氣缸工作容積的計算公式如何得出

氣缸工作容積常見的計算公式有已知活塞直徑\(D\)和活塞行程\(L\)時，\(V = \frac{\pi}{4}×D2×L\)；已知活塞半徑\(r\)和活塞行程\(L\)時，\(V = \pi×r2×L\)；已知活塞面積\(A\)和活塞行程\(L\)時，\(V = A×L\) 。這是因為氣缸工作容積本質是活塞在行程內與汽缸內的空氣容積總和。活塞行程是其從頂死點到底死點的位移距離，活塞直徑、半徑或面積代表活塞截面大小，由此便可得出上述公式來衡量一次氣缸工作周期內的空氣容積。

當已知活塞直徑\(D\)時，活塞的橫截面積可看作是一個圓形的面積。圓的面積公式為\(S=\pi×(\frac{D}{2})2\)，也就是\(S = \frac{\pi}{4}×D2\) 。而氣缸工作容積就是活塞橫截面積與活塞行程\(L\)的乘積，所以就得到了\(V = \frac{\pi}{4}×D2×L\)這個公式。

若已知活塞半徑\(r\) ，根據圓的面積公式\(S = \pi×r2\)，再乘以活塞行程\(L\)，自然就推導出了\(V = \pi×r2×L\)這一計算公式。

要是已知活塞面積\(A\) ，此時計算氣缸工作容積就更為直接，直接將活塞面積\(A\)與活塞行程\(L\)相乘，即\(V = A×L\)。

此外，還有一種計算方式，公式為\(Vc = \frac{Swept volume + Clearance volume}{Compression ratio}\) 。其中\(Swept volume\)為活塞行程中占據的容積，也就是活塞行程長度\(L\)乘以活塞面積\(A\) ；\(Clearance volume\)是氣缸中未被活塞占據的空氣容積；\(Compression ratio\)為發動機的壓縮比。這種計算方式從發動機的整體結構和工作原理出發，綜合考慮了多個因素。

總之，氣缸工作容積的計算公式是基于氣缸的結構特點、活塞的運動方式以及發動機的工作原理等多方面因素推導而來的，不同的公式適用于不同的已知條件，在實際應用中，我們要根據所掌握的參數信息，選擇合適的公式進行準確計算。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯網）