Kompresjon og kamaksel henger tettere sammen enn de fleste tror. En stor kam senker den effektive kompresjonen, og kompenserer du ikke, kan du sitte igjen med en motor som har lavere sylindertrykk enn originalen, til tross for en «hvassere» profil.
Statisk kontra dynamisk kompresjon
Statisk kompresjon (SCR) er det geometriske forholdet mellom sylinderens totalvolum og forbrenningskammerets volum, det du regner ut fra slaglengde, boring og volumet i toppen. Det er tallet som står i spesifikasjonene, for eksempel 10,5:1.
Dynamisk kompresjon (DCR) er det reelle trykkforholdet, basert på når innsugsventilen faktisk lukker. Og det er her kamakselen kommer inn.
En kamaksel med lang duration holder innsugsventilen åpen lenger etter at stempelet har begynt kompresjonsslaget. I den perioden trykkes en del av den innsugde ladningen tilbake ut gjennom den fortsatt åpne ventilen. Først når innsugsventilen lukker, begynner selve komprimeringen.
Hughes Engines, som spesialiserer seg på Mopar-ytelse, viser at en motor med 10,5:1 statisk kompresjon og en mild kam (214° duration ved 0,050") kan ha 8,4:1 DCR, mens samme motor med en stor kam (240° ved 0,050") faller til 7,4:1 DCR. Samme blokk, samme topplokk, samme stempler, helt ulikt sylindertrykk.
Hvorfor DCR betyr noe
Det er DCR, ikke SCR, som avgjør:
- Detonasjonsfare: for høy DCR kombinert med drivstoff med lavt oktantall gir banking. Tommelfingerregelen er 8,0:1 DCR for støpejernstopp og 8,5:1 for aluminiumstopp på 95-oktan bensin. E85 tåler høyere.
- Startvillighet: DCR under 7,5:1 gir svakt kompresjonstrykk når motoren dras rundt, og dårlig kaldstart.
- Oppførsel på lave turtall: lav DCR betyr at motoren ikke bygger nok trykk nederst i registeret. Tomgangen blir svak og gassresponsen treg.
Derfor krever stor kam mer statisk kompresjon
Logikken er enkel: når kamakselen senker DCR gjennom sen lukking av innsugsventilen, må du kompensere ved å heve den statiske kompresjonen. Ellers taper du sylindertrykk, og dermed dreiemoment nederst i registeret.
Det er derfor racemotorer ofte kjører 12:1 eller 13:1 statisk kompresjon med store kammer. Den høye statiske kompresjonen kompenserer for den sene innsugslukkingen, og DCR havner likevel i et håndterbart område med riktig drivstoff.
Motsatt: setter du en stor kam i en motor med standard 9,5:1 kompresjon, synker DCR så lavt at motoren mister moment og føles «flat» under 3 000 rpm. Det er den vanligste feilen ved kambytte på gatebiler.
Tommelfingerregler for matching
Her er generelle retningslinjer som brukes av motorbyggere og kamprodusenter:
- Mild kam (under 220° ved 0,050"): standardkompresjon (9,5-10:1) fungerer bra. DCR havner rundt 8,0-8,5:1.
- Mellomkam (220-235° ved 0,050"): sikt mot 10:1 til 10,5:1 i kompresjon. Kontroller DCR.
- Stor kam (235°+ ved 0,050"): 11:1 og oppover trengs ofte for å beholde en fornuftig DCR. Drivstoffvalget (E85, racing) avgjør hvor høyt du kan gå.
Disse tallene gjelder sugmotorer. I en turbomotor brukes lavere statisk kompresjon for å gi rom for ladetrykk, men samme prinsipp gjelder: kamakselens duration påvirker hvor mye av kompresjonen som faktisk virker.
Slik regner du ut DCR
Du trenger:
- Slagvolum per sylinder
- Forbrenningskammerets volum (målt eller fra spesifikasjon)
- Avstanden fra stempeltopp til blokkdekk og eventuelt stempeltoppens fordypningsvolum
- Topplokkpakningens komprimerte tykkelse og boring
- Innsugsventilens lukkepunkt (IVC) i veivgrader etter nedre dødpunkt
IVC finner du i kamprodusentens spesifikasjon. Det er innsugsventilens lukking målt ved en gitt løftehøyde (vanligvis 0,050" eller 1 mm). Formelen tar hensyn til hvor stor del av slagvolumet som faktisk komprimeres etter at ventilen har lukket.
Det finnes kalkulatorer på nett som gjør jobben når du mater inn verdiene. Det viktige er at du gjør beregningen. Å gjette kompresjon uten å kjenne DCR har ødelagt flere motorbygg enn dårlige kammer.
Kompresjon, kam og overlapp
Kompresjonens innvirkning stopper ikke ved DCR. Høy kompresjon kombinert med mye overlapp kan gi problemer: i overlappsperioden står begge ventilene åpne, og er sylindertrykket høyt, kan eksos trykkes tilbake inn i innsuget. Det er nok en grunn til at aggressive kammer med høy kompresjon ofte krever nøyaktig grading for å optimalisere timinghendelsene.
Kam og kompresjon er ett valg
Kamvalg og kompresjonsforhold er ikke separate beslutninger, de er en pakke. Lang duration senker DCR, og det krever høyere statisk kompresjon som kompensasjon. Kontroller alltid DCR før du bestemmer deg for kamaksel og stempler. Det er det tallet som avgjør om motoren fungerer i virkeligheten, ikke bare på papiret.
Kontakt Meksta, så hjelper vi deg å matche kompresjon og kamprofil.