Provo a ricondurre la discussione in un alveo tecnico sperando di dare un contributo utile.
Concettualmente non è impossibile incrementare la potenza di un moderno td a iniezione diretta senza aumentare la quantità di gasolio iniettata (a prescindere da "percentuali" più o meno credibili) a patto di saper individuare il giusto anticipo. Cosa che solo i veri maghi delle mappe sanno fare correttamente e che richiede un bagalio di esperienza, conoscenza tecnica e dotazione di strumenti tutt'altro che comune.
Ma andiamo con ordine.
La potenza è in funzione della coppia e infatti per ciascun regime di rotazione la potenza è il prodotto della coppia per il regime, per un coefficiente fisso. La coppia è a sua volta il prodotto della forza impressa dalla combustione sul cielo del pistone per la leva offerta dalla manovella.
Detta forza (in senso atecnico) è data dalla pressiome media effettiva prodotta dalla combustione.
Ciò ci dice anche che la coppia è massima a metà corsa del pistone e nulla al p.m.s. e p.m.i., perchè la proiezione della leva di manovella sul piano orizzontale (cioè la manovella) è massima e pari alla semicorsa del pistone nel primo punto e nulla negli altri due.
Conseguentemente si potrebbe pensare che è importante che la pressione sul cielo del pistone sia massima a metà corsa, ma purtroppo ciò non è possibile perché invece a metà della corsa di espansione del pistone la forza generata dalla combustione è già in calo a causa dell'incremento del volume nel quale i gas si espandono.
In pratica la spinta utile della combustione termina a circa 110° dopo il p.m.s. di combustione.
Fissiamo quindi un primo concetto che riprenderemo dopo: la combustione deve esprimere tutta la sua energia termodinamica entro il tempo che l'albero motore impiega per compiere meno di un 1/3 di giro.
Contrariamente a quanto comunemente si pensa, a "produrre potenza" non è il carburante, ma il comburente, cioè l'aria. Infatti nel processo di combustione l'energia termica che poi la manovella converte in energia cinetica è il prodotto della conversione chimica dell'ossigeno contenuto nell'aria in anidride carbonica. In pratica il carburante è indispensabile perché avvenga la combustione, ma è l'incremento della quantità d'aria "bruciata" a incrementare la potenza e non l'incremento del carburante.
Quindi, la soluzione principale per aumentare la potenza è aumentare la quantità d'aria che rimarrà intrappolata nel cilindro una volta chiusa la valvola di aspirazione, ed è necessario che l'aria venga "bruciata" tutta. Si badi però che la coperta è sempre troppo corta: l'esperienza insegna che se brucio tutta l'aria non brucio tutto il gasolio e se brucio tutto il gasolio non brucio tutta l'aria. Il compromesso scelto con le mappe di serie mira di solito al contenimento di consumi e inquinamento, quindi si brucia tutto il gasolio e si lascia una parte di aria incombusta.
In un diesel sovralimentato la soluzione è teoricamente semplice: aumentiamo il rapporto di sovralimentazione (cioè facciamo lavorare il compressore a pressioni obbiettivo più elevate) e poi diamo la quantità necessaria a far sì che bruci tutta. L'iniezione di gasolio si aumenta o aumentando la pressione di iniezione o aumentando il tempo di iniezione (infatti la quantità/ciclo di gasolio iniettato è direttamente proporzionale a tali due fattori), oppure facciamo entrambe le cose.
In questo ragionamento non si tiene però conto di quando il gasolio viene iniettato, aspetto di fondamentale importanza su un diesel a iniezione diretta.
A livello analitico si osserva che l'anticipo di iniezione in un diesel i.d. ha la stessa importanza dell'anticipo di accensione in un ciclo otto.
Ipotizziamo di prendere per semplicità un vecchio ciclo otto a carburatore, metterlo sul banco dinamometrico e mantenerlo a gas costante. Ora proviamo a variare l'anticipo di accensione: troveremo che la curva di potenza assume la tipica forma a ombrello, da un minimo cresce, raggiunge un massimo e poi aumentando ancora l'anticipo ricalerà di nuovo. Il massimo corrisponde all'anticipo ottimizzato in funzione della potenza al regime di rotazione prescelto. Ripetendo l'oprazione per tutti i regimi otterremo un'ottima mappa di accensione in funzione della potenza a regime stazionario (resta poi da calibrare l'anticipo sui transitori).
Ebbene, nei diesel l'anticipo di iniezione ha la stessa importanza perchè l'accensione non è comandata ma spontanea (o meglio a compressione).
Tale importanza è legata al fenomeno del ritardo di combustione totale, cioè al tempo che trascorre tra il momento in cui una microgoccia di gasolio sbuca dall'ugello dell'iniettore e quello in cui si incendia.
Il ritardo totale è in parte chimico (legato alla composizione del carburante) e in parte fisico. quello chimo influisce poco, quello chimico molto.
Pensate che perchè la gocciolina si incendi deve entrare, passare allo stato gassoso (la combustione in un motore a combustione interna avviene sempre con il carburante allo stato gassoso) e trovare attorno a se la giusta quantità di ossigeno.
Per accelerare l'evaporazione si adottano iniezioni ad alta pressione. Infatti la velocità di evaporazione (sotto il profilo fisico, ovvero a parità di composizione del carburante) è maggiore quanto maggiore è il rapporto superficie/volume della goccia. Più la goccia è piccola e prima evapora. la micronebulizzazione è tanto più efficiente quanto maggiore è la pressione di iniezione e minore il diametro dell'ugello.
Anche qui c'è il rovescio della medaglia però: più la goccia è piccola e minore è la sua gittata balistica. Ovvero non riesce ad andare lontano e quindi viene precocemente spazzata via dalla turbolenza con conseguente ritardo nel trovare una sufficinete quantità di aria attorno per incendiarsi.
Per inciso quello illustrato è il motivo per cui fisiologicamente i diesel i.d. non possono raggiungere alti regimi di rotazione (in genere si plafonano sui 4000 giri per la potenza massima e tirano con difficoltà al massimo fino a 5000 giri): oltre il gasolio non fa in tempo a incendiarsi che siamo già finiti oltre i famosi 110° dopo il p.m.s.
Ecco allora che si capice che se io parto da una mappa buona, piena di gasolio e aria a volontà, ma non ho azzeccato l'anticipo giusto mi ritrovo a non aver massimizzato la potenza. Viceversa, pur mantenendo inalterata la quantità di gasolio iniettata e la pressione di sovralimentazione, posso tirare fuori ancora cavalli cercando la cuspide della curva a ombrello dell'nticipo di iniezione.
Teoricamente appare semplice, poi nella pratica non lo è e il problema si complica esponenzialmente quando ho a che fare con iniezioni multiple, perchè dovrò trovare l'anticipo (o ritardo) ideale per ognuna di esse.
Concludendo: non basta dare aria e gasolio, è necessario anche trovare l'anticipo ideale e per qusto sono pochi i professionisti che dispongono di mezzi e formazione adeguati.