Κυβισμός Κινητήρα

Ο κυβισμός κινητήρα είναι ο συνολικός όγκος που σαρώνουν όλα τα έμβολα ενός κινητήρα καθώς κινούνται από το κάτω σημείο της διαδρομής τους (κάτω νεκρό σημείο) έως το πάνω (άνω νεκρό σημείο) κατά τη διάρκεια ενός ολόκληρου κύκλου. Αποτελεί έναν από τους παλαιότερους και πιο διαχρονικούς τρόπους περιγραφής του μεγέθους ενός κινητήρα, επειδή αποτυπώνει τη βασική φυσική ικανότητα των κυλίνδρων να αναρροφούν και να καίνε μείγμα αέρα-καυσίμου. Το μέγεθος αναφέρεται συνήθως σε λίτρα στην καθημερινή χρήση — ένας κινητήρας 2,0 λίτρων, για παράδειγμα — ή σε κυβικά εκατοστά (cc) για μικρότερους κινητήρες και μοτοσικλέτες, όπου τα 1.998 cc τυπικά στρογγυλοποιούνται και προωθούνται στην αγορά ως 2,0 λίτρα.

Ο ίδιος ο υπολογισμός είναι απλή γεωμετρία. Ο σαρούμενος όγκος ενός μεμονωμένου κυλίνδρου ισούται με το εμβαδόν της διαμέτρου (π επί το τετράγωνο της ακτίνας) επί τη διαδρομή, δηλαδή την απόσταση που διανύει το έμβολο. Πολλαπλασιάζοντας αυτό το μέγεθος του ενός κυλίνδρου επί τον αριθμό των κυλίνδρων προκύπτει ο συνολικός κυβισμός. Ένας τετρακύλινδρος κινητήρας 2,0 λίτρων σάρωνε επομένως περίπου 500 cc ανά κύλινδρο. Σημαντικό είναι ότι ο κυβισμός μετρά μόνο τον όγκο μέσα στον οποίο κινούνται τα έμβολα· εξαιρεί τον μικρό όγκο διακένου που απομένει πάνω από το έμβολο στο άνω νεκρό σημείο, ο οποίος χρησιμοποιείται αντ' αυτού για τον υπολογισμό του βαθμού συμπίεσης.

Ιστορικά, ο κυβισμός ήταν αξιόπιστη συντομογραφία για την ισχύ και τη ροπή, επειδή, στους ατμοσφαιρικούς κινητήρες που αναπνέουν υπό ατμοσφαιρική πίεση, ένας μεγαλύτερος κύλινδρος απλώς εισήγαγε περισσότερο αέρα και μπορούσε να κάψει περισσότερο καύσιμο ανά διαδρομή. Οι μεγαλύτεροι κινητήρες απέδιδαν περισσότερη ισχύ, με όλα τα άλλα ίδια, και γι' αυτό οι λάτρεις του αυτοκινήτου συνέδεαν από καιρό τους μεγάλους αριθμούς — έναν V8 5,0 λίτρων, έναν εν σειρά εξακύλινδρο 3,0 λίτρων — με τις επιδόσεις. Αυτή η συσχέτιση στήριξε δεκαετίες σχεδιασμού κινητήρων και παραμένει σε γενικές γραμμές αληθής μέσα στην ίδια οικογένεια σχεδιασμού.

Η υπερτροφοδότηση έχει αποδυναμώσει ουσιαστικά αυτόν τον δεσμό. Ένα τούρμπο ή ένας υπερσυμπιεστής σπρώχνει επιπλέον αέρα μέσα στους κυλίνδρους, οπότε ένας κινητήρας μικρού κυβισμού μπορεί να παράγει τη μάζα αέρα, άρα και την ισχύ, ενός πολύ μεγαλύτερου. Οι σύγχρονοι βενζινοκινητήρες τούρμπο 1,5 λίτρου συχνά ισοφαρίζουν την απόδοση παλαιότερων ατμοσφαιρικών μονάδων 2,5 λίτρων, μια τάση γνωστή ως downsizing. Ο κυβισμός μόνος του δεν αποτελεί κατά συνέπεια πλέον αξιόπιστο οδηγό για το πόσο ισχυρός είναι ένας σύγχρονος κινητήρας· η πίεση υπερπλήρωσης και η συνολική κατάσταση ρύθμισης μετρούν εξίσου.

Ο κυβισμός διατηρεί ωστόσο πρακτική και κανονιστική σημασία. Πολλές χώρες βασίζουν την ετήσια φορολογία οχημάτων, τις κατηγορίες ασφάλισης ή τα τέλη ταξινόμησης εν μέρει στον κυβισμό, κάτι που από καιρό ώθησε τους αγοραστές προς μικρότερες μονάδες σε αυτές τις αγορές. Επηρεάζει επίσης την κατανάλωση καυσίμου, την κατηγορία ρύπων και τη φυσική διάταξη κάτω από το καπό.

Ο κυβισμός κατανοείται καλύτερα παράλληλα με συναφείς έννοιες: ο βαθμός συμπίεσης περιγράφει πόσο σφιχτά συμπιέζεται το αναρροφημένο μείγμα, το έμβολο είναι το κινούμενο εξάρτημα που ορίζει τον σαρούμενο όγκο, και η διάκριση μεταξύ ατμοσφαιρικών και υπερτροφοδοτούμενων κινητήρων εξηγεί γιατί δύο μονάδες ίδιου κυβισμού μπορούν να αποδίδουν τόσο διαφορετικά.