Perpindahan mesin adalah ukuran dari volume silinder. Volume silinder di mesin ditemukan menggunakan persamaan di bawah ini.
Mencari perpindahan mesin keseluruhan adalah yang sederhana seperti
mengalikan perpindahan silinder tunggal dengan jumlah silinder dalam
mesin. Jarak antara pusat batang menghubungkan dan pusat crankshaft
dikenal sebagai pin offset dan engkol sama dengan satu-setengah dari stroke.
Wajah piston hanyalah bidang lingkaran dengan diameter sama dengan silinder.
Tekanan Silinder
Tekanan dalam silinder berasal dari campuran bahan bakar
dan udara dibakar. Jika biaya bahan bakar padat dan udara dapat ditarik
ke dalam silinder pada setiap siklus, tekanan silinder tinggi akan
dibuat.
Bertindak tekanan silinder pada daerah wajah piston, sehingga
menghasilkan gaya yang diterapkan ke bawah untuk menghubungkan batang,
yang melekat ke crankshaft.
Momen (Torque)
Hal ini dapat dilihat dari diagram di bawah ini bahwa kombinasi tekanan silinder, piston daerah wajah, dan engkol pin offset menentukan torsi. Meningkatkan salah satu dari ketiga hal ini akan meningkatkan torsi pada crankshaft.
Secara umum, adalah yang paling sederhana untuk meningkatkan torsi output dengan meningkatkan pemindahan mesin. Hal ini lebih sulit dan mahal untuk desain kepala silinder dan komponen
lainnya untuk menciptakan lebih banyak tekanan silinder daripada hanya
membuang piston lebih besar atau crankshaft dengan stroke yang lebih
besar. Frase "Tidak ada pengganti untuk perpindahan" berdasarkan fakta
ini.
Pengaruh Bore dan Stroke pada Torque
Torsi diterapkan dengan crankshaft datang langsung dari produk
tekanan silinder dan perpindahan secara keseluruhan, dan tidak secara
teoritis dipengaruhi oleh dimensi melahirkan dan stroke, seperti
terlihat pada contoh di bawah ini. Kedua silinder menggantikan total
500cc. Yang pertama memiliki boring dan stroke dari 83mm x 92mm,
sehingga undersquare. Silinder kedua memiliki boring dan stroke dari
92mm x 75mm, sehingga oversquare. Setiap silinder memiliki tekanan
arbitrary, P, diterapkan pada piston.
Sedangkan torsi yang dihasilkan oleh silinder ukuran yang berbeda adalah
sama karena perpindahan secara keseluruhan adalah sama, kekuatan tidak.
Silinder oversquare akan memiliki kekuatan lebih diterapkan pada piston
dari silinder undersquare, sedangkan silinder undersquare memiliki
pengaruh lebih pada crankshaft daripada silinder oversquare. Produk dari
gaya dan jarak lengan momen berakhir menjadi sama, yang selalu akan
terus benar ketika perpindahan secara keseluruhan adalah sama untuk
kedua silinder. Kebanyakan mesin piston beberapa silinder, masing-masing
pada tahap yang berbeda dari siklus empat-stroke (4T). Jika dua mesin
dengan nomor yang berbeda dari silinder memiliki perpindahan secara
keseluruhan yang sama dan diberi tekanan silinder yang sama, torsi
rata-rata dibuat untuk setiap dua rotasi crankshaft akan sama.
Sebagai contoh, pada sebuah mesin enam silinder 2.4L, setiap silinder
400cc, yang lebih kecil dari 2.4L empat silinder, di mana setiap
silinder akan 600cc. Setiap individu pada silinder mesin enam silinder
akan membuat torsi 50% kurang dari masing-masing individu
empat-silinder, tetapi torsi yang akan dibuat 50% lebih sering.
Satu-satunya perbedaan antara di atas dua mesin akan menjadi bentuk
kurva torsi ketika diukur terus menerus selama dua revolusi crankshaft.
Empat-silinder akan puncak
torsi jauh lebih tinggi bila setiap kebakaran silinder, tetapi kemudian
jauh lebih rendah jika tidak ada silinder di bagian penting dari siklus
power. Pada mesin enam silinder, puncak dan valley
dengan rata-rata torsi yang sama untuk kedua mesin. Di bawah ini adalah
ilustrasi sangat sederhana dari apa yang pengukuran torsi mungkin
terlihat seperti.
Revving
Revs adalah istilah sehari-hari untuk kecepatan sudut, yang tingkat di
mana sesuatu yang berputar. Dalam referensi ke mesin piston, itu adalah
kecepatan sudut crankshaft. Satuan yang paling umum untuk kecepatan
sudut sehubungan dengan mesin piston adalah putaran per menit atau RPM,
yang mana berasal dari istilah revs. Sebuah kemampuan untuk putaran
mesin pada tingkat yang tinggi ditentukan oleh berbagai faktor. Untuk
satu, bagian yang bergerak harus dapat menahan tekanan operasi kecepatan
tinggi, dan relatif ringan untuk mengurangi tekanan yang mereka
terapkan pada komponen pendukung. Untuk alasan ini, membangun sebuah
mesin yang dapat rev sangat tinggi bisa menjadi mahal karena kebutuhan
komponen yang akan dibuat dari bahan-bahan eksotis dan rewel toleransi.
bagian yang bergerak cepat juga lebih rentan untuk dipakai. Mesin
revving pada 4000RPM akan konstan, dalam teori, suffer dua kali memakai pada periode waktu yang sama seperti mesin revving di 2000rpm saja.
Power output tidak
dipengaruhi oleh jumlah tertentu torsi atau revs, tetapi oleh produk
mereka. Mesin membuat £ 300-ft torsi pada 4000RPM menghasilkan jumlah
yang sama power sebagai mesin membuat £ 400-ft torsi pada 3000RPM
(228hp).
Power
Gaya yang dihasilkan oleh tekanan silinder di muka piston sepanjang
jarak engkol pin offset menciptakan torsi. Kecepatan rotasi (revs)
adalah tingkat produksi torsi, yang merupakan definisi power pada poros
berputar (crankshaft).
Intuitif, bahan bakar lebih banyak dan udara yang dibakar dalam suatu
periode tertentu waktu (revs lebih tinggi), semakin besar kekuatan yang
akan dibuat. Juga, jika campuran bahan bakar dan udara dapat terbakar
lebih efektif (yang mengakibatkan tekanan silinder tinggi), atau jika
kerugian akibat gesekan pada mesin dapat dikurangi, kekuatan yang lebih
akan terjadi. Secara umum, daya mesin meningkat sebagian besar melalui
revs lebih tinggi dan meningkatkan tekanan silinder.
Output
Dalam pers otomotif, biasanya untuk merujuk kepada keluaran yang
spesifik, yang merupakan jumlah daya puncak yang mesin membuat per unit perpindahan. Unit yang paling sering digunakan adalah tenaga kuda per liter
(hp / L), yang merupakan contoh klasik dari sistem metrik dan imperial
head butting. Karena nilai output tertentu mesin tidak memperhitungkan
salah satu sifat lain dari mesin, tidak dapat digunakan untuk secara
akurat menentukan bahan bakar mesin (jarak tempuh), efisiensi bahan
bakar (konsumsi bahan bakar spesifik), berat, keandalan, atau setiap
tindakan lain dari kebesaran mesin. Selain itu, output tertentu hanya
dihitung dengan nilai puncak daya mesin, yang mengabaikan kekuatan
rata-rata mesin produksi di seluruh rentang putaran. Properti mesin
hanya sebagian yang dapat diturunkan dari nilai-nilai output spesifik
adalah kemampuan mesin untuk rev. Ini karena mesin-revving tinggi akan
membuat daya lebih dari jumlah tertentu torsi, yang berbanding lurus
dengan perpindahan mesin. Sebuah mesin rendah-revving tidak selalu lebih
rendah dengan cara apa pun dibandingkan dengan kekuatan yang sama untuk
membuat mesin-revving tinggi. Bahkan, mesin-revving tinggi cenderung
memiliki kekuatan band sempit, jadi sebuah mesin dengan output tertentu
tinggi mungkin memiliki kekuatan band sempit, Lebih jauh lagi, mesin
kecil sering mampu revving lebih tinggi daripada mesin besar, karena
sebagian besar dari bagian yang bergerak secara signifikan lebih kecil
dan karena itu lebih ringan. Akibatnya, sebagian besar mesin kecil
memiliki output tertentu lebih tinggi daripada mesin yang paling besar,
meskipun output daya dan rasio power-to-weight yang lebih rendah dalam
banyak kasus. Paksa induksi secara signifikan dapat meningkatkan output
tertentu, karena tekanan silinder akan jauh lebih tinggi, menghasilkan
daya yang lebih tinggi tanpa perpindahan besar. Adalah mungkin untuk
mencapai output tertentu sangat tinggi dengan meningkatkan tekanan
tinggi dari turbocharger dan superchargers.
