relación de compresión

En un motor de pistón, la relación de compresión es la relación entre el volumen del cilindro cuando el pistón se encuentra en la parte inferior de su carrera (punto muerto inferior) y el volumen cuando el pistón alcanza la parte superior (punto muerto superior). Si un cilindro contiene 500 centímetros cúbicos con el pistón abajo y 50 centímetros cúbicos con el pistón completamente arriba, la relación de compresión es de 10:1. Este número único indica cuán violentamente se comprime la mezcla entrante de combustible y aire antes de la ignición.

Las relaciones de compresión más altas producen más potencia y una mejor eficiencia de combustible porque la mezcla comprimida se quema más caliente y más rápido, entregando más energía para empujar el pistón hacia abajo. Un motor de gasolina de aspiración natural típico funciona con una relación de 9:1 a 12:1. Los motores diésel operan a 14:1 a 20:1 porque el diésel se enciende solo por presión, sin necesidad de una bujía. Los motores turboalimentados y sobrealimentados a menudo se mantienen en el rango de 8:1 a 9:1, aunque la presión de sobrealimentación entra en el cilindro, porque la relación geométrica general se mantiene más baja para evitar la detonación.

La detonación es el problema crítico. Si se comprime demasiado la mezcla, esta se enciende espontáneamente antes de que salte la chispa de la bujía, creando ondas de choque que golpean el pistón, agrietan la culata y destruyen los cojinetes. Por esta razón, los motores de alta compresión exigen combustible de alto octanaje. El octanaje de un combustible mide su resistencia a la ignición prematura bajo presión. Un motor diseñado para una compresión de 10:1 detonará con combustible de 87 octanos, pero funcionará de forma segura con 93 octanos. Por el contrario, se desperdicia dinero comprando combustible premium para un motor diseñado para combustible regular si su relación de compresión es de solo 8:1.

La relación de compresión es una propiedad física fija de un bloque de motor y una culata; no cambia durante el funcionamiento. No se puede ajustar sin mecanizar el pistón, cambiar el grosor de la culata o modificar el bloque. Algunos motores modernos utilizan distribución variable para alterar eficazmente la cantidad de mezcla fresca atrapada en el cilindro, cambiando la curva de presión, pero esto no es lo mismo que cambiar la relación de compresión geométrica en sí.

La altitud y la temperatura ambiente cambian lo que se considera una relación de compresión segura. A gran altitud, el aire más delgado que entra en el cilindro significa menos masa para comprimir, por lo que la misma relación produce una presión máxima más baja. El aire frío es más denso, lo que aumenta ligeramente la presión. Los motores de carrera ajustados para la altitud a nivel del mar pueden detonar si se conducen a gran altura en las montañas con el mismo combustible. Por esta razón, la relación de compresión es más importante en el contexto del tipo de combustible, la altitud y la carga del motor.