compressieverhouding

Compressieverhouding, afgekort als CR, is een verhouding die aangeeft met hoeveel volume een gas tijdens compressie wordt samengedrukt. In verbrandingsmotoren is CR gedefinieerd als de verhouding tussen het volume van de cilinder bij het laagste punt van de zuiger (BDC) en het volume bij het hoogste punt (TDC). De gebruikelijke uitdrukking is CR = (V_S + V_C) / V_C, waarbij V_S het slagvolume is en V_C het clearance- of kamervolume bij TDC. Dit geeft aan hoeveel het gasvolume verkleind wordt tijdens de compressie.

Een hogere compressieverhouding leidt doorgaans tot een hogere thermische efficiëntie en minder brandstofverbruik onder gelijke arbeid, maar vergroot ook de kans op ongewenste ontsteking (kloppen) bij benzinemotoren. Dieselmotoren werken meestal met hogere CR, wat de zelfontbranding van brandstof mogelijk maakt. Typische waarden zijn circa 8:1 tot 12:1 voor veel benzinemotoren en 14:1 tot 25:1 voor dieselmotoren. Moderne motoren maken gebruik van technologieën zoals variabele compressieverhouding, turbocharger-voorspanningssystemen en intercooling, waardoor de effectieve werking van de motor kan veranderen terwijl de statische CR wordt behouden. Het concept van de effectieve compressieverhouding houdt rekening met druktoename door turbo- of supercharging en de invloed daarvan op de werkelijke verbrandingsefficiëntie.

Naast motoren wordt de term compressieverhouding ook gebruikt in andere compressiesystemen, zoals luchtcompressoren en koelcycli, om de verhouding tussen maximale en minimale kamerinhoud of tussen begin- en einddruk en volume aan te geven. In industriële toepassingen beïnvloedt CR factoren zoals energiekosten, warmteafvoer en mechanische belasting en vereist het ontwerp van afdichting en materialen.

Samengevat beschrijft compressieverhouding hoe sterk een gas wordt samengewrongen tijdens een compressie en heeft dit directe invloed op efficiëntie, belasting en ontwerpkeuzes van systemen.