排気量とは?
排気量とは、エンジンのシリンダー内で各ピストンが下死点から上死点まで動くときに掃き出す容積の合計を指します。エンジンの大きさを表すもっとも重要な指標のひとつであり、出力(パワー)やトルクのポテンシャルを示す目安にもなります。一般的にはcc(立方センチメートル)、リットル(L)、または立方インチ(in³)で表記されます。
このツールの使い方
入力する値は3つです。ボア(各シリンダーの内径。単位はミリメートル)、ストローク(ピストンが移動する距離。単位はミリメートル)、そして気筒数です。本ツールは総排気量をcc・リットル・立方インチで表示するほか、1気筒あたりの容積も算出します。これは物理に基づく普遍的な幾何計算なので、国やメーカーを問わず、あらゆるレシプロエンジンに適用できます。
計算式の解説
各シリンダーを、流体で満たされた完全な円柱として扱います。その容積は、ボア(内径)の円の面積にストローク長を掛けたものです。すなわち\(\frac{\pi}{4} \times \text{ボア}^{2} \times \text{ストローク}\)。これに気筒数を掛けると総排気量が求められます。
$$\text{V} = \frac{\pi}{4} \times \text{ボア}^{2} \times \text{ストローク} \times \text{気筒数}$$ボアとストロークをミリメートルで入力するため、計算結果はそのままでは立方ミリメートル(mm³)になります。1,000で割るとccに、16.387064で割ると立方インチに換算できます。
計算例
ボア84mm、ストローク90mmの4気筒エンジンを考えてみましょう。1気筒あたりの容積は
$$\frac{\pi}{4} \times 84^{2} \times 90 = 0.7854 \times 7{,}056 \times 90 \approx 498{,}759\ \text{mm}^3 \approx 498.76\ \text{cc}$$となります。これを4気筒分にすると約1,995 cc、つまり約2.0リットル。一般的な4気筒の乗用車エンジンに相当します。
よくある質問
排気量が大きいほどパワーも大きい? 必ずしもそうではありません。排気量が大きいほど高出力を得やすい傾向はありますが、ターボチャージャーや回転数(RPM)、効率の違いによって、小排気量エンジンが大排気量エンジンを上回ることもあります。
「オーバースクエア」エンジンとは? ボアがストロークより大きいエンジンのことです。一般に高回転型で、逆に「アンダースクエア」(ロングストローク)エンジンは低回転域でのトルクに優れます。
ccをリットルに換算するには? ccを1,000で割ります。たとえば1,995 ccは1.995 L となり、通常は2.0 Lと丸めて表記されます。