23.5. 2017 Tomáš Dusil Tomáš Dusil

Kompresní poměr spalovacího motoru: Je lepší vyšší, nebo nižší? Jak kdy!

 

Kompresní poměr patří spolu se zdvihovým objemem, maximálním výkonem a točivým momentem k hlavním údajům o spalovacím motoru. Víte ale, co udává a kdy je vyšší komprese výhodnější?

Vznětové motory mají vysoký kompresní poměr, zážehové výrazně nižší. Toto jistě ví každý, kdo se alespoň trochu zajímá o auta. Abychom pochopili, co je kompresní poměr, musíme si nejprve něco říci o kompresním prostoru. Při pohybu pístu do komprese a tedy do horní úvratě píst stlačuje nasátou zápalnou směs (zážehové motory), případně vzduch (vznětové motory). Při tom se zvyšuje jejich teplota. K největšímu stačení dojde v okamžiku, kdy píst dosáhne nejvyšší polohy ve válci, tedy horní úvrati. V daný okamžik je zápalná směs (vzduch) vtlačena do nejmenšího prostoru, jemuž se říká kompresní. Nachází se nad pístem v horní úvrati mezi ním a hlavou válců.

Kompresní poměr je tedy poměr objemu zápalné směsi (případně vzduchu) ve válci spalovacího motoru před a po stlačení. Nebo také poměr součtu objemů zdvihového a kompresního prostoru vůči objemu kompresního prostoru. Nebo ještě jinak, jde o poměr pracovního prostoru oproti kompresnímu prostoru.

Co to ale znamená?

Kompresní poměr se ale téměř vždy udává jako poměr čísla, které je výsledkem uvedeného zlomku, obyčejně zaokrouhlené na jedno desetinné místo k číslu jedna. Viz příklad - 10,0:1. Někdy se také hovoří kompresním stupni. V takovém případě je pak komprese vyjádřena pouze číslem v čitateli, tedy v našem případě „desítkou“. Udává nám, kolikrát se zmenší objem válce mezi dolní a horní úvratí pístu. Zde je nutno říci, že se jedná o teoretickou a v praxi téměř nedosažitelnou hodnotu. Proč? Protože ono skutečné zmenšení objemu ovlivňují některé okolnosti. Jde zejména o časování rozvodu, které je u moderních motorů variabilní. A také čas, kdy jsou současně otevřeny sací i výfukové ventily, závisí na provozním režimu agregátu a tedy se vlastně pořád mění.

U přeplňovaných motorů mluvíme o takzvaném statickém kompresním poměru. Takový by motor teoreticky vykazoval, pokud by nebyl vybaven přeplňováním. Jenže pokud se do hry zapojí turbodmychadlo/kompresor, je skutečná komprese motoru úplně jiná. Navíc se mění mnohem výrazněji než u atmosférického motoru. Záleží totiž nejen na časování rozvodu v danou chvíli, ale současně také na plnicím tlaku přeplňování. S jeho zvyšováním se komprese zvyšuje, se snižováním naopak klesá.

Jde i o palivo

V praxi kompresní poměr ovlivňuje tankované palivo. Jistě si mnozí vzpomenete, že zatímco obyčejné Škodě 120 L stačil někdejší benzín Speciál o oktanovém čísle 91, svižnější 120 LS vyžadovala benzin Super o oktanovém čísle 96. Motor „el-esa“ měl totiž vyšší kompresní poměr. Stejně tak motor větší „stotřicítky“.

Přímé a nepřímé vstřikování benzínu v jednom: Opravdu je k něčemu?

Oktanové číslo udává odolnost paliva proti klepání motoru. Pokud byste do Škody 120 LS natankovali levnější méně oktanový benzin Speciál, motor by začal klepat. K zapálení směsi ve válci by vinou vyšší komprese a tedy i úměrně tomu vyšší teploty docházelo dříve, než by směs zažehla jiskra od zapalovací svíčky. Staré motory bez elektroniky totiž měly pouze omezenou možnost, jak posouvat předstih zážehu. Ten se tak měnil se zvyšujícími otáčkami a současně měnícím se podtlakem v sání (odvislým od zatížení motoru a tedy míře otevření škrticí klapky) zásluhou podtlakové a odstředivé regulace rozdělovače. Moderní zážehové motory se vstřikováním paliva mají čidlo klepání, které tento pro mechaniku motoru nebezpečný jev zachytí a následně upraví předstih zážehu na příslušném válci.

Aby vůbec chytnul

I u přeplňovaných dieselů mluvíme o statickém kompresním poměru. Na rozdíl od zážehových přeplňovaných motorů je však u turbodieselů statická komprese docela důležitá. Aby se do válců vstřikovaná nafta vůbec vznítila, musíme vzduch ve válci stlačit opravdu výrazně. Jinak bude mít nízkou teplotu a vstříknutá nafta se nevznítí. Toto je problém zejména při spouštění studeného motoru za nízkých teplot. Sice si pomáháme žhavením, které spalovací prostor ohřeje, ale i tak je vyšší komprese nezbytná.

Komprese motoru klesá se zvyšujícím opotřebením válců a pístních kroužků, ale také třeba z důvodu podpálení ventilových sedel. Tlak ve válci následně uniká přes kroužky dolů do klikové skříně, nebo naopak nahoru do sání či výfuku, podle toho, které ventily jsou podpáleny. Zejména u dieselů má toto vliv na spouštění motoru. Při extrémním snížení komprese tak vznětový motor startuje jen s obtížemi.

Vyšší komprese znamená vyšší účinnost?

Velmi zjednodušeně lze říci, že u atmosférických zážehových motorů přináší vyšší kompresní poměr vyšší účinnost spalování. Teoreticky by proto motory s vyšším kompresním poměrem měly vykazovat nižší spotřebu paliva při současně vyšším výkonu. Občas se uvádí, že zvýšením kompresního poměru o 6 procent dojde ke snížení spotřeby paliva až o 5 procent. Proto se dnes konstruktéři snaží kompresi u benzinových motorů zvyšovat. Rekordmanem v tomto je Mazda s motorem 2.0 SkyActiv-G a kompresí 14:1. Běžná hodnota se pohybuje od přibližně 10:1 po 12:1. Dalším zvyšování kompresního poměru však výkon roste pozvolně a stejně tak klesá spotřeba. Důvodem je pokles mechanické účinnosti motoru.

Výše kompresního poměru má však u zážehových motorů svá omezení. A nejde jen o klepání motoru. V tomto případě mluvíme o takzvaném kritickém kompresním poměru, při němž efektivní tlak ve válci dosahuje svého maxima. Další zvýšení komprese by vedlo k jeho snížení, což je nežádoucí.

Také u přeplňovaných zážehových motorů je snahou statický kompresní poměr zvyšovat. Dnes je u turbomotorů spalujících benzin běžné i 10:1, zatímco kdysi to bývalo maximálně tak 8,5:1. Zde se plně projevuje výhoda přímého vstřikování benzínu, které mimo jiné účinně chladí spalovací prostory motoru.

U vznětových motorů je to s kompresí přesně naopak. U nich je snahou kompresi (statickou kompresi u přeplňovaných motorů) snižovat. Dříve bývalo běžné 19 až 21:1, dnes komprese klesla na 15 až 16:1. Vrcholem je opět Mazda, kdy její SkyActiv-D o objemu 2,2 litru vykazuje hodnotu 14:1, tedy stejnou jako zážehový motor téže značky, což je vážně unikum.

Proč se u dieselů komprese snižuje? Protože s ní klesá teplota stlačeného vzduchu. A nižší teplota spalování přináší nižší emise oxidů dusíku. U moderních dieselů se to kompenzuje extrémně vysokým vstřikovacím tlakem, který dávku nafty rozpráší na drobounké částice, které se pak snáze vznítí i při nižší teplotě stlačeného vzduchu.

Rallye Dakar 2018
Spolupracujeme s TipCars.com
Česko potřebuje víc inženýrů. Ekonomů je dost, říká odborník Česko potřebuje víc inženýrů. Ekonomů je dost, říká odborník

Potřeby firem se podle hlavního ekonoma UniCredit Bank…

Krok blíž ke koalici. Němečtí sociální demokraté budou jednat s Merkelovou Krok blíž ke koalici. Němečtí sociální demokraté budou jednat s Merkelovou

Německo v neděli udělalo důležitý krok ke vzniku další…

Tálibánci zaútočili na mezinárodní hotel. Zabili čtrnáct cizinců a čtyři místní Tálibánci zaútočili na mezinárodní hotel. Zabili čtrnáct cizinců a čtyři místní

Počet obětí nočního útoku na mezinárodní hotel v Kábulu…

 

Štítky Technika

 

Přidat názorDiskuse: Kompresní poměr spalovacího motoru: Je…







Doporučujeme
Že jsou moderní auta blbuvzdorná? Těmito věcmi si auto ničíte, aniž o tom víte Že jsou moderní auta blbuvzdorná? Těmito věcmi si auto ničíte, aniž o tom víte

Automobil je dnes čistě spotřební záležitostí. V…

Jsou české silnice nejhorší v Evropě? Tohle nám na nich nejvíce vadí! Jsou české silnice nejhorší v Evropě? Tohle nám na nich nejvíce vadí!

České silnice mají hrozný povrch a jsou špatně značené, v…

 

AutoRevue
LIAZ: Příběh nesmrtelných aut, o která nakonec nikdo nestál LIAZ: Příběh nesmrtelných aut, o která nakonec nikdo nestál

Liberecké automobilové závody byly svého času největším…

Minitest Volkswagen Touareg Masaj 3.0 TDI: Nesnáším loučení! Minitest Volkswagen Touareg Masaj 3.0 TDI: Nesnáším loučení!

Dnešním testem dáváme poslední sbohem druhé generaci…

 





 
Jak levně garážovat auto: Temný život pod plachtou

Jak levně garážovat auto: Temný život pod plachtou

Včera

Sehnat při dnešních cenách nemovitostí garáž je pro většinu pracujících jako z říše snů. Existují ale i další možnosti řešení ochrany auta.




Blesk.cz

Slováci se masově hlásí na české vysoké školy. Loni podali 20 tisíc přihlášek

Slováci se masově hlásí na české vysoké školy. Loni…

Zájem Slováků o studium na vysoké škole v ČR neklesá. Ačkoli se v důsledku demografického vývoje snížil celkový…

Chile zasáhlo silné zemětřesení. Přišlo krátce po návštěvě papeže Františka

Chile zasáhlo silné zemětřesení. Přišlo krátce po…

Sever Chile zasáhlo v noci na neděli zemětřesení o síle 6,3 stupně. Otřesy byly podle agentury EFE cítit i na…

 

iSport.cz

Hokej na ZOH 2018: Kdy hrají Češi, Kanada a další favorité?

Hokej na ZOH 2018: Kdy hrají Češi, Kanada a další favorité?

Hokej na olympijských hrách v Pchjongčchangu bude jednou z nejsledovanějších disciplín, i když na ZOH 2018 po…

Další litvínovský nezdar. Zlomí nás skoro každý gól, kroutí hlavou Gerhát

Další litvínovský nezdar. Zlomí nás skoro každý gól,…

Začali solidně. Jako bojovníci, kteří se chtějí rvát s osudem a konečně touží prolomit čekání na první výhru…

 

Reflex.cz

Kdy se Zeman a Drahoš ženili a jak to měli s KSČ? Projděte si životní dráhy kandidátů na prezidenta

Kdy se Zeman a Drahoš ženili a jak to měli s KSČ?…

Z jakého prostředí pochází prezidentští kandidáti Miloš Zeman a Jiří Drahoš? Čím si v životě prošli, s kým a…

Rusové natočili vtipný klip: Diktátor Kim Čong-un souloží se svoji jadernou bombou

Rusové natočili vtipný klip: Diktátor Kim Čong-un…

Zamilovaný severokorejský diktátor Kim Čong-un svede svoji jadernou bombu. Když ji však jeho soudruzi odpálí, je…