vecchi diesel diretti, con basse rpessioni di iniezioni e senza pre-iniezione (infatti su alcuni non si metteva l'intercooler per scaldare un po' l'aria, anche se si peggiora il rendimento del motore).
Ad alti giri, il fenomeno si manifesta molto meno, perché il pistone si muove molto velocemente e quindi la pressione nel cilindro tende a calare, anche iniettando tanto gasolio.

Molto interessante e chiaro... Complimenti anche per la capacità di spiegazione di fenomeni non semplicissimi...

Posso chiederti se le fasi di avanzamento tecnologico del common rail (per cui si parla di common rail di seconda generazione, di terza generazione) hanno a che fare con una incrementata efficienza energetica del processo che descrivi e nel caso come questa viene ottenuta ?

Grazie per la risposta Gigi, e fai pure con calma...

che io sappia, la seconda generazione di c.r. era nata grazie all'aumento della pressione di iniezione, la terza con l'introduzione dei piezo.

Per quel pochissimo che so.... Gli studi futuri puntano in due direzioni: aumento della pressione di iniezione (ben oltre 2000 bar) e iniezione modulare.
Il primo sistema, pare, sia una specie di incrocio tra un CR e un PDE: in pratica ogni iniettore avrebbe un pompate che portano la pressione dai 1800 a 2500 bar. Però la dosatura del carburante dovrebbe essere sempre fatta dall'iniettore, col vantaggio di evitare di tenere tutto lìimpianto a pressioni folli.
Questo è quel che mi è sembrato di capire...però sono solo mie elucubrazioni fondate su cose lette qua e là, oltre a qualche discussione con un utente di ZF, TechEngine, molto preparato (credo lavori in Bosch).

Iniezione modulare: si parla non solo di aumentare il n° di iniezioni per ciclo, ma anche di potrerle sovrapporre l'una all'altra.

Il tutto ha sempre la stessa finalità: produrre uno spray sempre più fine, che bruci meglio (si riduce anche la fumosità così) e più rapidamente, evitando di iniettare quantità troppo grosse di gasolio in tempi troppo piccoli (non ai massimi giri ovvio).

Quello che non ho scritto è che la detonazione nel diesel, oltre ai soliti problemi, produce anche NOx. Infatti la temperatura cresce moltissimo, toccando picchi oltre i quali l'azoto contenuto nell'aria diventa reattivo e forma ossidi. Che non possono essere trattati dal CAT trivalente perché c'è eccesso d'aria (infatti il CAT dei diesel è ossidante).
Pressioni e temperature troppo alte portano, paradossalmemte, a minori rendimenti (ho qualcosina anche su questo...potrei fare un piccolo post). I cicli devono essere "Tozzi" e grandi, invece sono caratterizzati da picchi improvvisi che non danno lavoro ma problemi.

scusa l'ignoranza, ma lo spiegheresti in maniera un po' più articolata ? (non so cosa siano i piezo e come funzionino).

Grazie, ciao...

Che io sappia, l'iniettore piezo differisce da quello solito per una semplice cosa: la valvola di ricircolo è comandata, appunto, in modo piezoelettrico e non con la classica valvola elettromagnetica.
I materiali piezoelettrici hanno la particolarità di variare le proprie dimensioni se sottoposti a determinate tensioni elettriche. Sono quindi molto più veloci e precisi, ma anche costosi.

Qualcosa sul fenomeno piezoelettrico
http://it.wikipedia.org/wiki/Piezoelettricit%C3%A0

Grazie davvero... secondo me questa della sezione tecnica è un'ottima idea...

mi ha anticipato il buon strosek, come al solito non c'è nulla da rettificare di quanto scrive ;) ;)

Grazie comunque

Quello che non ho scritto è che la detonazione nel diesel, oltre ai soliti problemi, produce anche NOx. Infatti la temperatura cresce moltissimo, toccando picchi oltre i quali l'azoto contenuto nell'aria diventa reattivo e forma ossidi. Che non possono essere trattati dal CAT trivalente perché c'è eccesso d'aria (infatti il CAT dei diesel è ossidante).


Per quello che ne so, esistono più di un singolo cat e la loro inefficenza all'avviamento è data dalle basse temperature in cui si trovano( temperatura ambiente) come le sonde lambda daltronde che rendono inefficace la "pulizia" dei gas esausti. Ad avvalorare quanto detto sopra, le prova dei veicoli inquinanti si fanno sì attaccando al tubo di scarico una sacca che raccoglie tutto ma si fanno i conti (per l'omologazione) solo dopo un numero di secondi (se non ricordo male 40sec.) dopo dei quali si fanno i veri e propri rilevamenti...prima il motore sputa quello che capita, ed in totale legalità

Nì. Attualmente le prove di omologazione non prevedono più la fase di riscaldamento del motore, se ben ricordo dalla Euro 3 in poi.
Si usano i pre-cat, sopratutto per abbattere gli HC derivati dalla combustione a freddo. Sono inseriti nei collettori, perché sono più piccoli e così si scaldano anche prima.
Però, che io sappia, nei diesel non c'è bisogno di questo, perché gli HC emessi sono comunque pochi rispetto ai benzina. Al massimo ora ci si trova il FAP nella stessa posizione dei pre-cat dei benzina. Viene montato lì perché così si deve iniettare meno gasolio per scaldarlo durante la rigenerazione.
Il problema del CAT ossidante deriva proprio dall'aria allo scarico.