Raportul de compresie este raportul dintre volumul total al cilindrului (spațiul de deasupra pistonului al cilindrului unui motor cu ardere internă când pistonul se află la punctul mort inferior , BDC) și volumul camerei de ardere (pistonul de deasupra spațiul cilindrului când pistonul este în punctul mort superior, PMS).
, Unde - volumul cursei pistonului, este volumul camerei de ardere.Creșterea raportului de compresie necesită utilizarea unui combustibil cu octan mai mare (pentru ICE-uri pe benzină ) pentru a evita detonarea . O creștere a raportului de compresie crește în general puterea acestuia , în plus, crește eficiența motorului ca motor termic , adică ajută la reducerea consumului de combustibil.
Raportul de compresie, notat cu litera greacă , este o mărime adimensională. Valoarea asociată acestuia - compresie - depinde de gradul de compresie, de natura gazului compresibil și de condițiile de comprimare. Cu un proces adiabatic de compresie a aerului, această dependență arată astfel:
, Unde este indicele adiabatic pentru gazele diatomice (inclusiv aerul), - presiunea inițială, de regulă, se ia egală cu 1.GGDatorită naturii non-adiabatice a compresiei într-un motor cu ardere internă (schimb de căldură cu pereții, scurgerea unei părți a gazului prin scurgeri, prezența benzinei în acesta), compresia gazului este considerată politropică cu un indice politropic n = 1,2. .
La =10, compresia ar trebui să fie 10 1,2 = 15,8 în cel mai bun caz
Detonarea în motor este un proces de auto-accelerare izocor de trecere a arderii amestecului combustibil-aer într-o explozie de detonare fără a efectua lucrări cu tranziția energiei de ardere a combustibilului la temperatura și presiunea gazelor. Frontul de flacără se propagă cu viteza unei explozii, adică depășește viteza de propagare a sunetului într-un mediu dat și duce la sarcini puternice de șoc asupra părților grupurilor cilindru-piston și bieletă și, prin urmare, provoacă o uzură crescută a aceste părți. Temperatura ridicată a gazelor duce la arderea fundului pistoanelor și la arderea supapelor.
Conceptul de raport de compresie nu trebuie confundat cu conceptul de compresie [1] , care înseamnă (la un anumit raport de compresie determinat structural) presiunea maximă creată în cilindru atunci când pistonul se deplasează de la punctul mort inferior (BDC) la cel mort superior. centru (TDC) (de exemplu: grad de compresie - 10, compresie - 15,8 atm. ).
Motoarele mașinilor de curse care funcționează cu metanol au rapoarte de compresie mai mari de 15 ; în timp ce într-un motor convențional cu combustie internă cu carburator, raportul de compresie pentru benzina fără plumb, de regulă, nu depășește 11,1.
În prezent, Mazda este singura companie care produce în masă motoare pe benzină Skyactiv-G cu raport de compresie 14, care sunt instalate în vehicule precum Mazda CX-5 și Mazda 6. Cu toate acestea, trebuie înțeles că acesta este un raport de compresie geometric , cel real este de aproximativ 12, deci cum funcționează motorul pe ciclul Miller (care este adesea confundat cu ciclul Atkinson ), adică amestecul începe să se comprime după ce supapele se închid târziu și se comprimă de 12 ori. Eficiența unui astfel de motor în ceea ce privește puterea și cuplul este determinată de un concept precum raportul de expansiune, care este inversul raportului de compresie geometric.
În anii 1950 și 60, una dintre tendințele în construcția de motoare, în special în America de Nord, a fost creșterea raportului de compresie, care la începutul anilor 1970 la motoarele americane ajungea adesea la 11-13. Cu toate acestea, aceasta necesita o benzină cu un octan ridicat adecvat , care în acei ani putea fi obținută numai prin adăugarea de plumb tetraetil otrăvitor . Introducerea la începutul anilor 1970 a standardelor de mediu în majoritatea țărilor a dus la o oprire a creșterii și chiar la o scădere a raportului de compresie la motoarele de serie.