Stopień sprężania: wzór i różnica od ciśnienia sprężania
Stopień sprężania to stosunek całkowitej objętości cylindra, gdy tłok jest w dolnym martwym punkcie, do objętości komory spalania, gdy tłok dochodzi do górnego. Mówi, ile razy silnik zmniejsza objętość ładunku w suwie sprężania, i zapisuje się go jako 10:1 albo symbolem ε.
Wzór i przykład
Objętość nad tłokiem w dolnym położeniu to suma objętości skokowej cylindra Vs i objętości komory spalania Vk. Wzór ma więc postać ε = (Vs + Vk) / Vk. Objętość skokowa wynika ze średnicy cylindra i skoku tłoka: Vs = π/4 · D² · S.
Dla ilustracji: cylinder o objętości skokowej 500 cm³ i komorze 50 cm³ daje ε = (500 + 50) / 50 = 11, czyli 11:1. Na wartość wpływa kształt denka tłoka oraz grubość uszczelki pod głowicą. Wypukłość denka zmniejsza komorę, wgłębienie ją powiększa.
Benzyna i diesel
W produkowanych dziś silnikach benzynowych stopień sprężania mieści się zwykle w granicach 8-12, a w silnikach z zapłonem samoczynnym 14-23. Dawniej bywało 6:1 albo 7:1.
Benzyna ma niższą granicę: przy silnie sprężonej mieszance grozi spalanie stukowe, bardzo szkodliwe dla silnika. Ogranicza też jakość paliwa. W silniku Diesla sprężane jest samo powietrze i musi się ono rozgrzać do temperatury, w której wtryśnięty olej napędowy zapali się sam. Ogólne różnice konstrukcyjne opisuje tekst diesel czy benzyna.
Silniki benzynowe z turbodoładowaniem mają często niższy stopień sprężania, około 8-10, żeby ograniczyć ryzyko stukania. Wysokie wartości jak na benzynę stosuje Mazda w jednostkach Skyactiv-G, od 13:1 do 14:1. Wersja o mocy 150 KM w modelu Mazda CX-30 ma 13:1.
Kompresja silnika, czyli ciśnienie sprężania
Potocznie mówi się o kompresji silnika i myśli o dwóch różnych rzeczach. Stopień sprężania jest stosunkiem geometrycznym, wyznaczonym przez konstrukcję, i nie zmienia się w czasie eksploatacji. Ciśnienie sprężania to wartość rzeczywista, którą mierzy się manometrem w bar. Zależy od szczelności cylindra, więc zużycie ją obniża.
Typowe wartości to 9-14 bar w silniku benzynowym i 25-35 bar, a nawet więcej, w dieslu. Dopuszczalne zakresy i różnice między cylindrami podaje producent danego silnika.
Gdy jeden cylinder wypada wyraźnie gorzej od pozostałych, ciśnienie ucieka przez zawory, pierścienie tłokowe albo uszczelkę pod głowicą. Sam pomiar nie wskazuje przyczyny, więc dalszą diagnozę prowadzi warsztat. Jedną z tych przyczyn opisuje poradnik o uszczelce pod głowicą. Objętość skokową zlicza się też w pojemności silnika.