Verdichtungsrechner

Unser Verdichtungsrechner ist das perfekte Werkzeug für alle Rennsportfans. Wenn du keine Ahnung hast, was die Formel für das Verdichtungsverhältnis ist oder wie man sie anwendet, bist du hier genau richtig! Wir erklären dir alle Grundlagen dieser Berechnungen und beantworten dir die Frage, welches die beste Verdichtung ist. Wenn du bereits ein leidenschaftlicher Benzinkenner bist, wirst du sicherlich den erweiterten Teil unseres Rechners zu schätzen wissen, in dem wir uns mit dem effektivem Verdichtungsverhältnis beschäftigen.

Wenn dir dieses Tool gefällt, solltest du dir auch den Autounfall Rechner ansehen!

Das Verdichtungsverhältnis ist eine Eigenschaft von Verbrennungsmotoren. Es ist das Verhältnis des Volumens des Zylinders und des Verbrennungsmotors zusammen, wenn sich der Kolben am unteren Ende seines Hubs befindet und wenn er am oberen Ende seines Hubs ist. Du kannst es dir leicht als das Verhältnis zwischen dem Volumen des Motors im komprimierten und unkomprimierten Zustand vorstellen.

Das Verdichtungsverhältnis lässt sich leicht mit der folgenden Formel ermitteln:

wobei:

• $V_d$ das Hubvolumen ist – das Volumen, das von einem sich bewegenden Kolben verdrängt wurde. Du kannst es nach der Zylindervolumenformel berechnen: $V_d = \tfrac 14 \cdot b^2 \cdot s \cdot \pi$.
• $V_c$ das Volumen oberhalb des Kolbens, wenn er sich im oberen Totpunkt (seiner obersten Position) befindet, ist, auch Brennraumvolumen genannt.
• $b$ die Zylinderbohrung (Durchmesser) ist.
• $s$ die Länge des Kolbenhubs ist.

In unserem Verdichtungsrechner unterteilen wir das Volumen über dem Kolben in vier Komponenten, damit du die Berechnungen so genau wie möglich machen kannst.

wobei:

• $V_{\rm Kammer}$ – Das Volumen der Verbrennungskammer im oberen Teil des Motors ist. Es wird normalerweise gemessen, indem man eine Flüssigkeit in die Kammer gießt und ihr Volumen misst. Du findest sie oft in der Beschreibung des Herstellers.
• $V_{\rm Kolben}$ – Wenn der Kolben keine flache Oberseite hat, sondern gewölbt ist, nimmt er ein wenig Platz weg (oder lässt diesen Platz frei).
• $V_{\rm Dichtung}$ – Die Kopfdichtung mit der Dicke $t$ und der Bohrung (Durchmesser) $g$ nimmt ein Volumen ein, das $V_{\rm Dichtung} = \frac 14 \cdot g^2 \cdot t \cdot \pi$ entspricht.
• $V_{\rm Spiel}$ ist gleich $V_{\rm Spiel} = \frac 14 \cdot b^2 \cdot c \cdot \pi$, wobei $c$ die Decksfreiheit ist.

Unser Verdichtungsrechner berechnet den Wert des CR und das Gesamtvolumen des Motors. Du kannst es berechnen, indem du das Hubraumvolumen mit der Anzahl der Zylinder multiplizierst.

Mit den obigen Formeln für das Verdichtungsverhältnis kannst du das geometrische Verdichtungsverhältnis berechnen. Diese Zahl beschreibt die Realität jedoch nicht vollständig. Warum? Weil sie das Schließen des Einlassventils nicht berücksichtigt.

In einem Verbrennungsmotor bewegt sich der Kolben auf und ab. Wenn er sich nach oben bewegt, wird das Volumen im Zylinder komprimiert; wenn er sich nach unten bewegt, gelangen frischer Kraftstoff und Luft durch das Einlassventil in die Kammer. Der Kolben erreicht seine unterste Position (den unteren Totpunkt) und bewegt sich wieder nach oben. Zu diesem Zeitpunkt ist das Einlassventil jedoch noch nicht geschlossen, sodass keine Kompression stattfindet – die Luft wird durch das Ventil „herausgedrückt“. Wir können erst dann von Kompression sprechen, wenn das Ventil vollständig geschlossen ist. Deshalb ist das effektive Verdichtungsverhältnis (DCR) vom Einlassventil-Schließpunkt (IVC) abhängig, der als Winkel nach dem unteren Totpunkt (ABDC) angegeben wird. Mehr darüber erfährst du im Carnot-Wirkungsgrad Rechner 🇺🇸 von Omni.

Du kannst den Rechner für das effektive Verdichtungsverhältnis im erweiterten Modus unseres Rechners öffnen. Er berechnet das DCR auf der Grundlage der geänderten Hublänge, die sich wiederum aus der Stangenlänge und dem IVC ergibt.

Je höher die Verdichtung, desto besser die Leistung des Motors. Allerdings kannst du das Verdichtungsverhältnis nicht bis ins Unendliche erhöhen. Irgendwann hat der Brennraum nicht mehr genug Platz für die Verbrennung, und es kommt zur Detonation.

Der Widerstand eines Motors hängt von vielen Faktoren ab, aber einer der wichtigsten ist das Oktan Benzin. Je höher die Oktanzahl, desto mehr Kompression kann der Kraftstoff aushalten und desto höher ist das mögliche Verdichtungsverhältnis.

Wie wir bereits erwähnt haben, ist das effektive Verdichtungsverhältnis dasjenige, das im Motor stattfindet. Deshalb sollten wir uns, wenn wir über das beste Verdichtungsverhältnis sprechen, auf das effektive Verdichtungsverhältnis und nicht auf das geometrische Verdichtungsverhältnis konzentrieren. Bei den meisten herkömmlichen Motoren liegt das effektive Verdichtungsverhältnis im Bereich von 8:1 bis 8,5:1, was einem geometrischen Verdichtungsverhältnis von 10:1 bis 12:1 entspricht. Wenn du jedoch Rennkraftstoff verwendest, kann er viel höher sein, bis zu einem effektiven Verdichtungsverhältnis von 10:1 und 15:1 eines geometrischen.

Um das Verdichtungsverhältnis zu berechnen, kannst du die folgende Formel verwenden:

p = (V_d + V_c) / V_c.

Nehmen wir an, du verwendest die Werte deines Benzinmotors und befolgst die folgenden Schritte.

1. Angenommen, das Hubvolumen (V_d) beträgt 52 cm³;
2. Das Brennraumvolumen (V_c) ist 8 cm³;
3. Addiere die Werte und erhalte 60;
4. Teile nun 60 durch 8 (V_c); und
5. Das Ergebnis ist ein Verdichtungsverhältnis von 7,5:1.

Ein hohes Verdichtungsverhältnis ist gut, da es direkt proportional zur Leistung des Motors ist. Das bedeutet aber nicht, dass du es bis ins Unendliche steigern solltest.

Wenn du das beste Verdichtungsverhältnis möchtest, solltest du dich auf das effektive Verdichtungsverhältnis konzentrieren und nicht auf das geometrische. Bei traditionellen Motoren liegt das effektive Verdichtungsverhältnis zwischen 8:1 und 8,5:1. Wenn du Rennbenzin verwendest, kannst du mit einem viel höheren Verhältnis bis zu 10:1 rechnen.

Nein, sie unterscheiden sich.

Das geometrische Verdichtungsverhältnis berücksichtigt nicht das Schließen des Einlassventils, was sich auf die Genauigkeit der erzielten Ergebnisse auswirken kann

Das effektive Verdichtungsverhältnis hingegen gibt den tatsächlichen Zylinderdruck an, da er sich dynamisch verändert und somit Aufschluss darüber gibt, wie der Motor arbeiten wird.

Wir wissen, dass ein hohes Verdichtungsverhältnis gut ist, aber wir möchten es nicht allzu hoch haben. Denn das führt dazu, dass der Motor klopft, was dasselbe ist wie Detonation. Das kann wiederum zu Motorschäden und einem geringeren Wirkungsgrad führen.