نسبت تراکم موتور چیست و مرسدس کجای این موضوع قرار دارد؟

نسبت تراکم نشان می‌دهد که پیستون هنگام بالا آمدن، حجم مخلوط هوا و سوخت را چند برابر کوچک‌تر می‌کند.

هرچه این فشرده‌سازی بیشتر باشد، دما و فشار مخلوط قبل از احتراق بالاتر می‌رود و هنگام جرقه شمع، انرژی بیشتری آزاد می‌شود.

تزریق دقیق و مستقیم سوخت با فشار بسیار بالا، طراحی فوق‌العاده دقیق و کوچک محفظه احتراق، کنترل لحظه‌به‌لحظه جرقه و پاشش سوخت، سوخت‌های خاص‌ با مقاومت زیاد، سیستم‌های خنک‌کاری بسیار پیشرفته.

بزرگترین دشمن نسبت تراکم ناک است، ناک زمانی رخ می‌دهد که مخلوط هوا و سوخت قبل از جرقه شمع به دلیل فشار و دمای زیاد خودبه‌خود منفجر شود.

این اتفاق می‌تواند در چند ثانیه به پیستون و سوپاپ‌ها آسیب جدی بزند.

تاج پیستون‌های فرمول یک نیز شبیه پیستون‌های معمولی نیست.

سطح آن‌ها دارای فرورفتگی‌ها و برجستگی‌های بسیار دقیقی است که جریان هوا را هنگام تراکم کنترل می‌کند.

مهندسان تلاش می‌کنند هنگام بالا آمدن پیستون، گردابه‌های خاصی در مخلوط هوا و سوخت ایجاد شود تا احتراق سریع‌تر و یکنواخت‌تر انجام گیرد.

نسبت تراکم بالا همچنین باعث می‌شود موتور بتواند با مقدار سوخت محدودشده در قوانین، بیشترین انرژی ممکن را استخراج کند.

در فرمول یک هدف فقط تولید قدرت خام نیست؛ بلکه بیشترین قدرت در برابر کمترین مصرف سوخت اهمیت دارد.

در عمل، وقتی پیستون یک موتور فرمول یک با نسبت تراکم ۱۶:۱ به سمت بالا حرکت می‌کند، مخلوطی که قبلاً توسط توربو متراکم شده، دوباره تحت فشرده‌سازی شدید قرار می‌گیرد.

همین موضوع یکی از دلایل اصلی دستیابی به توان بیش از ۱۰۰۰ اسب بخار از یک موتور ۱.۶ لیتری است.

محتمل‌ترین نظریه مهندسی این است:

انبساط حرارتی کنترل‌شده قطعات، وقتی موتور از دمای محیط به دمای کاری می‌رسد، همه قطعات منبسط می‌شوند. اگرپیستون،بلوک موتور،سرسیلندر نرخ انبساط متفاوتی داشته باشند، حجم محفظه احتراق در دمای کاری می‌تواند با حالت سرد فرق کند.

تغییر شکل تحت فشار، در دورهای بالا و فشارهای بسیار زیاد شاتون کش می‌آید، میل‌لنگ تاب برمی‌دارد و سرسیلندر اندکی تغییر شکل می‌دهد. مهندسان می‌توانند این تغییرات را در طراحی لحاظ کنند تا موتور در شرایط مسابقه رفتار متفاوتی نسبت به تست عادی داشته باشد.

طراحی ویژه تاج پیستون، نسبت تراکم تنها عامل تعیین‌کننده کیفیت احتراق نیست، شکل تاج پیستون می‌تواند گردابه و تلاطم ایجاد کند و سرعت احتراق را افزایش دهد در نتیجه موتور ممکن است مانند موتوری با تراکم بالاتر عمل کند، بدون اینکه عدد رسمی نسبت تراکم تغییر کند.

روشی برای کاهش دمای هوای ورودی، اگر هوای ورودی خنک‌تر باشد، چگالی بیشتر
و جرم هوای بیشتری وارد سیلندر می‌شود و مقاومت در برابر ناک افزایش می‌یابد در نتیجه می‌توان نزدیک‌تر به مرزهای عملکرد بیشتر حرکت کرد.

استراتژی احتراق، زمان جرقه زدن، تعداد پاشش‌های سوخت
و محل تشکیل گروهی شعله همگی مهم هستند. گاهی افزایش بازده احتراق می‌تواند اثری مشابه افزایش نسبت تراکم ایجاد کند.

در رابطه با مرسدس هیچ سند رسمی ای وجود ندارد که از کدام روش های بالا یا روشی دیگر استفاده میکند اما چیزی که مشخص است مرسدس یک موتور دارد که از نسبت تراکم ۱۶.۱ فراتر رفته است بدون اینکه قانونی را نقض کند.

اکنون نوع ازمایش که قبلا در دمای اتاق تست نسبت تراکم اندازه گیری می‌شد به اندازه گیری در دمای ۱۳۰ درجه سانتی گراد تغییر کرده است.