Das Verdichtungsverhältnis ist eine der grundlegendsten Kennzahlen im Motorenbau – es bestimmt den thermischen Wirkungsgrad, die Leistungsabgabe und wie wählerisch ein Motor in Bezug auf die Kraftstoffoktanzahl ist. Dieser Rechner berechnet es aus dem Sweep- und Clearance-Volumen und kann auch rückwärts von einem Zielverhältnis zum Clearance-Volumen arbeiten, das zum Erreichen des Ziels erforderlich ist.
Warum das Kompressionsverhältnis wichtig ist
Durch die Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch vor der Zündung in einen kleineren Raum gedrückt, was den Druck und die Temperatur der Verbrennung erhöht und der gleichen Kraftstoffmenge mehr mechanische Arbeit entzieht – eine höhere statische Verdichtung bedeutet im Allgemeinen einen besseren thermischen Wirkungsgrad und mehr Leistung. Der Nachteil ist Klopfen (unkontrollierte, frühe Zündung des komprimierten Gemisches), das mit zunehmender Kompression wahrscheinlicher wird. Aus diesem Grund benötigen Saugmotoren mit hoher Verdichtung Kraftstoff mit höherer Oktanzahl, während Turbo- und Kompressormotoren normalerweise mit einem niedrigeren statischen Verhältnis gebaut werden – der Ladedruck erhöht den Zylinderdruck zusätzlich zur mechanischen Verdichtung, sodass der Gesamtzylinderdruck bei einem niedrigeren Start in einem sicheren Bereich bleibt.
Statisches vs. dynamisches Komprimierungsverhältnis
Die Zahl, die dieser Rechner berechnet, ist das statische Kompressionsverhältnis – reine Geometrie, basierend auf alleinigem Hub- und Spielraumvolumen. Der reale Zylinderdruck hängt auch vom dynamischen Verdichtungsverhältnis ab, das genau bestimmt, wann das Einlassventil relativ zum unteren Totpunkt schließt. Da ein Teil des Gemischs aus dem Zylinder zurückgedrückt wird, bevor das Ventil vollständig schließt (insbesondere bei aggressiver Nockenwellensteuerung), ist das dynamische Verdichtungsverhältnis immer niedriger als das statische – bei Motoren mit Nockenwellen mit langer Laufzeit ist dies häufig deutlich spürbar. Zwei Motoren mit einem identischen statischen Verhältnis können sich bei Pumpenkraftstoff sehr unterschiedlich verhalten, wenn ihre Nockensteuerung unterschiedlich ist.
Aufbau auf ein Zielverhältnis
Engine-Hersteller arbeiten in der Regel rückwärts von einem angestrebten Komprimierungsverhältnis, anstatt eine bestehende Engine zu messen. Die Registerkarte „Volumen lösen“ macht genau das: Anhand des Sweep-Volumens, mit dem Sie arbeiten, wird das Clearance-Volumen ermittelt, das zum Erreichen Ihres Ziels erforderlich ist. Von dort aus unterteilt die Registerkarte „Komponenten“ das Spielvolumenbudget in die Teile, die Sie tatsächlich ändern können – Brennkammergröße, Dicke der Kopfdichtung, Deckspiel und Kolbenschale oder -dom –, sodass Sie wissen, welches Teil und um wie viel Sie anpassen müssen, um auf der gewünschten Zahl zu landen.