배기량

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1. 개요
2. 엔진 배기량의 정의 및 계산
- 2.1. 일반적인 왕복 피스톤 엔진
- 2.2. 특수한 엔진
3. 법규 및 세금
- 3.1. 대한민국
- 3.2. 다른 국가
4. 자동차 모델명
5. 오토바이
참조

1. 개요

배기량은 엔진의 실린더 내에서 피스톤이 움직이는 공간의 총 부피를 의미하며, 주로 자동차 및 오토바이의 성능과 세금 부과 기준에 사용된다. 배기량은 행정 길이, 실린더 단면적, 실린더 수를 곱하여 계산하며, 특수한 엔진의 경우 다른 공식을 적용하기도 한다. 여러 국가에서 배기량에 따라 차량 관련 세금이 부과되며, 이는 자동차 제조사들이 고회전 엔진이나 터보차저를 통해 출력을 높이는 방향으로 기술 개발을 유도하는 요인으로 작용한다. 자동차 모델명에 배기량이 사용되기도 하며, 특히 과거 머슬카에서 흔히 사용되었으나, 최근에는 엔진 다운사이징과 친환경차의 등장으로 그 빈도가 줄어들었다.

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배기량
기본 정보
정의	엔진의 피스톤이 움직이는 공간의 총 부피
측정 단위	리터 (L) 세제곱센티미터 (cc) 세제곱인치 (cid 또는 cu in)
계산 방법	피스톤 단면적 × 행정 거리 × 실린더 수
피스톤 단면적 계산	(실린더 내경/2)² × π
세부 정보
영향 요소	연소실의 부피 피스톤의 행정 거리 실린더의 내경 (보어)
용도	엔진의 성능을 나타내는 지표 자동차, 오토바이, 선박, 항공기 등 다양한 엔진에 적용
중요성	엔진 크기 및 성능에 직접적인 영향 연료 소비량과 밀접한 관련
기타
관련 용어	압축비 연소실 피스톤 실린더 보어 스트로크

2. 엔진 배기량의 정의 및 계산

엔진 배기량은 엔진 성능을 나타내는 중요한 지표 중 하나로, 실린더 내에서 피스톤이 움직이며 밀어내는 혼합기(공기와 연료의 혼합물)의 총 부피를 의미한다.

일반적인 왕복 피스톤 엔진의 배기량은 행정 길이, 실린더의 원형 면적, 그리고 엔진 전체의 실린더 수를 곱하여 계산한다.^[2] 로터리 엔진이나 혼다 NR 오토바이에 사용되는 타원형 피스톤 엔진과 같이 일반적이지 않은 엔진 유형에는 이 공식을 그대로 적용하기 어렵기 때문에, 제조사나 규제 기관에서 별도의 공식을 사용하여 배기량을 계산한다.

2. 1. 일반적인 왕복 피스톤 엔진

일반적인 왕복 피스톤 엔진의 총 배기량은 피스톤의 이동 거리(행정 길이), 실린더의 원형 면적, 그리고 엔진 전체의 실린더 수를 곱하여 계산한다.^[2]

공식은 다음과 같다.

: 배기량 = 행정 길이 × π × (보어/2)² × 실린더 수

엔진의 실린더 내에서 피스톤이 상하하는 범위의 부피를 행정 용적이라고 하며, 이 값과 실린더(기통) 수의 곱이 총배기량이 된다. 내경(보어)을 d(mm), 행정(스트로크, 피스톤이 움직이는 거리)을 S(mm), 기통 수를 N이라고 할 경우, 엔진의 총배기량 D는 다음 식으로 나타낼 수 있다.

: D = (d²πSN)/4000 (cc 표기)

: D = (d²πSN)/4000000 (L 표기)

예를 들어 혼다 CB1300 슈퍼 포어 (SC54)의 경우, 내경 78.0mm, 행정 67.2mm, 4기통이므로(π를 3.14로 하여 계산) 다음과 같다.

: D = (78.0 × 78.0 × 3.14 × 67.2 × 4)/4000 = 1283.772672 cc

다음과 같이 구할 수도 있다.

: D = 내경의 반지름 (cm) × 내경의 반지름 (cm) × 3.14 × 행정 (cm) × 기통 수

: D = 3.9 cm × 3.9 cm × 3.14 × 6.72 cm × 4 = 1283.772672 cc

내경의 지름에서 총배기량을 구하는 경우, 지름의 2분의 1을 2번 곱하는 것이므로, 원주율 3.14를 미리 4분의 1로 한 값 "0.785"를 사용하여 계산할 수 있다.

: D = 0.785 × 내경의 지름 (cm) × 내경의 지름 (cm) × 행정 (cm) × 기통 수

완켈 방식이나 혼다 NR 오토바이에 사용되는 타원형 피스톤과 같이 일반적이지 않은 엔진 유형에 이 공식을 적용하면 엔진을 비교할 때 오해의 소지가 있는 결과를 초래할 수 있다. 제조업체와 규제 기관은 다양한 엔진 유형에 대한 비교적 명목 배기량을 결정하기 위해 전문 공식을 개발하고 사용할 수 있다.

2. 2. 특수한 엔진

일반적인 왕복 피스톤 엔진의 전체 배기량은 피스톤의 이동 거리(행정 길이), 실린더의 원형 면적, 그리고 엔진 전체의 실린더 수를 곱하여 계산한다.^[2]

공식은 다음과 같다.

:

\text{배기량} = \text{행정 길이} \times \pi \left(\frac{\text{보어}}{2}\right)^2 \times \text{실린더 수}

완켈 방식이나 혼다 NR 오토바이에 사용되는 타원형 피스톤과 같이 일반적이지 않은 엔진 유형에 이 공식을 적용하면 엔진을 비교할 때 오해의 소지가 있는 결과를 초래할 수 있다. 제조업체와 규제 기관은 다양한 엔진 유형에 대한 비교적 명목 배기량을 결정하기 위해 전문 공식을 개발하고 사용할 수 있다.

3. 법규 및 세금

여러 국가에서 교통 당국은 엔진 배기량에 비례하여 도로 차량에 부과하는 수수료 및 세금을 책정한다. 이러한 방식을 채택한 국가의 자동차 제조업체들은 배기량을 늘리는 대신 고회전 엔진 또는 터보차징을 통해 출력을 높이려고 노력한다.^[3]

엔진 배기량을 기준으로 도로세를 부과하는 국가
국가	내용
유럽 일부 국가	1.0리터 이상 엔진에 대해 하나의 요금이, 약 1.6리터 수준에 대해 다른 요금이 부과된다.
영국	2001년 3월 1일 이후 등록된 차량은 배기가스 배출량을 기준으로 세금이 부과되지만, 그 이전에 등록된 차량은 엔진 배기량을 기준으로 세금이 부과된다. 1549cm³ 미만의 차량은 더 낮은 세율이 적용된다.^[3]
일본	엔진 배기량이 차량 크기 등급과 차량 도로세 비용을 결정하는 요소 중 하나이다.
프랑스 및 일부 EU 국가	50cc 미만 배기량의 모페드를 최소 자격으로 운전할 수 있다. 이로 인해 모든 경량 오토바이의 배기량이 약 49.9cm³가 되었다.
미국의 많은 지역, 캐나다(퀘벡 제외), 오스트레일리아, 뉴질랜드	도로세가 엔진 배기량을 기준으로 부과되지 않는다. 그러나 엔진 배기량은 저출력 스쿠터 또는 모페드에서 차량 운전에 면허가 필요한지 여부를 결정하는 데 자주 사용된다. 일반적인 기준은 50cc이다.

왕켈 엔진은 주어진 배기량에 대해 더 높은 출력을 낼 수 있다. 따라서 일반적으로 명시된 실제 배기량의 1.5배로 세금이 부과된다(1.3리터는 2.0리터, 2.0리터는 3.0리터가 된다).

3. 1. 대한민국

대한민국에서는 자동차의 법규상 구분, 차량의 카테고리 명칭, 자동차의 모델명 등에 배기량이 사용된다. 하지만, 대한민국에 대한 직접적인 언급은 없으므로, 이 문단에서는 배기량이 사용되는 일반적인 경우를 설명하고, 다른 국가들의 사례를 통해 간접적으로 대한민국의 상황을 유추할 수 있도록 한다.

엔진의 배기량은 자동차를 구분하거나, 일부 도로에서 주행 가능한 차량을 제한하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 이탈리아의 고속도로 아우토스트라다에서는 주행 가능한 차량을 150cc 이상으로 제한하고 있으며, 일본도 마찬가지이다.^[1]

세계적으로 "리터카"나 "리터 바이크"(1000cc), 일본에서는 "나나한"(750cc)과 같이, 같은 배기량의 차량이 상업적으로 동일 카테고리로 취급되는 경우가 있다.^[1] "리터카"는 유럽과 미국에서 1000cc로 법규상 구분하는 국가가 많은 것이 영향을 미쳤으며, "나나한"은 일본에서 1976년부터 1980년대에 걸쳐 오토바이 제조사 업계의 자체 규제에 의해 750cc가 일본 국내 최대 배기량으로 정해졌던 것에서 탄생한 상품 카테고리 명칭이다. 이 자체 규제는 폐지되었지만, 현재도 그 명칭이 남아 있다.^[1]

배기량은 자동차 모델명으로 사용되는 경우가 있다. 예를 들어, BMW의 1961년 발표된 "(BMW) 1500"은 배기량이 1500cc인 모델이며, 1963년-1968년의 "(BMW) 1800"은 배기량이 1800cc인 모델이다.^[1] 후지중공업의 1958년 스바루 360도 배기량이 그대로 모델명이 되었다.^[1]

배기량의 숫자를 따서 끝의 0을 제거하여 모델명으로 사용하는 경우도 있다. 미국의 옛 머슬카에서 이러한 명명법이 자주 사용되었다. 예를 들어, 포드의 머스탱 Boss 시리즈에서는 "302"나 "429", 쉐보레의 Chevelle SS 시리즈에서는 "396"이나 "454"로 명명되었다.^[1] 최근 모델에서는 토요타의 Lexus LS 400은 배기량이 3,968cc이다.^[1]

3. 2. 다른 국가

여러 국가에서 교통 당국은 엔진 배기량에 비례하여 도로 차량에 부과하는 수수료 및 세금을 책정한다. 이러한 방식을 채택한 국가의 자동차 제조업체들은 배기량을 늘리는 대신 고회전 엔진 또는 터보차징을 통해 출력을 높이려고 노력한다.

엔진 배기량을 기준으로 도로세를 부과하는 국가의 예는 다음과 같다.

일부 유럽 국가에서는 1.0리터 이상 엔진에 대해 하나의 요금이, 약 1.6리터 수준에 대해 다른 요금이 부과된다.
영국에서는 2001년 3월 1일 이후 등록된 차량은 배기가스 배출량을 기준으로 세금이 부과되지만, 그 이전에 등록된 차량은 엔진 배기량을 기준으로 세금이 부과된다. 1549cm³ 미만의 차량은 더 낮은 세율이 적용된다.^[3]
일본에서는 엔진 배기량이 차량 크기 등급과 차량 도로세 비용을 결정하는 요소 중 하나이다.
프랑스와 일부 다른 EU 국가에서는 50cc 미만 배기량의 모페드를 최소 자격으로 운전할 수 있다. 이로 인해 모든 경량 오토바이의 배기량이 약 49.9cm³가 되었다.
미국의 많은 지역, 캐나다(퀘벡 제외)^[4], 호주, 뉴질랜드에서는 도로세가 엔진 배기량을 기준으로 부과되지 않는다. 그러나 엔진 배기량은 저출력 스쿠터 또는 모페드에서 차량 운전에 면허가 필요한지 여부를 결정하는 데 자주 사용된다. 일반적인 기준은 50cc이다.

왕켈 엔진은 주어진 배기량에 대해 더 높은 출력을 낼 수 있어, 일반적으로 명시된 실제 배기량의 1.5배로 세금이 부과된다.
자동차의 법규상 구분엔진 배기량을 기준으로 자동차를 구분하거나, 일부 도로에서 주행 가능한 차량을 제한하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 일본 도로교통법상 오토바이는 배기량에 따라 원동기붙이자전거(50cc 이하), 소형자동이륜차(125cc 이하), 보통자동이륜차(400cc 이하), 대형자동이륜차(400cc 이상)로 구분된다. 이탈리아의 고속도로 아우토스트라다에서는 주행 가능한 차량을 150cc 이상으로 제한하며, 일본도 마찬가지이다.
차량의 카테고리 명칭세계적으로 "리터카", "리터 바이크"(1000cc), 일본에서는 "나나한"(750cc)과 같이, 같은 배기량의 것이 상업상 동일 카테고리로 취급되는 경우가 있다.
자동차의 모델명배기량은 자동차의 모델명으로 사용되는 경우가 있다. 예를 들어, BMW의 "(BMW) 1500"은 배기량이 1500cc인 모델이다. 스바루 360도 배기량이 그대로 모델명이 되었다. 배기량의 개수를 취하고 더욱 말미의 0을 제거하여 모델명으로 사용하는 경우도 있다.

4. 자동차 모델명

역사적으로 많은 자동차 모델명에 배기량이 포함되었다. 예를 들어 1923년부터 1930년까지 생산된 캐딜락 시리즈 353 (5.8L 엔진 탑재)과 1963년부터 1968년까지 생산된 BMW 1800 (1.8L 엔진), 그리고 3968cc 엔진을 탑재한 렉서스 LS 400 등이 있다. 이는 특히 포드 머스탱 보스 302와 429, 후기 GT 5L, 플리머스 로드러너 383, 쉐보레 쉐벨 SS 396과 454 등 미국산 머슬카에서 흔했다.

하지만 2010년 이후 다운사이징과 하이브리드/전기 동력계열의 추세로 인해 엔진 배기량을 기반으로 하는 모델명이 훨씬 줄어들었다.

배기량은 자동차의 모델명으로 사용되는 경우가 있다. 예를 들어 BMW의 1961년 발표의 "(BMW) 1500"은 배기량이 1500cc인 모델, 1963년-1968년의 "(BMW) 1800"은 배기량이 1800cc인 모델이다. 후지중공업의 1958년 스바루 360도 배기량이 그대로 모델명이 되었다.^[3]

배기량의 개수를 취하고 더욱 말미의 0을 제거하여 모델명으로 사용하는 경우도 있다. 미국의 옛 머슬카에서 이 명명법이 자주 사용되었다. 예를 들어 포드의 머스탱 Boss 시리즈에서는 "302"나 "429", 쉐보레의 Chevelle SS 시리즈에서는 "396"이나 "454"로 명명되었다. 최근 모델에서는 토요타의 Lexus LS 400은 배기량이 3968cc이다.^[3]

5. 오토바이

일본에서는 도로교통법상 오토바이를 배기량에 따라 원동기붙이자전거(50cc 이하), 소형자동이륜차(125cc 이하), 보통자동이륜차(400cc 이하), 대형자동이륜차(400cc 이상)로 구분하고 있다. 이탈리아의 고속도로 아우토스트ラー다에서는 주행 가능한 차량을 150cc 이상으로 제한하며, 일본도 마찬가지이다.

세계적으로 "리터카" "리터 바이크"(1000 cc), 일본에서는 "나나한"(750 cc)과 같이, 같은 배기량의 오토바이가 상업적으로 동일 카테고리로 취급되는 경우가 있다.^[1] "리터카"는 유럽과 미국에서 1000 cc로 법규상 구분하는 국가가 많은 것이 영향을 미쳤으며, "나나한"은 1976년부터 1980년대에 걸쳐 일본 오토바이 제조사 업계의 자체 규제로 인해 750 cc가 일본 내 최대 배기량이었던 것에서 탄생한 상품 카테고리 명칭이다.^[1] 이 자체 규제는 현재 폐지되었지만, 그 명칭은 여전히 남아있다.^[1]

참조

_[1] 웹사이트 Piston Engine Displacement https://www.engineer[...] 2021-08-18
_[2] 웹사이트 Math for Automotives - Displacement of a Piston https://www.avc.edu/[...] Antelope Valley College 2021-08-18
_[3] 웹사이트 The Cost of Vehicle Tax for Cars, Motorcycles, Light Goods Vehicles and Trade Licences. https://web.archive.[...] 2006-06-16
_[4] 웹사이트 Additional Registration Fee for Large Cylinder Capacity Vehicles https://saaq.gouv.qc[...] 2018-03-12

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