総排気量と圧縮比の計算：3級整備士の計算問題を式と例題で解説

公開 2026-11-11

排気量と圧縮比の計算は、3 級ガソリン・エンジンでほぼ毎回のように出る計算問題です。使う式は 3 つだけ。式の意味を図で理解しておけば、数字が変わっても迷いません。

まず言葉をそろえる

言葉	意味
内径（ボア）D	シリンダの直径
行程（ストローク）S	ピストンが上死点から下死点まで動く距離
排気量（行程容積）V_s	ピストンが上死点から下死点まで動いて押しのける体積（1 シリンダ分）
燃焼室容積 V_c	ピストンが上死点にあるとき、ピストンの上に残るすき間の体積
総排気量	1 シリンダの排気量 × シリンダ数

式 1：排気量

1 シリンダの排気量 V_s ＝ π／4 × D² × S
総排気量＝ V_s × シリンダ数

シリンダは円柱なので、「底面の円の面積（π／4 × D²）× 高さ（S）」です。π は 3.14 を使います（選択肢を見て、3.1416 で計算するかを決めます）。

例題 1　内径 80 mm、行程 90 mm の 4 シリンダ・エンジンの総排気量は？
① 単位を cm にする：D ＝ 8 cm、S ＝ 9 cm（cm で計算すると答えが cm³ になる）
② 1 シリンダ：3.14 ÷ 4 × 8 × 8 × 9 ＝ 452.16 cm³
③ 総排気量：452.16 × 4 ＝ 約 1,809 cm³（π＝3.1416 なら 1,809.6 cm³）

単位のわな
mm のまま計算すると mm³ になり、1,000 倍ずれます（1 cm³ ＝ 1,000 mm³）。先に cm に直すのがいちばん安全です。

式 2：圧縮比

圧縮比 ε ＝（V_s ＋ V_c）÷ V_c ＝ 1 ＋ V_s ÷ V_c

ピストンが下死点にあるときのシリンダ全体の体積（V_s＋V_c）が、上死点で V_c まで縮められる、その比です。ここで使う V_s は1 シリンダ分です。総排気量を入れてしまう間違いが多いので注意します。

例題 2　1 シリンダの排気量 450 cm³、燃焼室容積 50 cm³ のときの圧縮比は？
（450 ＋ 50）÷ 50 ＝ 10

式 3：燃焼室容積・排気量の逆算

式 2 を変形すると、次の 2 つが出ます。試験では、この逆算の形もよく出ます。

V_s ＝（ε − 1）× V_c　　　V_c ＝ V_s ÷（ε − 1）

例題 3　燃焼室容積 60 cm³、圧縮比 10 の 4 シリンダ・エンジンの総排気量は？
① 1 シリンダ：（10 − 1）× 60 ＝ 540 cm³
② 総排気量：540 × 4 ＝ 2,160 cm³

例題 4　総排気量 1,800 cm³ の 4 シリンダ、圧縮比 10 のエンジンの燃焼室容積は？
① 1 シリンダ：1,800 ÷ 4 ＝ 450 cm³
② 燃焼室容積：450 ÷（10 − 1）＝ 50 cm³

まちがえやすいポイント

「− 1」を忘れる：逆算で ε をそのまま掛けると、答えが 1 シリンダ分ずれます。
総排気量と 1 シリンダ分を混ぜる：圧縮比の式に入れるのは、いつも 1 シリンダ分です。
半径と直径：π／4 × D² は「直径」を使う式です。半径 r を使うなら π × r² です。

圧縮比が大きいと何が変わる？

圧縮比を大きくすると、熱効率が上がって燃費や出力がよくなりますが、ガソリン・エンジンではノッキング（異常燃焼）が起きやすくなります。ディーゼル・エンジンは、圧縮した空気の熱で燃料に火をつける（自己着火）ため、ガソリン・エンジンより圧縮比が大きく作られています。→ ディーゼルとコモンレール

アプリで確かめる

このアプリの問題演習の「計算問題」は、数値を変えた問題を自動で作るので、同じ形の問題を何度でも練習できます。直列 4 気筒エンジンの 3Dでは、ピストンが上死点と下死点の間を動く様子と、燃焼室のすき間を断面で見られます。

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