Kompresní poměr je jedna ze základních charakteristik pístového spalovacího motoru, která udává poměr objemu válce mezi pístem v dolní a pístem v horní úvratí.

Kompresní poměr je tedy poměr celého pracovního objemu válce k objemu kompresního prostoru, jinými slovy poměr mezi objemem směsi nasáté do válce k objemu směsi stlačené ve válci.

Jak vypočítat kompresní poměr?

Výpočet kompresního poměru je odlišný pro motor s přímočarým vratným pohybem pístu a pro motor s rotačním pístem.

Výpočet kompresního poměru u motoru s přímočarým vratným pohybem pístu:

εk = (VK + VZ) : VK

Vysvětlení proměnných:

• εk – kompresní poměr

• VK – kompresní prostor/objem

• VZ – zdvihový objem

Píst se ve válci pohybuje přímočaře vratně přičemž nejvíce vzdálená poloha jeho pohybu od klikového hřídele se nazývá horní úvrať a nejméně vzdálená poloha jeho pohybu od klikového hřídele se zas nazývá dolní úvrať.

Související článek - 

Zdvihový objem: Co to je a co určuje?

Prostor mezi dolní a horní úvratí se nazývá zdvihový objem. Zdvihový objem závisí na průměru vrtání válce a zdvihu pístu. Prostor, který zůstane ve válci, když je píst v horní úvratí, se nazývá kompresní prostor.

Výpočet kompresního poměru u motoru s rotačním pístem:

U těchto motorů je kompresní poměr definován jako poměr největšího a nejmenšího objemu pracovního prostoru během otáčky pístu.

εk = V1 : V2

Vysvětlení proměnných:

• εk – kompresní poměr

• V1 - největší objem pracovního prostoru

• V2 - nejmenší objem pracovního prostoru

Jaký vliv má kompresní poměr na motor?

U klasického pístového spalovacího motoru je kompresní poměr neměnný a vždy je jakýmsi kompromisem mezi různými jízdními režimy. Existují však také motory, které dokáží plynule měnit kompresní poměr, podle zatížení.

Takový motor tedy může pracovat s velkým kompresním poměrem během nízkého zatížení a naopak nízkým kompresním poměrem během vysokého zatížení.

Při vysoké zátěži je totiž vhodné, aby byl kompresní poměr nízký a zabránil tak detonacím. Při nízké zátěži je zase vhodné, aby byl vyšší pro co nejlepší účinnost motoru. Čím větší je kompresní poměr, tím dochází k většímu stlačení směsi před zapálením.

Související článek - 

Výkon a točivý moment motoru: Který z těchto parametrů je důležitější?

Kompresní poměr zásadně ovlivňuje:

• dosažitelnou účinnost spalovacího motoru a tedy i jeho výkon a točivý moment

• emise motorů

• spotřebu paliva

Zvýšením kompresního poměru přicházejí kromě výhod i nevýhody, jako například:

• zejména u zážehových motorů může dojít k předčasnému samovznícení paliva (detonačnímu spalování)

• součásti motoru se postupem času opotřebovávají více než při menším kompresním poměru, proto je třeba, aby byl takový motor vybaven odolnějšími součástkami, které jsou však mnohem dražší (keramické a titanové díly)

Co je měření kompresních tlaků?

Měření kompresních tlaků válců je metoda, kterou se zjišťují přesné informace o stavu motoru. Kompresní tlak se měří pomocí kompresiometru. Před měřením kompresního tlaku se motor zahřeje na provozní teplotu, aby se vymezily vůle mezi pístem a válcem.

Související článek - 

Písty motoru: Co všechno musí vydržet a jaká je jejich funkce?

Kompresiometr se zašroubuje do hlavy válce namísto zapalovací svíčky. Následně se motor přetáčí pomocí startéru, přičemž je škrtící klapka naplno otevřená (naplno stlačený plynový pedál). Kompresní tlak se ukazuje na ručičce kompresiometru, která zaznamenává nejvyšší dosažený tlak.

Kompresní tlak je maximálně dosažitelný tlak na konci kompresního zdvihu motoru, když směs ještě nehoří. Velikost kompresního tlaku zavisí na kompresním poměru, otáčkách motoru, stupni plnění válců a těsnosti spalovacího prostoru. Všechny tyto parametry, až na těsnost spalovacího prostoru, jsou neměnné a jsou dány konstrukcí motoru.

Pokud se tedy při měření zjistí, že některý z válců nedosahuje výrobcem udávaných hodnot, svědčí to o netěsnosti spalovacího prostoru. Také je velmi důležité, aby byl kompresní tlak všech válců stejný.

Co způsobuje nižší kompresní tlaky?

• opotřebovaný nebo zničený pístní kroužek

• opotřebovaný válec motoru

• poškozená nebo prasklá hlava válců

• poškozené těsnění pod hlavou válců

• poškozený ventil

• poškozená pružina ventilu

• opotřebované sedlo ventilu

Pokud jsou spalovací prostory v pořádku, maximální rozdíl kompresních tlaků je na jednotlivých válcích do 1 baru (0,1 MPa). Kompresní tlaky se u zážehových motorů pohybují mezi 1,0 až 1,2 MPa au vznětových motorů 3,0 až 3,5 MPa.

Jaké jsou běžné hodnoty pro kompresní poměr motoru?

Aby se zabránilo detonačnímu spalování (předčasnému samovznícení paliva), kompresní poměr není u zážehových motorů větší než 10:1. Avšak motory, které jsou vybaveny snímačem detonačního spalování, elektronickou řídicí jednotkou a dalšími zařízeními, dokáží dosahovat kompresního poměru až na úrovni 14:1.

Související článek - 

Detonační spalování: Co to je a co jej způsobuje?

U přeplňovaných zážehových motorů je kompresní poměr kolem 8.5:1, protože část komprese pracovní látky se provede v turbodmychadle. Vznětové motory mají kompresní poměr na úrovni 20:1 nebo i vyšší, protože fungují na takovém principu, že se vstříknuté palivo vznítí od kompresního tepla.

Právě z tohoto důvodu musí být kompresní poměr u vznětových motorů vyšší než u zážehových motorů. Kompresní poměr vznětového motoru je limitován zatížením od tlaků ve válci motoru.

Video, na kterém Jason z Engineering Explained vysvětluje kompresní poměr: