강과장이 알려주는 자동차 상식 (토크와 변속)

강과장이 알려주는 자동차 상식 (토크와 변속)

 

자동차의 주행성능은 엔진 회전수와 토크로 측정할 수 있습니다.

엔진 회전수를 바꿔주는 기능을 변속기(미션)가 해줍니다.

 

토크란 타이어 회전축에 걸리는 힘을 말합니다.

자전거로 말하면 페달을 밟는 힘의 세기를 나타냅니다.

 

토크의 단위는 일반적으로 kg.m로 사용하는 경우가 많습니다.

예를 들어 1kg.m이라면 크랭크샤프트로 부터

1m의 거리에 1kg의 힘이 걸린다는 것을 나타냅니다.

 

또한 엔진 회전수와 같이 표시되기도 하는데,

예를 들어 엔진의 최대 토크 값 20kg.m/6000rpm 이라고 했을 경우

엔진이 1분 동안 6000회전을 할 때 크랭크샤프트로부터

1m의 거리에서 20kg의 힘이 걸리고 있다는 것을 의미합니다.

 

엔진 회전수를 올리면 토크는 커지지만 일정 회전수를 넘으면 다시

감소하게 됩니다. 이것은 흡배기의 스피드가 서로 맞지 않거나

회전할 때 기계 저항이 커지거나 해서 큰 힘을 발휘하지 못하기 때문입니다.

 

자동차를 출발시킬 때나 경사가 급한 언덕길을 오를 때는 강한 저항을

극복하기 위해 큰 토크가 필요합니다. 그에 반해 고속으로 주행할 때는

이미 가속이 붙었기 때문에 큰 토크가 필요 없고 그 보다 타이어 회전수를

가능한 올릴 필요가 있습니다. 이와 같이 다양한 상황에 따라

최적의 힘을 이끌어 내기 위해 자동차는 변속기가 엔진 회전수를 변화시킵니다.

 

변속기에 의해 바뀐 엔진 회전수 비율은 변속비라고 합니다.

예를 들면 톱니수가 36개인 기어에서 톱니수 18개인 기어로

힘을 전달하면 회전수는 2배가 되고 토크는 2분의 1이 됩니다.

이 경우의 변속비는 0.5로 나타낼 수 있습니다.

 

반대로 톱니수가 36개인 기어에서는 톱니수가 72개인 기어로

전달할 경우에는 회전수가 2분의 1로 줄지만 2배의 토크를

끌어낼 수 있습니다. 이 경우의 변속비는 2가 됩니다.

 

변속기는 복수의 기어를 조합해 변속비를 몇 단계로 전화할 수 있습니다.

전환 가능한 변속비의 수를 변속단수라고 합니다. 변속단수가 많을수록

엔진의 잠재력을 끌어낼 수 있지만 그만큼 구조는 복잡해지고 비용도

올라갑니다.