Skip to content

Compression ratio and quadrant (diesel)

What is compression ratio with measured volumes and is engine under square?

Answer: When you've had the cylinder head off, you can work out the engine's compression ratio from your measurements: swept volume from bore and stroke, and compression volume from the chamber in the head and piston bowl (measured with burette) plus the ring the head gasket gives between piston top and head. The calculator also shows the ratio between bore and stroke, so you can see if the engine is under or over square. It doesn't replace the engine manufacturer's data for piston protrusion and gasket thickness.

Formula

Slagvolumen Vs = π/4 × boring² × slag (i cm: mm ÷ 10)

Topspillets volumen = π/4 × boring² × topspil, hvor topspil = pakningens tykkelse sammenpresset minus stemplets udstik over blokken

Kompressionsvolumen Vc = kammer + stempelskål (burette) + topspillets volumen

CR = (Vs + Vc) ÷ Vc

Boring ÷ slag under 1 = under kvadrant (langslaget), lig 1 = kvadratisk, over 1 = over kvadrant

Symbols and units in the formula
SymbolMeaningUnit
boring_mmDrillingmm
slag_mmStroke lengthmm
kammer_cm3Volume in cylinder head and piston bowl (measured with burette)cm³
topspil_mmTop clearance at TDC (packing thickness minus piston protrusion)mm
=Compression ratio: 1
=Swept volume per cylindercm³
=Compression volume in total (chamber + cylinder head space)cm³
=Boring ÷ slag (under 1 = under kvadrant)—

Validity and source

Source
Geometri (cylindervolumen π/4 × D² × L) · CR = (Vs + Vc) ÷ Vc

Does not apply when

  • Gasket thickness is chosen on many diesel engines per measured piston protrusion. Use the manufacturer's table not the calculator when you choose gasket. One tenth of a mm top clearance changes CR noticeably on a diesel because compression volume is small.

Worked example

The calculator's own default values inserted. The figures are calculated with exactly the formula the tool uses.

Substituted

  • Drilling130 mm
  • Stroke length160 mm
  • Volume in cylinder head and piston bowl (measured with burette)116 cm³
  • Top clearance at TDC (packing thickness minus piston protrusion)1 mm

Giver

  • Compression ratio17.43 : 1
  • Swept volume per cylinder2,124 cm³
  • Compression volume in total (chamber + cylinder head space)129.3 cm³
  • Boring ÷ slag (under 1 = under kvadrant)0.81

The calculator itself is locked

Create a free user account to unlock all articles, calculators, templates and range — and get access to quizzes and classes. It takes less than a minute: name, email and a password. No payment card.

Want to try something first? See what you can use without an account — the junior zone, the encyclopedia, the videos and more.

Sådan bruger du den

Når du har haft topstykket af en dieselmotor, kan du regne kompressionsforholdet ud fra dine målinger og se om motoren er under eller over kvadrant. Topspillet, altså pakningens tykkelse minus stemplets udstik, betyder meget på en diesel, fordi kompressionsvolumenet er lille.

Step by step

  1. Mål boring og slag, eller find dem i motordata.
  2. Mål volumenet i topstykke og stempelskål med burette.
  3. Mål stempeludstikket med måleur, og træk det fra pakningens sammenpressede tykkelse.
  4. Læs kompressionsforholdet og boring ÷ slag.

Typical errors

  • At glemme topspillets volumen. Det er en stor del af kompressionsvolumenet på en diesel.
  • At måle stempeludstikket ét sted. Mål på flere stempler og flere punkter, og brug fabrikantens metode.
  • At blande mm og cm i formlen.

Examples from everyday life

Rækkesekser efter topstykkeskift

En motor med boring 130 mm og slag 160 mm har 116 cm³ i topstykke og stempelskål, og topspillet er 1,0 mm.

Drilling
130 mm
Stroke length
160 mm
Volume in cylinder head and piston bowl (measured with burette)
116 cm³
Top clearance at TDC (packing thickness minus piston protrusion)
1 mm

It means: Kompressionsforholdet er 17.43 : 1. Kompressionsvolumenet er 129.3 cm³, og boring ÷ slag er 0.81, så motoren er under kvadrant.

For tyk pakning

Der er monteret en pakning, der giver 1,4 mm topspil i stedet for 1,0 mm.

Drilling
130 mm
Stroke length
160 mm
Volume in cylinder head and piston bowl (measured with burette)
116 cm³
Top clearance at TDC (packing thickness minus piston protrusion)
1.4 mm

It means: Kompressionsforholdet falder til 16.78 : 1, fordi kompressionsvolumenet vokser til 134.6 cm³. Motoren kan blive svær at starte kold og ryge hvidt.

Rule of thumb

På en 13-liters diesel ændrer 0,1 mm topspil kompressionsvolumenet med ca. 1,3 cm³, og forholdet flytter sig ca. 0,17.

How to check the answer

Boring ÷ slag under 1 betyder langslaget motor, som næsten alle lastbildiesler er.