엔진 배기량이란?
엔진 배기량(displacement)은 엔진 내부의 모든 피스톤이 상사점(TDC)에서 하사점(BDC)까지 움직일 때 쓸어 지나가는 부피의 합계를 말합니다. 엔진 크기를 나타내는 가장 대표적인 지표 중 하나로, 보통 시시(cc), 리터(L), 또는 큐빅인치(ci) 단위로 표시합니다. 일반적으로 배기량이 클수록 한 사이클당 더 많은 공기와 연료를 흡입할 수 있어, 그만큼 더 큰 출력을 낼 잠재력이 커집니다.
계산기 사용 방법
세 가지 값만 입력하면 됩니다. 바로 보어(bore)(각 실린더의 지름, mm 단위), 스트로크(stroke)(피스톤이 움직이는 거리, mm 단위), 그리고 실린더 수입니다. 계산기는 총 배기량을 cc로 산출한 뒤 이를 리터와 큐빅인치로 변환해 보여 주며, 실린더 한 개의 행정 부피도 함께 표시합니다.
계산 공식 풀이
각 실린더는 원기둥 모양으로 보고 계산합니다. 실린더 한 개의 부피는 원형 단면적에 스트로크 길이를 곱한 값입니다. 원의 넓이는 \(\pi r^2\)이고, 보어는 지름이므로 반지름 \(r = \text{보어}/2\)가 되어 단면적 \(= (\pi/4)\cdot\text{보어}^2\)이 됩니다. 여기에 스트로크를 곱하면 실린더 한 개의 부피가 나오고, 다시 실린더 수를 곱하면 총 배기량이 됩니다.
$$V = \frac{\pi}{4} \cdot \text{보어}^2 \cdot \text{스트로크} \cdot \text{실린더 수}$$
보어와 스트로크를 mm 단위로 입력하기 때문에 처음 나오는 결과값은 세제곱밀리미터(mm³) 단위이며, 이를 1000으로 나누면 cc 단위가 됩니다.
계산 예시
보어 86mm, 스트로크 86mm인 4기통 엔진(보어와 스트로크가 같은 전형적인 "스퀘어" 엔진)을 예로 들어 보겠습니다. 실린더 한 개 $$= \frac{\pi}{4} \times 86^2 \times 86 = 0.7854 \times 7396 \times 86 \approx 499{,}565 \text{ mm}^3 \approx 499.6 \text{ cc}$$입니다. 4기통이면 약 1998 cc, 즉 대략 2.0리터가 되며, 이는 일반적인 2.0L 엔진의 배기량과 정확히 일치합니다.
자주 묻는 질문
왜 보어는 제곱하는데 스트로크는 제곱하지 않나요? 보어는 지름으로서 원형 단면적을 결정하는데, 이 면적은 지름의 제곱에 비례하기 때문입니다. 반면 스트로크는 단일 직선 거리이므로 그대로 곱합니다.
cc를 리터로 어떻게 변환하나요? cc를 1000으로 나누면 됩니다. 따라서 1998 cc = 1.998 L입니다.
"스퀘어" 엔진이 무엇인가요? 보어와 스트로크가 같은 엔진을 말합니다. 스트로크가 더 길면 "언더스퀘어(장행정)"로 저속 토크에 유리하고, 보어가 더 넓으면 "오버스퀘어(단행정)"로 고회전에 유리합니다.
