엔진성능을 나타내는 것 중 ‘토크’는 무엇일까?

 

토크는 크랭크샤프트에 걸리는 ‘회전력’을 나타내는 수치이다.

자동차에서 엔진스펙을 볼 때 신경이 쓰이는 부분이 최고출력과 토크값이다.

요번에는 엔진자체의 강력함을 체감할 수 있는 스펙이라 알려져 있는 ‘토크’에 대해서 알아보자.

 

예전에는 kgf･m(킬로그램 힘 미터)가 쓰였고 현재는 N･m(뉴턴미터)가 쓰이는 것이 토크 항목이다. 각각의 단위를 환산해보면 다음과 같은 수치가 나온다.

1kgf･m＝9.8067N･m.

N･m를 예전 단위인 1kgf･m로 이해하려면 대략 10분의 1로 계산하면 된다.

하지만 둘 다 토크를 표시함에 있어서 중량의 단위인 kgf와 N(뉴턴)에 m(미터)를 곱하고 있다. 토크라는 것은 ‘무게 X 길이’로 유도된다. 예를 들어 1N･m라는 것은, 1미터 길이의 막대기 한쪽을 축으로 다른 한 쪽에 1뉴턴의 힘을 가했을 때 축에 걸리는 회전력이라고 받아 드릴 수 있다. 쉽게 말해 한쪽 축에 1미터 길이의 막대를 직각으로 달고 그 끝에 1키로짜리 추를 달았을 때 축에 전달되는 회전력이 1kgf･m이다.

엔진의 제원에서 알 수 있는 토크는 크랭크샤프트축에서 발생시킨 회전력을 말한다. 그리고 기본적으로 엔진을 테스트할 때는 토크와 회전수를 계측한다. 또한 출력이라고 하는 것은, 토크와 회전수를 곱한것에 다시 계수(係數) 처리한 것이된다.

즉, 최고출력이란 엔진의 레브리밋(최고 회전수)을 확보할 수 있으면 높일 수 있는 경향이 있다. 반대로 말하면 가령 토크감이 없는 엔진이더라도 회전값을 올리면 스펙상으로는 출력을 높일 수 있다는 것이다. 그렇기 때문에 엔진의 세기를 알려면 최대 토크의 수치가 중요하다고 하는 것이다.

또한 카타로그에 실려있는 수치는 라디에이터와 머플러 등을 장착한 상태에서 엔진 테스트를 계측한 토크이다. 물론 풀악셀을 밟은 상태이고, 터보차라면 부스트가 최대로 걸린 상태라 할 수 있다. 그렇기 때문에 스로틀을 반도 쓰지 않는 시내주행에서는 같은 회전수라도 카타로그와 같은 토크가 나온다고는 말 할 수 없다.

가령 6000알피엠에서 30㎏f·m가 나오는 차가 있다고 치자. 6000rpm을 초로 바꾸면 1초에100번 회전하는 것이 된다. 그러면 토크 30㎏f·m에 회전수 100을 곱하면 3000㎏f·m/s이다. 여기에 바퀴가 한 바퀴도는 거리인 2π를 곱하면 18850㎏f·m/s이니, 여기에 1마력인 75㎏f·m/s로 나누면 251마력이라는 값이 산출된다.

자동차에서 토크와 마력이 크면 클수록 느껴지는 힘은 좋아진다. 토크는 자전거를 탈 때 패달을 얼마나 힘껏 밟냐와 비슷해서 힘이 크다면 언덕이건 뭐건 팍팍 잘 나가게 된다. 하지만 마력과 토크가 커지면 그에 비례해 연비도 나빠지며 특히 최대회전 영역 상태에서의 최대출력은 일반적인 시내주행에서는 거의 무의미하다 하겠다.

 

요약:

자동차의 토크는 엔진이 생성하는 회전력을 의미합니다. 더 정확하게는, 토크는 엔진이 발생시키는 힘의 회전력을 나타내는 물리적인 양으로, 일반적으로 토크는 회전력을 발생시키는 데 필요한 힘의 양으로 표현됩니다.

자동차의 토크는 엔진의 크기, 디자인, 구조, 그리고 엔진의 회전 속도에 따라 달라집니다. 엔진의 토크는 토크 곡선으로 나타내어지며, 일반적으로 토크는 엔진이 발생시키는 힘이 큰 속도에서는 높고 작은 속도에서는 낮아지는 경향이 있습니다.

자동차의 토크는 주행 성능과 연비에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나입니다. 토크가 큰 엔진은 가속력이 높고 바람 등의 저항이 있는 상황에서 강력한 주행력을 제공할 수 있으며, 이는 주행의 안정성과 편의성을 향상시킵니다. 반면에 토크가 작은 엔진은 연비를 향상시킬 수 있지만 가속력이나 주행력 면에서는 상대적으로 떨어질 수 있습니다.

따라서 자동차를 선택할 때 토크는 중요한 고려 요소 중 하나이며, 운전 스타일과 운전 환경에 맞는 적절한 토크 특성을 고려하는 것이 중요합니다.