맥주 500 cc 생각하시면 대충 부피 나오죠 ^^
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1. 휘발유 기준으로 2000CC, 3000CC 차이가 힘 차이와 기름 소비 차이인가요?
1. 2000cc와 3000cc의 차이
-> 일반적으로는 힘 차이와 기름 소비 차이가 나는 게 맞습니다만, 반드시 그렇지는 않습니다.
정확히 말씀드리자면, 자동차의 CC 즉 배기량은 엔진 실린더 내부의 용적(체적)을 의미합니다.
즉, 한 번에 실린더 내부로 출입할 수 있는 연료+공기량을 말하는 것으로 사람을 치면 폐활량에
비유할 수 있습니다.
같은 효율성을 지녔다고 가정할 때 배기량이 더 높은 엔진이 더 큰 힘을 발휘할 수 밖에 없는 이유이고,
더 많은 연료를 소비할 수 밖에 없는 이유입니다.
하지만 요즘 엔진은 터보 같은 과급기를 붙여 저배기량 엔진도 고배기량 자연흡기 못지 않은
출력을 발휘하고, 고배기량 엔진이라도 효율을 높여 웬만한 저배기량 못지 않은 연비를 발휘합니다.
2. 많이 먹는 기준?
-> 정확하게 데이터로 산출하는 건 어렵지만, 보통 1000cc 이상 배기량 차이가 나게되면
(같은 휘발유차라고 가정할 때)
체감적으로 느끼기에 연비가 떨어진다는 것을 알 수 있습니다.
대개 같은 국산차로 볼 때 1000cc 차이가 나면 연비는 리터당 2~3km 정도 떨어지는 게
일반적입니다.
3. 같은 속도로 정속주행할 때 차이가 있는가
-> 똑같은 속도로 일정하게 달리더라도 힘이 더 좋고 배기량이 높은 차량일수록 RPM을
낮게 쓰고, 그만큼 엔진의 소음과 진동이 줄어듭니다.
2000cc 차로 100km/h 정속주행하면 2000rpm이라면, 3000cc 차로 100km/h 정속주행하면
1800rpm 이하로 주행이 가능합니다.
다만, 엔진 RPM 엔진힘 영향도 있지만 기어비(기어의 각 단수별 허용속도)의 영향력이 더 큽니다.볼 때 1000cc 차이가 나면 연비는 리터당 2~3km 정도 떨어지는 게 달려도 차이가 있나요?




배기량 = 행정체적 x 실린더수(n)
행정체적 = 실린더 단면적 x 행정길이 = 파이 x D제곱 x L / 4
여기서, D = 실린더 직경, L = 행정길이
따라서,
배기량 = (파이 x D제곱 x L / 4) x n
(파이 x r(반지름제곱) x L) x n
r = 실린더직경반지름
총배기량 2000cc 엔진을 설계해 볼까요?
1. 실린더 수 : 일반적으로 4기통이나 6기통으로 결정합니다. (홀수는 진동에 나쁘므로)
여기서는 예제 이므로 토스카 L6처럼 6기통으로 결정해 보겠습니다.
2. 한 실린더의 행정체적 = 총배기량 / 실린더 수 = 2000/6 = 333.33cc
일반적으로 우리나라에서는 이경우 한실린더당 333cc로 합니다. 그경우 총 배기량이 1998cc가 되며, 2000cc
미만으로 세금에 유리하기 때문이죠.
3. 다음으로, 행정길이와 실린더 직경을 정해야 합니다.
3-1) 스퀘어엔진(square engine, 행정과 실린더 직경이 같은 엔진) 으로 설계한다면,
333 = 3.14 x D^3 / 4
D^3 = 333 x 4 / 3.14
D = 7.513774 cm = 75.13774mm. = 75.14mm
실린더 직경 : 75.14 mm, 행정길이 75.14mm
3-2) 요즘 유행하고 있는 long stroke 엔진으로 설계한다면, 행정길이=약 1.17x실린더경
333 = 3.14 x D^2 x 1.17 x D / 4
D^3 = 333 x 4 / (3.14 x 1.17)
D = 7.130656 cm = 71.30565mm. = 71.31mm
행정길이 =71.31x1.17=83.4327mm,
행정길이는 크랭크축 반경의 2배 이므로 짝수로 떨어지는 것이 편하다. 따라서, 83.44 mm로 결정한다.
실린더 직경 : 71.31 mm, 행정길이 = 83.44mm
이 경우 행정체적 = (파이 x D제곱 x L / 4) x n
= (3.14 x 71.31^2 x 83.44 /4 ) x 6 = 1998.29cc
행정길이가 길어져 엔진 높이가 조금 높아지지만, 실린더 직경이 작아 전체 엔진 길이를 줄일 수 있어
전륜구동형 엔진에 많이 채택된다.
3-3) Over square 엔진으로 설계 한다면, 행정길이 = 0.95 x 실린더경
333 = 3.14 x D^2 x 0.95 x D / 4
D^3 = 333 x 4 / (3.14 x 0.95)
D = 7.643347 cm = 76.43347mm. = 76.44mm
행정길이 =76.44 x 0.95 = 72.618mm,
행정길이는 크랭크축 반경의 2배 이므로 짝수로 떨어지는 것이 편하다. 따라서, 72.62 mm로 결정한다.
실린더 직경 : 76.44 mm, 행정길이 = 72.62 mm
이 경우 행정체적 = (파이 x D제곱 x L / 4) x n
= (3.14 x 76.44^2 x72.62 /4 ) x 6 = 1998.566cc
행정길이가 짧아져 엔진 높이가 조금 낮아지지만, 실린더 직경이 커서 전체 엔진 길이가 길어질 있어
후륜구동형 엔진에 많이 채택된다. 과거에는 피스톤의 평균속도가 낮아지므로 고속형 엔진에 적합하다고
생각하여 설계 유행이 되기도 했음.
4기통의 예로 본인이 한번 연습삼아 계산해 보시면 재미 있을 겁니다.
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