Qué significa la relación de compresión y por qué es importante

Un motor de combustión interna es un tipo de unidad de potencia que utiliza la energía liberada como resultado de la combustión del combustible (gasolina, gas o combustible diesel). El mecanismo de cilindro-pistón, a través de la biela-manivela, convierte los movimientos alternativos en rotacionales.

La potencia de la unidad de potencia depende de muchos factores, y uno de ellos es la relación de compresión. Consideremos qué es, cómo afecta las características de potencia de un automóvil, cómo cambiar este parámetro y también en qué se diferencia CC de la compresión.

Fórmula de relación de compresión (motor de pistón)

Primero, brevemente sobre la relación de compresión en sí. Para que la mezcla de aire y combustible no solo se encienda, sino que explote, debe comprimirse. Solo en este caso se genera un choque, que moverá el pistón dentro del cilindro.

Un motor de pistón es un motor de combustión interna, en base al cual el proceso de obtención de acción mecánica se logra mediante la expansión del volumen de trabajo del combustible. Cuando se quema el combustible, el volumen de gases liberado empuja los pistones y, debido a esto, el cigüeñal gira. Este es el tipo más común de motor de combustión interna.

La relación de compresión se calcula utilizando la siguiente fórmula: CR = (V + C) / C

V - volumen de trabajo del cilindro

C es el volumen de la cámara de combustión.

Estos motores constan de varios cilindros en los que los pistones comprimen el combustible en una cámara de combustión. La relación de compresión está determinada por el cambio en el volumen de espacio dentro del cilindro en las posiciones extremas del pistón. Es decir, la relación entre el volumen de espacio cuando se inyecta el combustible y el volumen cuando se enciende en la cámara de combustión. El espacio entre el punto muerto inferior y superior del pistón se denomina volumen de trabajo. El espacio en el cilindro con el pistón en el punto muerto superior se llama espacio de compresión.

Fórmula de relación de compresión (motor de pistón rotativo)

Un motor de pistón rotativo es un motor en el que el papel de un pistón se asigna a un rotor triédrico que realiza movimientos complejos dentro de la cavidad de trabajo. Ahora tales motores se utilizan principalmente en automóviles Mazda.

Para estos motores, la relación de compresión se define como la relación entre el volumen máximo y el mínimo del espacio de trabajo cuando gira el pistón.

RC = V1 / V2

V1 - espacio de trabajo máximo

V2 es la cantidad mínima de espacio de trabajo.

Influencia de la relación de compresión

La fórmula CC mostrará cuántas veces se comprimirá la siguiente porción de combustible en el cilindro. Este parámetro afecta qué tan bien se quema el combustible, y el contenido de sustancias nocivas en el escape depende de esto a su vez.

Hay motores que cambian la relación de compresión según la situación. Operan con una relación de compresión alta a cargas bajas y una relación de compresión baja a cargas altas.

Con cargas elevadas, es necesario mantener baja la relación de compresión para evitar golpes. A cargas bajas, se recomienda que sea mayor para una máxima eficiencia del motor de combustión interna. En un motor de pistón estándar, la relación de compresión no cambia y es óptima para todos los modos.

Cuanto mayor sea la relación de compresión, más fuerte será la compresión de la mezcla antes de la ignición. La relación de compresión afecta:

• La eficiencia del motor, su potencia y par;
• emisiones;
• consumo de combustible

¿Es posible aumentar la relación de compresión?

Este procedimiento se utiliza al ajustar el motor de un automóvil. El forzamiento se logra cambiando el volumen de la porción entrante del combustible. Antes de realizar esta modernización hay que tener en cuenta que con un aumento de la potencia de la unidad, también aumentará la carga sobre las partes no solo del propio motor de combustión interna, sino también de otros sistemas, por ejemplo, la transmisión y el chasis.

Vale la pena considerar que el procedimiento es costoso y, en el caso de alteración de unidades que ya son lo suficientemente potentes, el aumento de potencia puede ser insignificante. Hay varias formas de aumentar la relación de compresión en los cilindros siguientes.

Cilindro aburrido

Un momento más favorable para este procedimiento es una revisión general del motor. De todos modos, será necesario desmontar el bloque de cilindros, por lo que será más económico realizar estas dos tareas al mismo tiempo.

Al perforar cilindros, el volumen del motor aumentará, y esto también requerirá la instalación de pistones y anillos de mayor diámetro. Algunas personas eligen reparar pistones o anillos, pero para forzar es mejor usar análogos para unidades con un gran volumen, configuradas en fábrica.

El aburrido debe ser realizado por un especialista con equipo especial. Ésta es la única forma de conseguir cilindros de tamaño perfectamente uniforme.

Finalización de la culata.

La segunda forma de aumentar la relación de compresión es cortar la parte inferior de la culata con una fresa. En este caso, el volumen de los cilindros sigue siendo el mismo, pero el espacio sobre el pistón cambia. El borde se elimina dentro de los límites del diseño del motor. Este procedimiento también debe ser realizado por un especialista que ya esté involucrado en este tipo de modificación de motores.

En este caso, debe calcular con precisión la cantidad del borde eliminado, porque si se elimina demasiado, el pistón tocará la válvula abierta. Esto, a su vez, afectará negativamente al funcionamiento del motor y, en algunos casos, incluso lo inutilizará, lo que provocará la búsqueda de un nuevo cabezal.

Luego de revisar la culata, será necesario ajustar el funcionamiento del mecanismo de distribución de gas para que distribuya correctamente las fases de apertura de la válvula.

Medición del volumen de la cámara de combustión

Antes de comenzar a forzar el motor de las formas enumeradas, debe saber exactamente qué parte de la cámara de combustión (el espacio sobre el pistón cuando el pistón alcanza el punto muerto superior).

No toda la documentación técnica de un automóvil indica tales parámetros, y la compleja estructura de los cilindros de algunos motores de combustión interna no le permite calcular correctamente este volumen.

Existe un método probado para medir el volumen de esta parte de un cilindro. El cigüeñal gira de modo que el pistón esté en la posición de PMS. La vela se desenrosca y con la ayuda de una jeringa volumétrica (puede usar la más grande, para 20 cubos) se vierte aceite de motor en el pozo de la vela.

La cantidad de aceite vertida será solo el volumen del espacio del pistón. El volumen de un cilindro se calcula de manera muy simple: el volumen del motor de combustión interna (indicado en la hoja de datos) debe dividirse por el número de cilindros. Y la relación de compresión se calcula utilizando la fórmula indicada anteriormente.

En el video adicional, aprenderá cómo puede mejorar la eficiencia del motor si se modifica cualitativamente:

Teoría ICE: motor de ciclo Ibadullaev (proceso)

Desventajas de aumentar la relación de compresión:

La relación de compresión afecta directamente a la compresión en el motor. Para obtener más información sobre la compresión, consulte en una revisión separada... Sin embargo, antes de decidir cambiar la relación de compresión, debe tener en cuenta que esto tendrá las siguientes consecuencias:

• autoencendido prematuro del combustible;
• Los componentes del motor se desgastan más rápido.

Cómo medir la presión de compresión

Reglas básicas de medición:

• El motor se calienta a temperatura de trabajo;
• El sistema de combustible está desconectado;
• las velas están desenroscadas (excepto el cilindro, que se está revisando);
• la batería está cargada;
• filtro de aire - limpiar;
• la transmisión está en neutral.

Para obtener información precisa sobre el motor, se mide la presión de compresión en los cilindros. Antes de medir, el motor se calienta para determinar las holguras entre el pistón y el cilindro. El sensor de compresión es un manómetro, o más bien un manómetro de compresión, que se enrosca en lugar de una bujía. Luego, el motor arranca el motor con el pedal del acelerador presionado (acelerador abierto). La presión de compresión se muestra en la flecha del indicador de compresión. Un manómetro de compresión es una herramienta para medir la presión de compresión.

La presión de compresión es la presión máxima alcanzable al final de la carrera de compresión de un motor, cuando la mezcla aún no se ha encendido. La cantidad de presión de compresión depende de

• índice de compresión;

• la velocidad del motor;

• grado de llenado de cilindros;

• estanqueidad de la cámara de combustión.

Todos estos parámetros, a excepción de la estanqueidad de la cámara de combustión, son constantes y están establecidos por el diseño del motor. Por lo tanto, si una medición muestra que uno de los cilindros no alcanza el valor especificado por el fabricante, esto indica una fuga en la cámara de combustión. La presión de compresión debe ser la misma en todos los cilindros.

Causas de la presión de compresión baja

• válvula dañada;
• resorte de válvula dañado;
• asiento de válvula desgastado;
• el anillo del pistón está desgastado;
• cilindro del motor desgastado;
• la culata está dañada;
• Junta de culata dañada.

En una cámara de combustión en funcionamiento, la diferencia máxima de presión de compresión en cilindros individuales es de hasta 1 bar (0,1 MPa). La presión de compresión varía de 1,0 a 1,2 MPa para motores de gasolina y de 3,0 a 3,5 MPa para motores diesel.

Para evitar la autoignición prematura del combustible, la relación de compresión de los motores de encendido por chispa no debe exceder 10: 1. Los motores equipados con un sensor de detonación, una unidad de control electrónico y otros dispositivos pueden alcanzar relaciones de compresión de hasta 14: 1.

Para los motores turbo de gasolina, la relación de compresión es de 8,5: 1, ya que parte de la compresión del fluido de trabajo se realiza en el turbocompresor.

Tabla de las principales relaciones de compresión y combustibles recomendados para motores de combustión interna de gasolina:

Relación de compresión	gasolina
antes de 10	92
10,5 - 12	95
de 12	98

Por lo tanto, cuanto mayor sea la relación de compresión, mayor será el octanaje que debe utilizarse el combustible. Básicamente, su aumento conducirá a un aumento de la eficiencia del motor y una disminución del consumo de combustible.

La relación de compresión óptima para un motor diesel está entre 18: 1 y 22: 1, dependiendo de la unidad. En tales motores, el combustible inyectado se enciende por el calor del aire comprimido. Por lo tanto, la relación de compresión de los motores diesel debe ser mayor que la de los motores de gasolina. La relación de compresión de un motor diesel está limitada por la carga de la presión en el cilindro del motor.

Compresión

La compresión es el grado más alto de presión de aire en el motor que se produce en el cilindro al final de la carrera de compresión y se mide en atmósferas. La compresión es siempre mayor que la relación de compresión del motor de combustión interna. En promedio, con una relación de compresión de aproximadamente 10, la compresión será de aproximadamente 12. Esto sucede porque cuando se mide la compresión, la temperatura de la mezcla de aire y combustible aumenta.

Aquí hay un breve video sobre la relación de compresión:

Relación de compresión y compresión. ¿Cuál es la diferencia? Esto es lo mismo o no. Casi complicado

La compresión indica que el motor está funcionando normalmente y la relación de compresión determina qué combustible usar para el motor. Cuanto mayor sea la compresión, mayor será el octanaje necesario para un rendimiento óptimo.

Ejemplos de defectos del motor:

defecto	Evidencia	Compresión, MPa	Compresión, MPa
Sin defectos	no	1,0 - 1,2	0,6 - 0,8
Grieta en el puente del pistón	alta presión del cárter, gases de escape azules	0,6 - 0,8	0,3 - 0,4
Quemado del pistón	Lo mismo, el cilindro no funciona a bajas velocidades.	0,5 - 0,5	0 - 0,1
Enganche de anillos en ranuras de pistón	mismo	0,2 - 0,4	0 - 0,2
Agarre del pistón y el cilindro	Es probable que se produzca el mismo funcionamiento desigual del cilindro en ralentí.	0,2 - 0,8	0,1 - 0,5
Deformación de la válvula	El cilindro no funciona a bajas velocidades	0,3 - 0,7	0 - 0,2
Quemadura de la válvula	mismo	0,1 - 0,4	0
Defecto del perfil de la leva del árbol de levas	mismo	0,7 - 0,8	0,1 - 0,3
Depósitos de carbón en la cámara de combustión + desgaste de los sellos y anillos del vástago de la válvula	Alto consumo de aceite + gases de escape azules	1,2 - 1,5	0,9 - 1,2
Desgaste del grupo cilindro-pistón	Alto consumo de combustible y aceite para residuos	0,2 - 0,4	0,6 - 0,8

Las principales razones para revisar el motor:

• aceleración lenta;
• baja presión de aceite;
• alto consumo de aceite;
• lanzamiento del problema;
• baja compresión;
• gases de escape azules;
• alto consumo de combustible;
• inactivo desigual;
• fuerte detonación;
• hollín en velas / reemplazo frecuente de velas;
• golpeteo / sobrecalentamiento del motor;
• desgaste de juntas;
• pulsación en la manguera de salida de gas del cárter.

Inicialmente, los motores se fabricaban con materiales tan conocidos y comunes como el hierro fundido, el acero, el bronce, el aluminio y el cobre. Pero en los últimos años, las empresas automotrices se han esforzado por lograr más potencia y menos peso para sus motores, y esto las está impulsando a utilizar nuevos materiales: compuestos de cerámica y metal, revestimientos de silicio y níquel, carbonos poliméricos, titanio, así como varios aleaciones.

La parte más pesada del motor es el bloque de cilindros, que históricamente siempre ha sido de hierro fundido. La tarea principal es fabricar aleaciones de hierro fundido con las mejores cualidades, sin sacrificar su resistencia, para que no sea necesario fabricar camisas de cilindros de hierro fundido (esto a veces se hace en camiones, donde dicha estructura vale la pena financieramente).

Preguntas y respuestas

¿Qué sucede si aumenta la relación de compresión? Si el motor es de gasolina, entonces se formará la detonación (se necesita gasolina con un alto índice de octanaje). Esto aumentará la eficiencia del motor y su potencia. En este caso, el consumo de combustible será menor.

¿Cuál es la relación de compresión en un motor de gasolina? En la mayoría de los motores de combustión interna, la relación de compresión es de 8-12. Pero hay motores en los que este parámetro es 13 o 14. En cuanto a los motores diésel, es 14-18 en ellos.

¿Qué significa compresión alta? Esto es cuando el aire y el combustible que ingresan al cilindro se comprimen en una cámara que es más pequeña que el tamaño de la cámara estándar del motor base.

¿Qué es la compresión baja? Esto es cuando el aire y el combustible que ingresan al cilindro se comprimen en una cámara que es más grande que el tamaño de cámara estándar de la versión básica del motor.