Che cos’è il rapporto di compressione?
Ogni motore ha un rapporto di compressione specifico. La miscela aria-carburante viene compressa nel cilindro per creare un’accensione, la cui forza dipende dal rapporto di compressione: il volume del cilindro quando il pistone è in fondo alla sua corsa contro il volume del cilindro quando il pistone è in cima alla sua corsa. Per inciso, dovresti sapere che la cilindrata del motore si riferisce alla capacità totale di tutti i pistoni durante un ciclo completo.
L’accensione avviene quando il pistone è in cima alla sua corsa, quindi in cima al cilindro (ovvero la testa del cilindro) che forma la camera di combustione. Il volume rimanente della miscela aria-carburante all’interno della camera di combustione permette di determinare proporzionalmente il rapporto di compressione.
I rapporti di compressione di solito vanno da 8:1 a 10:1. Un rapporto di compressione più alto – diciamo da 12:1 a 14:1 – significa una maggiore efficienza di combustione.
Foto: Sébastien D’Amour
I vantaggi
Rapporti di compressione ed efficienza della combustione più alti significano più potenza con meno carburante e meno gas di scarico. D’altra parte, le accensioni più violente intensificano il calore, l’attrito e l’usura, rendendo difficili i componenti interni del motore. Le case automobilistiche devono trovare il giusto compromesso.
Considera la tecnologia SKYACTIV di Mazda, per esempio. Gli ingegneri hanno riprogettato i componenti interni per aumentare la corsa del pistone per consentire un rapporto di compressione più elevato. Detto questo, i conducenti che vogliono approfittarne devono assolutamente usare benzina premium (benzina con un numero di ottano superiore).
Motori sovralimentati e motori diesel
I motori aspirati naturalmente possono avere un rapporto di compressione più alto dei motori sovralimentati (sovralimentati o turbo). In un motore turbo, per esempio, l’aria che entra nella camera di combustione è già pressurizzata, quindi il rapporto di compressione deve essere leggermente inferiore per evitare uno stress eccessivo sui componenti. I motori sovralimentati di solito hanno un rapporto di compressione tra 8:1 e 8,5:1.
Tuttavia, quando si tratta di motori diesel, l’assenza di candele richiede un rapporto di compressione più alto — da circa 14:1 fino a 22:1. Usano aria calda per vaporizzare e poi accendere il carburante.
Gradi di carburante
Più compressione e calore il carburante può sopportare prima di accendersi, più alto è il numero di ottani (87, 91, 94, ecc.) e più alto è il grado di carburante (regolare, premium, ecc.).
Come ho detto, un rapporto di compressione più alto significa più calore all’interno del motore. Un carburante con un numero di ottano più alto può sopportare un aumento di temperatura maggiore ed è meno incline all’accensione prematura o alla pre-accensione, conosciuta anche come bussata del motore. Questo fenomeno altera la corsa del pistone e può portare a gravi danni al motore.