Le taux de compression fait référence au volume, ou à la quantité, d’un mélange d’air et de carburant que la chambre de combustion d’un moteur à combustion peut contenir lorsqu’elle est vide et à sa plus grande taille par rapport au volume qu’elle contient lorsque le mélange est comprimé jusqu’au plus petit taille possible. Ce ratio s’applique à la fois aux moteurs à combustion interne, tels que ceux que l’on trouve dans les véhicules modernes, et aux moteurs à combustion externe rarement utilisés. Les moteurs diesel et à essence ont chacun un taux de compression, bien que la conception du moteur diesel encourage un taux de compression plus élevé. Les moteurs avec des taux de compression plus élevés sont généralement considérés comme meilleurs car ils créent plus de puissance tout en conservant leur efficacité.
Pour calculer le taux de compression d’un moteur, un ingénieur doit d’abord calculer le volume qu’un cylindre du moteur peut contenir lorsque le piston est au fond du cylindre. Pendant une course du moteur, le piston se déplace de bas en haut vers le haut et comprime le mélange air-carburant. Après avoir trouvé le volume du cylindre lorsque le piston est abaissé, et donc pas encore comprimé, l’ingénieur devra alors calculer le volume lorsque le piston est levé et que le mélange air-carburant a été comprimé. Un rapport tel que 13: 1, par exemple, signifie que le moteur détient 13 fois plus de volume lorsque le piston est abaissé que lorsqu’il est comprimé. La quantité de mélange air-carburant ne change pas, mais est simplement pressée dans un espace nettement plus petit pour créer une grande explosion.
Les moteurs diesel utilisent la compression pour créer la température à laquelle le diesel
enflamme le mélange air-carburant qui crée la puissance nécessaire pour faire avancer le véhicule. Les taux de compression élevés dans les moteurs à essence causent souvent un problème connu sous le nom de cognement du moteur. Les moteurs diesel, quant à eux, sont conçus pour une compression élevée afin de fonctionner. Un rapport de 13: 1 est considéré comme élevé dans un moteur à essence, tandis qu’un moteur diesel peut aller de 14: 1 à 23: 1 selon le type.
Des taux de compression élevés entraînent plus de puissance en comprimant l’air et le carburant encore plus étroitement que la moyenne et créant ainsi une explosion plus puissante. L’emballage serré du mélange air-carburant aide l’air et le carburant à mieux se mélanger et lorsque l’explosion se produit, une plus grande partie du mélange s’évapore. Une plus grande évaporation est le signe d’une efficacité thermique plus élevée, ce qui signifie que le moteur fonctionne mieux sans utiliser trop d’énergie supplémentaire pour obtenir cette puissance.
L’inconvénient d’un taux de compression plus élevé dans un moteur à essence est la possibilité d’un cognement ou d’un cliquetis du moteur. Cela se produit lorsqu’une explosion plus importante que souhaitée se produit et amène le piston à se déplacer trop rapidement vers le haut ou vers le bas. Il en résulte un fort bruit de cognement et, s’il n’est pas résolu, un cognement continu du moteur peut endommager définitivement le moteur. Les voitures utilisant du gaz avec un indice d’octane plus élevé ou un capteur de cognement peuvent utiliser des taux de compression plus élevés, mais ne peuvent toujours pas égaler le rapport élevé d’un moteur diesel.