В поршневом двигателе отверстие (или диаметр цилиндра ) представляет собой диаметр каждого цилиндра .
Рабочий объем двигателя рассчитывается на основе диаметра цилиндра, длины хода поршня и количества цилиндров: [1]
смещение = π ( 1/2 × диаметр цилиндра) 2 × ход поршня × n цилиндровКоэффициент хода , определяемый путем деления диаметра цилиндра на ход поршня, традиционно указывал, был ли двигатель разработан для мощности при высоких оборотах двигателя ( об/мин ) или крутящего момента при более низких оборотах двигателя. [2] [3] Термин «диаметр цилиндра» может также применяться к диаметру цилиндра локомотива или поршням парового двигателя .
Термин «отверстие» также применяется к цилиндру паровоза или паровой машины .
Шаг отверстия — это расстояние между осевой линией отверстия цилиндра и осевой линией следующего отверстия цилиндра, смежного с ним в двигателе внутреннего сгорания . Его также называют «средней шириной цилиндра», «расстоянием между отверстиями», «расстоянием между центрами отверстий» и «расстоянием между цилиндрами».
Шаг отверстия всегда больше внутреннего диаметра цилиндра (диаметра отверстия и поршня), поскольку он включает толщину стенок обоих цилиндров и любого разделяющего их водного канала. Это один из первых размеров, необходимых при разработке нового двигателя, поскольку он ограничивает максимальный размер цилиндра (и, следовательно, косвенно, максимальный рабочий объем) и определяет длину двигателя (L4, 6, 8) или этого ряда цилиндров (V6, V8 и т. д.).
Кроме того, коренные подшипники должны располагаться между отдельными цилиндрами (L4 с 5 коренными подшипниками или L6 с 7 коренными подшипниками — только одна шатунная шейка между коренными подшипниками) или между соседними парами цилиндров (L4 с 3 коренными подшипниками, L6 или V6 с 4 коренными подшипниками или V8 с 5 коренными подшипниками — две шатунные шейки между коренными подшипниками).
В некоторых старых двигателях (таких как рядный шестицилиндровый двигатель Chevrolet Gen-2 " Stovebolt ", рядный шестицилиндровый двигатель GMC , рядный восьмицилиндровый двигатель Buick и задняя пара цилиндров Chrysler "Slant 6" ) шаг цилиндров дополнительно увеличен, чтобы между коренными подшипниками в блоке было больше материала. Например, в L6 первая пара (#1 и 2), центральная пара (#3 и 4) и задняя пара (#5 и 6) цилиндров, которые совместно используют пару коренных подшипников, имеют меньший шаг, чем между #2 и 3 и #4 и 5, которые "перекрывают" коренной подшипник.
Поскольку начальные расходы на литье блока двигателя очень высоки, это является сильным стимулом для сохранения этого размера как можно дольше, чтобы окупить стоимость оснастки для большого количества двигателей. Если и когда двигатель будет дополнительно усовершенствован, модифицирован или увеличен, шаг отверстия может быть единственным размером, сохраненным от его предшественника. Диаметр отверстия часто увеличивается до предела минимальной толщины стенки, канал для воды устраняется между каждой парой соседних цилиндров, высота палубы увеличивается для размещения более длинного хода и т. д., но в целом, если шаг отверстия одинаков, двигатели связаны.
В качестве примера развития можно привести двигатель Chrysler 277" polyspheric V8, впервые представленный в 1956 году, который к 1959 году постепенно увеличивался в размерах по диаметру цилиндра и ходу поршня до 326", затем в 1964 году был радикально переделан в обычные «клиновые» камеры сгорания, затем снова модифицирован для установки коромысел на шпильках и, наконец, претерпел еще большую переделку, став современным 5,7-литровым двигателем Hemi. Все эти двигатели сохраняют исходное расстояние между цилиндрами в 4,460", установленное в 1956 году.
«Гибрид» — это термин, который обычно используется для обозначения двигателя, модифицированного для повышения производительности путем адаптации головки цилиндра от другого (иногда совершенно другого) двигателя марки, размера, модели или типа. Примечание: использование более поздней головки того же «семейства» двигателей не является настоящим гибридом, а всего лишь модернизацией.
В некоторых случаях две головки от двигателя-донора (исходного) соединяются встык, чтобы соответствовать количеству цилиндров в исследуемом двигателе (например, при использовании трех цилиндров каждой из двух головок V8 на рядном шестицилиндровом двигателе Chevrolet).
Идентичный или очень похожий шаг отверстий делает это возможным или (почти) невозможным.