계산기 04 / 엔진
엔진 배기량 계산기
배기량은 실린더 1개의 행정 체적에 실린더 수를 곱한 값이므로, 엔진 명칭보다 보어와 스트로크가 더 중요합니다. 보어, 스트로크, 실린더 수로부터 입방인치(CID), 리터, cc 배기량을 구하세요 — 가솔린이든 디젤이든, 어떤 배열이든 상관없습니다.
이 계산기의 작동 방식
단위는 자동으로 설정됩니다 — 영어가 아닌 페이지에서는 미터법이, 기기 언어가 지원 언어 중 하나로 설정되어 있어도 미터법이 적용되며, 그 외에는 미국식 단위가 기본값입니다. 양식 위의 전환 버튼을 누르면 값이 자동으로 변환됩니다. 언어를 변경하면 다시 수동으로 전환하지 않는 한 해당 언어의 기본값으로 재설정됩니다.
이는 가솔린과 디젤 엔진 모두에 사용되는 표준 배기 부피 공식입니다 — 각 실린더는 단순한 원기둥으로 취급되며(π/4 × 보어²는 단면적, 여기에 스트로크 길이를 곱해 부피를 구함), 모든 실린더에 대해 합산됩니다. 실린더당 기하학적 계산은 실린더 배열 방식과 무관하므로 직렬, V형, 수평대향형 및 기타 모든 배열에 적용됩니다.
계산 예시: 쉐보레 350 스몰블록
계산기의 기본값은 실제 엔진입니다. 보어 4.000 인치, 행정 3.480 인치의 V8입니다.
- 실린더 단면적 = (π ÷ 4) × 4.000² = 0.785398 × 16 = 12.566 in²
- 실린더 1개 = 12.566 × 3.480 = 43.73 in³
- 8기통 = 43.73 × 8 = 349.8 in³
- 리터 환산 = 349.8 × 0.0163871 = 5.73 L
- cc 환산 = 349.8 × 16.3871 = 5,733 cc
엠블럼에는 350이라고 적혀 있지만 기하학적 계산은 349.8을 내놓습니다. 둘 다 틀린 것은 아닙니다. 제조사는 배기량을 상품성 있는 숫자로 반올림하며, 자신에게 유리한 방향으로 반올림합니다. 같은 엔진의 5.7 L 표기는 5.73에서 반대 방향으로 반올림한 것입니다.
직접 검증해 볼 수 있는 엔진들의 보어와 행정
모든 행은 제원표에서 옮겨 적은 것이 아니라 위 공식으로 다시 계산한 값입니다. 어느 행이든 계산기에 입력하면 같은 숫자가 나옵니다. 계산값과 공표값의 차이는 오차가 아니라 반올림입니다.
| 엔진 | 보어 | 행정 | 기통 | 계산값 | 공표값 |
|---|---|---|---|---|---|
| 포드 302 / 5.0 윈저 | 4.000" | 3.000" | 8 | 301.6 in³ | 302 CID / 5.0 L |
| 쉐보레 350 스몰블록 | 4.000" | 3.480" | 8 | 349.8 in³ | 350 CID / 5.7 L |
| 포드 351 윈저 | 4.000" | 3.500" | 8 | 351.9 in³ | 351 CID / 5.8 L |
| 쉐보레 383 스트로커 | 4.030" | 3.750" | 8 | 382.7 in³ | 383 CID |
| 쉐보레 454 빅블록 | 4.250" | 4.000" | 8 | 454.0 in³ | 454 CID / 7.4 L |
| GM 듀라맥스 LB7 | 4.055" | 3.897" | 8 | 402.6 in³ | 6.6 L |
| 포드 파워스트로크 6.7 | 3.900" | 4.250" | 8 | 406.2 in³ | 6.7 L |
| 커민스 5.9 B 시리즈 | 4.020" | 4.720" | 6 | 359.4 in³ | 5.9 L |
| 커민스 6.7 ISB | 4.210" | 4.880" | 6 | 407.6 in³ | 6.7 L |
실린더 배열은 공식에 전혀 들어가지 않습니다. 보어와 행정이 같은 직렬 6기통과 V6는 배기량이 정확히 같습니다. 각 실린더를 따로 계산해 기통 수만큼 곱하기 때문입니다. 계산기가 엔진 형식이 아니라 기통 수를 묻는 이유가 그것입니다.
보어/행정 비율이 알려주는 것
배기량이 같아도 성격은 전혀 다를 수 있습니다. 보어를 행정으로 나누어 1.00보다 크면 숏스트로크, 작으면 롱스트로크입니다. 배기량을 구한 뒤 이 두 숫자가 알려주는 가장 유용한 정보입니다.
| 형태 | 보어 ÷ 행정 | 특성 | 대표적인 예 |
|---|---|---|---|
| 강한 숏스트로크 | > 1.20 | 고회전이 수월하고 최고 출력이 높은 rpm에서 나옴 | 고성능 가솔린 — 포드 302는 1.33 |
| 약한 숏스트로크 | 1.05 – 1.20 | 넓고 범용적인 출력 대역 | 대부분의 가솔린 V8 — 쉐보레 350은 1.15 |
| 스퀘어 | ≈ 1.00 | 균형 잡힌 절충 | 쉐보레 454는 1.06 |
| 롱스트로크 | < 1.00 | 저회전 토크가 강하고 최고 회전수는 낮음 | 디젤 — 커민스 5.9는 0.85 |
배기량이 거의 같은데도 5.9 L 커민스와 5.7 L 가솔린 V8을 비교할 수 없는 이유가 여기 있습니다. 행정이 길면 크랭크축에 걸리는 지렛대가 길어지고 회전당 피스톤 이동 거리가 늘어납니다. 디젤이 원하는 절충이고, 고회전 가솔린 엔진이 원하지 않는 절충입니다.
보링이 실제로 늘려주는 배기량
공식에서 보어는 제곱으로 들어가므로, 블록을 보링하면 숫자에서 짐작하는 것보다 배기량이 빠르게 늘어납니다. 재생 엔진이 더 이상 엠블럼과 맞지 않는 이유도 이것입니다. 아래는 모두 350 블록(행정 3.480인치, 8기통)을 점점 크게 보링한 경우입니다.
| 오버사이즈 | 보어 | 배기량 | 증가분 |
|---|---|---|---|
| 표준 | 4.000" | 349.85 in³ | — |
| +0.030" | 4.030" | 355.12 in³ | +5.27 in³ |
| +0.040" | 4.040" | 356.88 in³ | +7.03 in³ |
| +0.060" | 4.060" | 360.42 in³ | +10.57 in³ |
| +0.125" | 4.125" | 372.05 in³ | +22.21 in³ |
행정은 단순히 곱해질 뿐이므로 선형으로 늘어납니다. 같은 블록의 행정을 3.480에서 3.750 인치로 늘리고 보어는 표준으로 두면 377.0 in³이 됩니다. 둘 다 하면 — 보어 4.030 인치, 행정 3.750 인치 — 382.7 in³이 되고, 이것이 흔히 383이라 부르는 엔진입니다. 특정 블록을 어디까지 안전하게 보링할 수 있는지는 표가 아니라 블록을 앞에 둔 엔진 기술자가 답할 문제입니다.
배기량 단위 환산
| 단위 | 변환 대상 | 곱할 값 |
|---|---|---|
| 세제곱인치 (in³ / CID) | 세제곱센티미터 (cc) | 16.387064 |
| 세제곱인치 (in³ / CID) | 리터 (L) | 0.016387064 |
| 리터 (L) | 세제곱인치 (in³) | 61.0237 |
| 세제곱센티미터 (cc) | 리터 (L) | 0.001 |
| 밀리미터 (보어/행정) | 인치 | 0.0393701 |
cc와 밀리리터는 같은 부피이므로 5,733 cc와 5.733 L은 같은 수를 두 번 적은 것입니다. 미터법으로 설계된 엔진의 보어와 행정은 대개 정수 밀리미터이며, 그래서 세제곱인치로 환산하면 딱 떨어지는 숫자가 거의 나오지 않습니다.
이럴 때 틀립니다
- 보어를 반지름으로 입력하는 경우. 보어는 실린더의 전체 지름입니다. 실수로 절반을 넣으면 보어가 제곱으로 들어가므로 결과가 4분의 1이 됩니다. 가장 흔한 실수이며, 결과가 워낙 크게 틀리기 때문에 대개 바로 눈에 띕니다.
- 보어를 반올림하는 경우. 제곱으로 들어가므로 보어의 오차는 결과에서 대략 두 배가 됩니다. 4.030 대신 4.03은 무해하지만, 4.030 대신 4.0을 넣으면 5 in³을 잃습니다.
- 측정하지 않고 엠블럼을 믿는 경우. 0.030 인치 보링된 「350」은 355입니다. 피스톤을 주문하거나 경기 클래스를 신고할 때 기준은 엠블럼이 아니라 블록입니다.
- 공표된 리터 수치를 정확한 값으로 받아들이는 경우. 5.7 L, 6.6 L, 6.7 L은 각각 5.73, 6.60, 6.65를 마케팅용으로 반올림한 것입니다.
- 배기량으로 출력을 예상하는 경우. 배기량은 공기 펌프의 크기를 정할 뿐입니다. 압축비, 밸브 타이밍, 헤드 유량, 연료 공급, 과급은 배기량을 1세제곱인치도 바꾸지 않고 출력을 바꿉니다.
- 입력 도중 단위를 섞는 경우. 보어는 밀리미터, 행정은 인치로 넣으면 그럴듯해 보이지만 의미 없는 숫자가 나옵니다. 한 칸만 손으로 환산하지 말고 단위 전환 버튼을 쓰십시오.
이 수치의 출처
배기량은 기하학이며 계산은 정확합니다. 다만 출력은 알려주지 않습니다. 출력은 유도하는 값이 아니라 공표된 시험 표준에 따라 측정하는 값입니다.
- SAE International — 출력·토크 수치를 측정하는 기준인 J1349 등 시험 표준을 발행합니다.
- EPA Vehicles and Engines — 엔진 계열의 공식 수치가 등록되는 배출가스 인증 자료.
계산된 배기량이 공장 사양과 약간 다른 이유는 무엇인가요?
제조사가 공개하는 배기량은 때때로 반올림되며, 실제 보어/스트로크는 공칭 사양에서 몇 천분의 1 정도 차이가 날 수 있습니다 — 작은 측정 차이가 제곱된 보어 항으로 인해 증폭됩니다.
디젤 엔진에도 적용되나요?
네 — 배기량은 순수한 실린더 기하학이며 연료 종류나 점화 방식과 무관하게 동일하게 적용됩니다.
엔진을 보링했습니다. 어떤 보어를 입력해야 하나요?
출고 시가 아니라 현재 값입니다. 0.030 인치 보링한 350 블록은 보어가 4.030 인치이고 배기량은 355 in³이며, 그것이 눈앞에 있는 실제 엔진입니다. 엠블럼은 이미 존재하지 않는 부품을 설명하고 있을 뿐입니다.
직렬·V형·수평대향 같은 배열이 결과를 바꾸나요?
아닙니다. 각 실린더를 따로 계산해 기통 수만큼 곱하므로 보어와 행정이 같은 직렬 6기통과 V6는 배기량이 같습니다. 배열은 밸런스, 패키징, 점화 순서에 영향을 주며 그중 어느 것도 부피가 아닙니다.
왜 행정보다 보어가 더 크게 작용하나요?
보어는 제곱으로 들어가고 행정은 그렇지 않기 때문입니다. 보어를 1 % 키우면 배기량은 약 2 % 늘고, 행정을 1 % 키우면 1 % 늘어납니다. 보어를 잘못 입력하면 크게 틀리고 행정을 잘못 입력하면 조금 틀리는 이유이기도 합니다.
입력한 보어와 스트로크를 기반으로 한 참고용 추정치일 뿐입니다. 정확한 결과를 위해 정밀한 측정값을 사용하세요 — 공식에서 보어가 제곱되기 때문에 보어나 스트로크의 작은 반올림도 결과에 큰 영향을 줍니다.