圧縮比計算ツールとは?
エンジンの圧縮比(CR)とは、点火前にシリンダー内で混合気がどれだけ圧縮されるかを示す数値です。ピストンが下死点にあるときのシリンダー全容積と、ピストンが上死点にあるときの燃焼室容積(クリアランスボリューム)との比率を表します。圧縮比が高いほど一般に熱効率と出力は向上しますが、その分ノッキングを防ぐために要求オクタン価も高くなります。この計算ツールは、直接測定できる3つの値——ボア・ストローク・燃焼室容積——から圧縮比を算出します。
使い方
シリンダーのボア(シリンダー内径)とストローク(ピストンの移動距離)を、いずれもミリメートル(mm)で入力します。次に燃焼室容積を立方センチメートル(cc)で入力してください。これはピストンが上死点にあるとき、その上に残る燃焼室の容積で、ヘッドガスケット・デッキクリアランス・燃焼室を含みます。計算ツールは、シリンダー1本あたりの行程容積(排気量)と、その結果としての圧縮比を表示します。
計算式の解説
行程容積はシリンダーの体積として求めます:$$V_{disp} = \frac{\pi}{4} \cdot \text{ボア}^{2} \cdot \text{ストローク}$$ボアとストロークをmmで入力すると結果はmm³になるため、1000で割ってcc に換算します。圧縮比は次のように求まります:$$\text{CR} = \frac{V_{disp} + V_{clear}}{V_{clear}}$$
計算例
ボア86 mm、ストローク86 mm、燃焼室容積55 ccの場合:$$V_{disp} = 0.7853982 \times 86^{2} \times 86 = 499{,}481 \text{ mm}^3 \approx 499.48 \text{ cc}$$したがって $$\text{CR} = \frac{499.48 + 55}{55} \approx 10.08 : 1$$ となります。
よくある質問
全シリンダー分を計算していますか?いいえ。算出するのはシリンダー1本あたりの行程容積とCRです。圧縮比はどのシリンダーでも同じなので、総排気量を求めるには行程容積にシリンダー数を掛けてください。
圧縮比を高めるには?燃焼室容積を小さくする(薄いガスケット、面研したヘッド、ドーム型ピストン)か、行程容積を大きくすると圧縮比は上がります。
なぜmm³をccに換算するのですか?燃焼室容積は通常ccで表記されるため、足し合わせる前に行程容積も同じ単位に揃える必要があるからです。