F1のV10の時代、一般車ではありえない2万回転近くまで回るエンジンが珍しくなかった。 これは、V型10気筒エンジンが極めて短いストロークとワイドボアであったからこそ可能なことであった。 Engineering ExplainedのJason Fenske氏は、排気量が変わらなくても、エンジンの寸法を変えるだけでパワーアップできることを説明するビデオを公開しています。
エンジンのボアは各シリンダーの直径で、ストロークはピストンがシリンダー内を移動する距離です。 基本的に、エンジンの最大出力は、何回転できるかによって決まる。 回転数が高ければ高いほど、パワーストロークの数が多ければ多いほど、全体として大きなパワーを生み出すことができる。 だから、最もパワフルなエンジンは、回転数も高いというのは理にかなっている。 ストロークが短いピストンは、1回のサイクルでそれほど遠くまで移動する必要がないため、ストロークが長く内径が小さいエンジンと比べて、同じ時間でより多くの距離を移動することができる。 つまり、回転数が上がるということだ。 同様に、ボアが大きいとバルブも大きくなり、より多くの空気を取り込み、押し出すことができるようになる。 そして、より多くの空気を取り込むことは、より大きなパワーを意味します。
これは逆方向にも作用する。 例えば、パワーよりも効率を重視するとしよう。 そうすると、最適なエンジンは、ボアが小さく、ストロークの長いものになる。 なぜか？ それは、パワーの式よりも少し複雑なのだが、表面積が関係しているのだ。 基本的には、シリンダーが燃焼するときの表面積が大きいほど、熱として失われるエネルギーは少なくなり、結果として効率的なサイクルになるのです。
以上、簡単な説明でしたが、いかがでしたか？ ボアとストロークについて知りたい方は、上のFenskeのビデオをご覧ください。
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