Calcolatore del Rapporto di Compressione

Il nostro calcolatore per il rapporto di compressione è lo strumento perfetto per tutti gli appassionati di corse automobilistiche. Se non hai idea di cosa sia la formula del rapporto di compressione o di come usarla, sei nel posto giusto! Ti spiegheremo tutte le basi di questi calcoli e risponderemo alla domanda quale sia il miglior rapporto di compressione. Se sei già un appassionato di motori, apprezzerai sicuramente la Modalità avanzata del nostro calcolatore, dove ci occupiamo del rapporto di compressione dinamico.

Se ti piace questo strumento, assicurati di dare un'occhiata anche al calcolatore per incidenti d'auto!

Il rapporto di compressione è una caratteristica dei motori a combustione (e, sorprendentemente, non ha nulla a che fare con la compressione dei file). È il rapporto tra il volume del cilindro e del motore a combustione combinati quando il pistone è a fondo corsa e quando è a fondo corsa. Puoi facilmente immaginarlo come la proporzione tra il volume del motore in stato compresso e non compresso.

Il rapporto di compressione può essere facilmente trovato con la seguente formula:

dove:

• $V_s$ — Volume di spostamento — il volume che è stato spazzato da un pistone in movimento. Puoi calcolarlo secondo la formula del volume del cilindro: $V_s = \tfrac 14 \cdot a^2 \cdot p \cdot \pi$
• $V_c$ — Volume al di sopra del pistone quando questo si trova al punto morto (la posizione più alta), chiamato anche volume compresso;
• $a$ è l'alesaggio (diametro) del cilindro;
• $p$ è la lunghezza della corsa del pistone.

Nel nostro calcolatore del rapporto di compressione, suddividiamo il volume sopra il pistone in quattro componenti per aiutarti a fare i calcoli nel modo più preciso possibile.

dove:

• $V_{\rm camera}$ — Volume della camera di combustione nella parte superiore del motore. In genere si misura versando un liquido nella camera e misurandone il volume. Spesso si può trovare nella descrizione del produttore;
• $V_{\rm pistone}$ — Se il pistone non ha la parte superiore piatta ma è bombato, occuperà un po' di spazio (o lo lascerà libero);
• $V_{\rm guarnizione}$ — Guarnizione della testa dello spessore $s$ e dell'alesaggio (diametro) $a$ occuperà un volume pari a , dove è uguale a $V_{\rm guarnizione} = \frac 14 \cdot a^2 \cdot s \cdot \pi$
• $V_{\rm gioco\ meccanico}$ è pari a $V_{\rm gioco\ meccanico} = \frac 14 \cdot a^2 \cdot g \cdot \pi$, dove $g$ è il gioco del ponte.

Il nostro calcolatore per il rapporto di compressione stima il valore del CR e il volume totale del motore. Puoi calcolarlo moltiplicando il volume della cilindrata per il numero di cilindri.

Utilizzando le formule del rapporto di compressione di cui sopra, sarai in grado di calcolare il rapporto di compressione statico. Tuttavia, questo numero non descrive perfettamente la realtà. Perché? Non tiene conto della chiusura della valvola di aspirazione.

In un motore a combustione, il pistone si muove su e giù. Quando sale, il volume all'interno del cilindro viene compresso; quando scende, il carburante e l'aria fresca entrano nella camera attraverso la valvola di aspirazione. Il pistone raggiunge la sua posizione più bassa (punto morto inferiore) e ricomincia a muoversi verso l'alto. In quel momento, però, la valvola di aspirazione non è ancora chiusa, quindi non si verifica alcuna compressione — l'aria viene "spinta fuori" attraverso la valvola. Possiamo parlare di compressione solo quando la valvola è completamente chiusa. Per questo motivo il rapporto di compressione dinamico (DCR — dynamic compression ratio in inglese) dipende dal punto di chiusura della valvola di aspirazione (IVC — intake valve closing in inglese), espresso come angolo dopo il punto morto inferiore (ABDC — angle after the bottom dead center in inglese). Per saperne di più, consulta il [calcolatore per l'efficienza di Carnot] di Omni (calc:677).

Puoi aprire il calcolatore del rapporto di compressione dinamico nella Modalità avanzata del nostro calcolatore. Calcolerà il DCR in base alla lunghezza della corsa modificata, che a sua volta deriva dalla lunghezza dell'asta e dall'IVC.

Più alto è il rapporto di compressione, migliori sono le prestazioni del motore. Tuttavia, non è possibile aumentare il rapporto di compressione all'infinito. A un certo punto, la camera di combustione non avrà abbastanza spazio per ospitare la combustione e si verificherà una detonazione.

La resistenza di un motore dipende da molti fattori, ma uno dei più importanti è l'ottano del carburante. Più alto è il numero di ottani, più il carburante è in grado di resistere alla compressione e più alto è il rapporto di compressione potenziale.

Come abbiamo già detto, il rapporto di compressione dinamico è quello che avviene all'interno del motore. Per questo motivo, quando parliamo del miglior rapporto di compressione, dovremmo concentrarci sul DCR e non sul rapporto di compressione statico. La maggior parte dei motori convenzionali ha un rapporto di compressione compreso tra 8:1 e 8,5:1, che corrisponde a un rapporto di compressione statico compreso tra 10:1 e 12:1. Tuttavia, se si utilizzano motori da competizione, il rapporto di compressione statico non è il migliore. Tuttavia, se si utilizza carburante da gara, il valore può essere molto più alto, fino a 10:1 DCR e 15:1 CR statico.

Per calcolare il rapporto di compressione, puoi utilizzare la formula:

CR = (V_d + V_c) / V_c

Supponiamo quindi che tu stia utilizzando i valori del tuo motore a benzina e segui i passaggi seguenti:

1. Supponiamo che la cilindrata (V_d) sia di 52 cc;
2. Il volume compresso (V_c) è di 8 cc;
3. Somma i valori e il risultato è 60;
4. Dividi ora 60 per 8 (V_c); e
5. Il risultato è un rapporto di compressione di 7,5:1.

Un elevato rapporto di compressione è positivo perché è direttamente proporzionale alle prestazioni del motore. Ma questo non implica che tu debba portarlo all'infinito.

Ricorda che se vuoi ottenere il miglior rapporto di compressione, devi concentrarti sul rapporto di compressione dinamico (DCR) anziché su quello statico. Per i motori tradizionali, il DCR varia da 8:1 a 8,5:1. Se invece utilizzi un carburante da gara, il rapporto di compressione è molto più alto e può arrivare fino a 10:1 DSR.

No, sono diversi l'uno dall'altro.

Il rapporto di compressione statico non tiene conto della chiusura della valvola di aspirazione, il che influisce sulla praticità dei risultati.

Il rapporto di compressione dinamico (DRC), invece, indica la pressione effettiva del cilindro perché cambia dinamicamente e quindi fornisce informazioni sulle prestazioni del motore.

Sappiamo che un rapporto di compressione elevato è positivo, ma non vogliamo che sia troppo elevato. Perché provocano il bussare del motore, che equivale alla detonazione. Questo può, a sua volta, portare a danni al motore e a una riduzione dell'efficienza.