Что такое рабочий объём двигателя?
Рабочий объём двигателя — это суммарный объём, который описывают все поршни в цилиндрах при движении от верхней мёртвой точки до нижней. Это одна из ключевых характеристик «размера» мотора, и измеряют её обычно в кубических сантиметрах (см³), литрах (л) или кубических дюймах (куб. дюймы). Чем больше рабочий объём, тем больше топливовоздушной смеси двигатель способен втянуть за один цикл, а это, как правило, означает более высокий потенциал по мощности.
Как пользоваться калькулятором
Введите три значения: диаметр цилиндра (диаметр одного цилиндра в миллиметрах), ход поршня (расстояние, которое проходит поршень, в миллиметрах) и число цилиндров. Калькулятор посчитает общий рабочий объём в см³, переведёт его в литры и кубические дюймы, а также покажет объём одного цилиндра.
Разбираем формулу
Каждый цилиндр рассматривается как геометрический цилиндр. Его объём равен площади кругового сечения, умноженной на ход поршня. Площадь круга равна \(\pi r^{2}\), а поскольку диаметр цилиндра — это диаметр, то \(r = \text{диаметр}/2\), и площадь получается \((\pi/4)\cdot\text{диаметр}^{2}\). Умножив на ход поршня, получаем объём одного цилиндра, а умножив на число цилиндров — полный рабочий объём:
$$V = \frac{\pi}{4} \cdot \text{диаметр}^{2} \cdot \text{ход поршня} \cdot \text{число цилиндров}$$
Так как диаметр и ход поршня вводятся в миллиметрах, исходный результат получается в кубических миллиметрах — его делят на 1000, чтобы получить см³.
Пример расчёта
Возьмём четырёхцилиндровый двигатель с диаметром цилиндра 86 мм и ходом поршня 86 мм (классический «квадратный» мотор). Один цилиндр $$= \frac{\pi}{4} \times 86^{2} \times 86 = 0{,}7854 \times 7396 \times 86 \approx 499\,565 \text{ мм}^{3} \approx 499{,}6 \text{ см}^{3}.$$ Четыре цилиндра ≈ 1998 см³, то есть примерно 2,0 литра — именно столько и составляет типичный 2,0-литровый двигатель.
Частые вопросы
Почему диаметр возводится в квадрат, а ход поршня — нет? Диаметр задаёт площадь круга (которая растёт пропорционально квадрату диаметра), а ход поршня — это одно линейное расстояние.
Как перевести см³ в литры? Разделите см³ на 1000. Например, 1998 см³ = 1,998 л.
Что такое «квадратный» двигатель? Это мотор, у которого диаметр цилиндра равен ходу поршня. Если ход больше диаметра — двигатель «длинноходный» (хорошая тяга на низах); если диаметр больше хода — «короткоходный» (любит высокие обороты).
