Relación volumétrica de compresión I

Todas las relaciones de compresión se definen como el cociente entre máximo valor del volumen de una cámara del motor y el mínimo valor de la misma cámara.
Una de las relaciones de compresión más importantes es la que se conoce con el nombre de «Relación volumétrica» o «geométrica de compresión«. Se define de igual forma para motores de 2 y 4 tiempos.

En los motores de 2 tiempos, además de la anterior, se definen otra dos relaciones de compresión, una es la que se conoce como «Relación de compresión del cárter», que mide la acción de bombeo del conjunto pistón-cárter, y otra, es la llamada «Relación de compresión efectiva» que es la que mide la compresión real de este tipo de motores. En el croquis siguiente se muestra gráficamente lo dicho:

Un incremento en la relación de compresión lleva aparejado un incremento en la potencia al freno y una disminución de consumo específico de combustible. Ello es debido a que una relación de compresión elevada incrementa el rendimiento termodinámico del ciclo, según una relación bien conocida. También a que una disminución del volumen de la cámara de combustión, Vc, permitiría operar al motor con una relación combustible/aire más baja, ya que:

• Al ser la CC más pequeña, la relación del gas quemado con la carga fresca es menor.
• La temperatura de final de compresión es mayor, lo que hace que la propagación del frente sea más rápida.
• La combustión se completa en un tiempo más corto, porque el volumen de la CC que debe atravesar la llama es más pequeño.

Sin embargo, este valor no puede crecer tanto como se quiera; está limitado por el poder antidetonante del combustible empleado y por consideraciones de tipo mecánico y de resistencia de los materiales. Adicionalmente, en su selección, también intervienen factores, tales como el metodo de formación de la mezcla (carburación o inyección), si el motor está sobrealimentado o no, forma de la CC, tipo de refrigeración y velocidad del motor.

En los motores Diesel (encendido por compresión) el valor de la relación de compresion es mucho más elevado que en los motores Otto (encendido por chispa), ya que el encendido del combustible se consigue porque la temperatura de final de compresión es más alta que la temperatura de ignición del combustible. Por ello son motores más sólidos y, por tanto, más pesados. A esto es debido que en aviación se hayan utilizado mucho menos.Como colofón a todo lo anterior se ofrece un gráfico en donde se relacionan las relaciones de compresión con la cilindradas totales de 235 motores (Aviación ligera y ultraligera).

Puede verse que los motores Diesel se destacan claramente de los motores Otto. De estos últimos, puede observarse que los motores de 2 tiempos están reducidos a las cilindradas más pequeñas. con relaciones de compresión (ver punto 2.1.3 del documento del enlace https://drive.google.com/file/d/0BwVZ4Xa1ZEFWbWNNaHUzN1FhV28/edit?usp=sharing) ligeramente superiores a los de cuatro tiempos (media 8,4).

Los dibujos han sido tomados del libro «Motores alternativos de combustión interna», autores Jesús Andres Alvarez, Ismael Callejón Agramunt y otros diez más, de la Universidad Politécnica de Cataluña».