Q & A
1. 맵에 따라 다른데 임정열님 말씀처럼 1500rpm 이상에선 연료 하나도 안 들어갑니다.
엔진브레이크는 스로틀 닫힐 시 항상 걸립니다. 기어 때문에 그 토크가 크게 느껴지느냐 작게 느껴지느냐의 차이죠.
2. 가솔린 : 스로틀 개도율에 따라 다르구요, 둘다 풀악셀인데 그 rpm이 유지되는 상황이라면 비슷합니다. (그리고 조만간 엔진 털립니다)
디젤 : 밟는만큼 뿌립니다. 근데 요즘 디젤은 스로틀 달려있더라구요 ㄷㄷ
연료에 관계없이 3000rpm을 유지하는 상태라면 부하에 따라 다르겠죠. 같은차에 같은 길을 주행한다면 1단이 덜 들겠죠. 왜냐면!!1 1단 3000rpm은 7m/s인데 6단 3000rpm은 35m/s니까요.
3. rpm은 회전수지 에어컨은 토크를 잡아먹습니다. 회전수를 잡아먹는게 아니죠. 쉬운 예로 5000rpm에서 엔진 브레이크를 걸수도 있고 (-토크) 중립에서 rpm만 유지할수도 있고 (0토크) 정속 유지할수도 있고, (+토크. 각종저항상쇄) 가속할수도 있습니다 (++토크 저항상쇄하고 남아도는 힘이 운동에너지로 전환)
4. 헷갈릴 게 없습니다. 엔진은 마력 모릅니다. 토크만 만듭니다.
그 토크를 한 화전당 축을 비트는 힘이 얼마냐를 측정하는데, 힘이 약해도 회전이 많으면 단위시간당 할 수 있는 일의 양이 늘어나겠죠. 힘이 강한데 천천히 돌면,,, 선박 디젤엔진같은 경우 120rpm(일백이십)에서 8만마력이 나오죠.
그 일의 양을 인간이 이용해먹으려고 측정한 게 마력입니다. 마력의 단위를 잘 보시면 이런 질문도 안하실텐데. 마력은 마력이 아니라 m-kg/min 입니다. m-kg 단위는 제가 미터법을 안써서 모르겠는데 단위는 그냥 통일만 되면 되니 일단, 33,000ft-lb/min이 1마력입니다. 마력이 애초에 미터법이 아니라 피트법이니까요. 잠깐 설명을 해 보자면, 1분에 총 합쳐서 3만3천 풋파운드 (미터킬로랑 같습니다. 단위만 좀 다름) 내야 하는데, 1,000r/min이면 한 회전당 33ft-lb만 내면 되죠. 오일 팬 드레인볼트 조임토크가 저정도입니다. 저 정도 힘으로 1,000r/min만 돌면 되니 별로 강하지 않죠 1마력이란. 또 다른 접근으로, 500r/min으로 같은 마력을 내고싶다 하면 토크를 두배로 내야겠죠. 단위 맞추기 편하시라고 rpm을 r/min 으로 썼습니다.
자 그럼
ㄱ. 높은 토크는 가속에 유리하다. 맞습니다. 토크는 일 함수의 도함수니까요. 도함수값이 크면 일 함수의 변화량이 급격하단거고 변화량은 m/s/s니까 토크가 세면 m-kg/s * 60도 당연히 금방 빨라지죠.
ㄴ. 높은 마력이 최고속에 유리하다. 최고속을 내려면 각종 저항을 뚫고 가속이 되어야 하는데 그 저항을 깨는건 토크가 아니라 일의 양이니(남는 마력을 운동에너지로 전환시킬 능력) 이건 마력수에 따라 달라집니다. 왜냐면 토크가 아무리 세도 회전수가 느리면 속도가 안 날거고, 그걸 회전수 올리자고 변속기에 1:2로 물리면 회전은 두배로 빨라지지만 토크는 반으로 감소하니 결국 엔진이 할 수 있는 일의 양은 같죠. 그러나. 여기서 주의할건, 마력이 똑같이 100이라면, 도함수인 토크가 높은 차가 100마력 최대치에 빨리 도달합니다. ㄱ 참조.
ㄷ. 제로백이고 개뿔이고 토크 높은 차가 무조건 빠르다. ㄱ 참조.
단. 최대 토크가 반짝 하는게 아니라 높은 토크가 전 rpm영역대에서 유지되어야겠죠?
마력을 헷갈려하시지 말고, 토크x단위시간 = 힘x시간 = 일 이라고 이해하시면 됩니다.
차 팔때 마력 얘기하는 이유는 토크 하면 응? 하지만 마력 하면 말 몇마리가 끈다 해서 쉽게 인식이 되니까요.
미국에 무슨 프로 레이서가 그랬습니다. 마력은 차를 팔고 토크는 경주를 이긴다고.
그리고 자동차 토크는 전기모터처럼 일정하게 나오는것도 아니고, 이 세상 모든것이 그렇듯이 최적의 포인트가 있고, 봐줄만한 최적의 범위가 있고, 서서히 이상적인 공기흐름을 벗어나는 rpm에서는 토크가 점점 떨어집니다. 그래서 rpm이 너무 낮으면 차가 털털거리는거고, 그래서 디젤을 5,000rpm까지 돌려도 별로 안나가는겁니다.
그리고 자동차는 엔진에 바퀴가 물린게 아닙니다. 변속기가 있어서 다른거 다 같고 엔진미션만 다르다고 했을때 엔진 파워가 100kgm max 2000rpm 인 차나 20kgm max 10,000rpm 인 차나 변속기 기어비만 맞춰주면 똑같이 나갑니다. (이론상)
제대로 이해하셨나 퀴즈.
토크가 0rpm부터 10,000rpm까지 30에서 수평으로 유지되는 차의 마력 그래프는 어떻게 생겼을까요?
힌트 : 토크 그래프는 마력그래프의 도함수입니다.
그리고 자동차 할때 마력이나 rpm, km/h보단 kW, rps, m/s가 편합니다.
보너스. 마력 구할때 토크 x rps x 3/4 하거든요. 왜냐면 1마력이 미터법으로 환산하면 대충 0.7457kW이기 때문입니다.
보너스2. 마력이 너무 익숙해서 영미 측량법인 horsepower가 아니라 ps라고 프랑스에서 마력비슷하게 만들어서 미터법에 있는 단위도 있습니다. 한국에선 미터법이니 hp가 아닌 ps를 쓰죠. 그래서 미국에선 425hp인 차가 한국 가선 431마력이 되기도 합니다 ps는 불어로 cv라고 합니다. 프랑스차 제조사 홈페이지 참고.
써놓고보니 정신없네요;; 이사중이라.. 제가 쓴거중에 상반되는 말은 없으니 여러번 읽으시면 이해 되실겁니다 ;;;;;;;;;; 조잡하여 죄송합니다.
가장 쉽게 그리고 살짝 극단적으로 생각하자면 가속력이든 최고속도든 마력만 높으면 장땡이고 토크는 마력을 만들어내기 위한 도구 라고 생각하면 됩니다
마력과 토크의 상관관계를 식으로 표현하면 아래처럼 됩니다
hp = torque(kg.m) X RPM /727.4
위의 식을 생각해보면 왜 사람들이 토크 높은 디젤차가 힘이좋다 실용영역에서 잘 나간다고 말하는지 알 수 있습니다
일반적인 2리터 디젤이 2000rpm정도에서 30kg토크이상이 나오는데 이때의 출력이 80마력이 넘지요
가솔린 2리터같은경우 보통20토크니까 3000rpm쯤에서 20토크를 발휘해준다고 가정하에 3000rpm까지 돌려야 디젤과 같은 출력을 낼수가 있겠지요

일정 회전수로 돌던 엔진에 부하를 걸면 회전수가 떨어집니다.
그럼 다시 원래 회전수를 유지하려면 연료를 더 넣어야 하겠죠.
3단 6000을 기준으로 6000을 유지하면서 항속을하는것과 더 밟아서 6000을넘어 레드존을 치는것이 엔진에서 나오는 출력이 달라진다는것의 반증이죠. 저도 기계공학계열 전공하고있는 공학도지만... 아시다싶이 다이나믹스는 일차원적인개념이 아니죠... 서로 종속관계가 너무 많기때문에 케이스4처럼 단정지어서 논하는것은 굉장한 무리수이지않나 싶습니다. 일반적인 차들에서 종감속으로써 추월가속시의 데이타만 놓구봤을때 오히려 쇼트한 기어레이쇼가 가속에 걸리는시간에 마이너스로 작용될수도있습니다... 이런걸 nv ratio라하는데 엔진자체가 가지는 토크밴드에 맞게 기어비를 설정하는것이 가장 최우선입니다. 다만 그것도 정도가있어 토크가 왕창높아버려서 휠토크 80정도되면... 기어비에 관계없이 그냥 3단이건4단이건 대소동이한 가속력을 보이더라구요... 오히려 3단 풀가속이 기록상 더 나쁠여지도 있구요..

case1 - fuel cut상태라고하며 엔진브레이크, 관성의 힘으로 연료소모 없이 갑니다. 다만 통상적으로 알펨 1400~1500이하부터 연료 소모합니다.
case2 - 아마도 1단 3천이 절대적인 연료량은 더 적을 거에요.
case3 - 확실히 에어컨을키면 알피엠이 그대로인 것 같은데 사실 저항이 더 걸려서 연료 분사를 더 해줘서 알피엠을 유지하는 겁니다. 컴프레서 저항이걸리니 연비도 떨어지고 출력도 떨어지겠죠~ 연료량에 따른 출력 질문은 이야기가 너무 길어져서..
case4 - 쉽게 이야기해서.. 디젤차들은 토크가 높죠!? 하지만 알피엠을 가솔린차처럼 6천~7천가량 띄우질 못합니다. 알피엠이 낮으면 그만큼 회전하는(지속적으로 힘을 가해주는)수가 적고 가솔린 엔진처럼 알피엠이 높으면 똑같은 시간에 디젤보단 약한힘으로 자주 힘을 가해준다고 생각하시면... 이런 이유로 디젤차가 토크가 높아도 양산차 순정 상태에선 디젤이 가솔린보다 빠르지 않은 경우가 많습니다.. 디젤차 알펨이 3천이고 가솔린차 알펨이 6천이라고하면 디젤차는 1분당 3천번 일하고 가솔린차는 6천번 일한다는 개념으로 생각하시면..