Come calcolare la pressione di compressione

Il calcolo della pressione di compressione (effettiva) nei motori automobilistici non è un processo semplice per confrontare i volumi dimensionali massimi e minimi del cilindro mentre il pistone percorre il suo intero ciclo. Questo confronto si limita a definire il rapporto di compressione meccanico. La maggior parte dei motori non raggiunge mai una pressione di compressione finale che è puramente un risultato del rapporto di compressione. Altri fattori come la fasatura delle valvole, le condizioni ambientali, la posizione della valvola a farfalla e il carico del motore possono influire in modo significativo sulla pressione di compressione effettiva e un calcolo utilizzabile diventa una stima istruita che deve considerare gli altri termini.

Passaggio 1

Stimare i rapporti di compressione volumetrici dinamici a diversi regimi del motore. La maggior parte dei motori non chiude la valvola di aspirazione nel punto morto inferiore (BDC) della corsa del pistone. A regimi motore più elevati, il flusso d'aria verso l'interno non si ferma quando il pistone raggiunge il punto BDC a causa dell'elevata quantità di aria attraverso il collettore di aspirazione. Mantenendo la valvola di aspirazione aperta oltre il BDC, mentre il pistone inizia a salire, abbassa efficacemente il rapporto di compressione a bassi regimi del motore per prevenire la detonazione (bussare) e si traduce nell'innalzarlo a velocità più elevate quando si richiede più potenza. Se la valvola di aspirazione si chiude 60 gradi dopo il BDC, il volume di compressione iniziale è solo dell'80% circa (può variare) di quello che sarebbe al BDC, quindi in questo esempio di un rapporto di compressione meccanico di base di 9: 1, il rapporto effettivo potrebbe solo circa 9,0 x 0,813 = 7,32: 1. A regimi del motore più alti, con l'acceleratore completamente aperto, il volume iniziale effettivo può avvicinarsi al volume effettivo del cilindro, meno appena una piccola percentuale della perdita di flusso. Quindi il rapporto di compressione effettivo ad alta velocità può essere approssimato moltiplicando il rapporto meccanico di base 9.0: 1 per 0.95 per ottenere 8.55: 1

Passaggio 2

Calcolare la pressione di compressione di base tra i due bassi e alti rapporti di compressione efficaci in velocità di 7,32: 1 e 8,55: 1, rispettivamente, assumendo una pressione atmosferica standard del livello del mare di 14,7 libbre per pollice quadrato assoluto (psi). Moltiplicando il rapporto di compressione efficace a bassa velocità di 7,32: 1 x 14,7 si otterrebbe una pressione di compressione di 108,84 libbre per metro quadrato (psia). Il valore ad alta velocità sarebbe il rapporto di compressione effettivo di 8.55: 1 x 14.7 psia, o 125.69-psia.

Correggere la pressione per il fattore di effetto termico specifico. Quando l'aria viene compressa, parte del suo calore viene estratto a causa del suo volume più basso, ma non ha un posto dove andare, quindi il calore si traduce in una temperatura più elevata, che a sua volta aumenta la pressione al di sopra di quello che sarebbe stato in condizioni ideali. (In realtà è questa temperatura più alta che accende spontaneamente il carburante nei motori diesel con i loro rapporti di compressione molto più alti di circa 18: 1). Per l'aria, questo fattore è di circa 1,4: 1. Quindi le pressioni di compressione stimate in questo esempio sarebbero 108,84 psi x 1,4 = 152,37 psi nel caso a bassa velocità e 125,69 psi x 1,4 = 175,97 psi nel caso con velocità più alta.

Suggerimenti

Gli appassionati di prestazioni utilizzano calcolatori di compressione online per approssimare le modifiche del motore che potrebbero influire sulla pressione di compressione e possono essere utili per verificare le proprie stime.

La misurazione della pressione di compressione con un calibro utilizzando i fori delle candele è un metodo a bassa velocità che legge le pressioni in meno rispetto a quanto fa il motore alla velocità e dovrebbe quindi essere utilizzato solo per il confronto dei cilindri.

Avviso

La detonazione da una compressione troppo alta può causare danni significativi ai motori.

Articoli necessari

Calcolatrice o foglio di calcolo

Manometro pressione motore

Specifiche temporizzazione valvola motore