UT1.8 Relación de compresión

 

La relación de compresión de un motor es la proporción entre el volumen total de un cilindro Vu (cuando el pistón está en el punto muerto inferior) y el volumen de la cámara de combustión Vc (cuando el pistón está en el punto muerto superior). 

 

En términos sencillos, indica cuántas veces se reduce el volumen de la mezcla de aire y combustible (o solo aire en un motor diésel) antes de la fase de explosión. 

A mayor relación de compresión, mayor será el rendimiento y la potencia del motor.

  

Los valores de RC determinan el tipo de motor en función de su combustible:

• En un motor Otto oscila entre 8/1 y 12/1.​

Por encima de los valores mencionados se pueden superar temperaturas en las cuales existe riesgo de autoencendido.​

El autoencendido, es un fenómeno que aparece cuando la mezcla se inflama por sí sola a causa de las altas temperaturas.​

Si se produce, no se crea un frente de llama, si no que la combustión se produce sin control. ​

El aumento de presión instantáneo azota la cabeza del pistón (golpe de ariete) y provoca el picado de la biela.​

• En un motor Diesel se encuentra entre 16/1 y 23/1. ​

Por encima de estos valores hay pérdida de rendimiento debido al esfuerzo de compresión además de tener fugas entre segmentos y cilindros. 

Para motores de inyección directa se encuentra entre 16/1 y 19/1.

Para motores de inyección indirecta se encuentra entre 20/1 a 23/1. (es mayor debido a la necesidad de compensar la caída de presión que se produce cuando el aire es obligado a pasar a través de los estrechos conductos que comunican la precámara de inyección con la cámara principal de combustión).​

Ejemplo de cálculo de cilindrada, RC y rendimiento térmico

El cilindro de un motor tiene un diámetro de 98mm y la carrera del pistón es de 106mm. Si el volumen de la cámara de combustión es de 38Cm³.

Calcula:

a) Cilindrada del motor.

Vu = (π x d² x L) / 4 = (π x 9,8² x 10,6) / 4 =  799,55 Cm³

Vt = Vu x nº cilindros = 799,55 x 4 = 3198,2 Cm³.

b) la relación de compresión.

Rc = (Vc + Vu) / Vc = (38 Cm³ + 799,55 Cm³) / 38 Cm³ = 22/1

c) ¿Diésel u Otto?

Como la RC= 22 está entre 18 y 24, el motor es Diésel.

d) rendimiento térmico

ηt= 1 – (1/ Rc^(γ-1))= 1 – (1/ 22 ^(1,4-1))= 0,71 = 71% de rendimiento térmico.

γ = coeficiente modificación de los gases: Diesel 1,4. y para Otto 1,33

 En el siguiente video se observa los pasos a seguir y las comprobaciones para detectar una baja relación de compresión, en el video las unidades las dan en sistema anglosajón (PSI) pero sería exactamente igual salvo que los datos vendrían en bares: