결론은 중량과 최고속은 관계가 있지만 크지 않다
마력과 최고속은 아주 관계가 깊다.
마력다음으로 관계가 깊은건 저항(공기저항이 젤크지요)이다

같은 최고속을 갖을때 중량이 적으면 저항에 의해 감속이 잘돼는 반면 가속이
그만큼 힘들다.

로터스가 직발에서 약하다는건 편견같구요. 물론 5~6000cc하는 슈퍼카급과는
상대도 안되지만 고만고만한 차들중에는 그다지 딸리지 않습니다. 다만 재가속은
힘드니까 공도의 직발에선 좀 힘들죠. 서킷은 재가속없이 쭉 가는 경우엔 고마력
차량에게 밀리지 않습니다.

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여기계신분들이야 모두 최고속엔 이미 질리셨겠지만

자동차의 최고속은 차량 성능 측정에 가장 좋은방법중에 하나이지요.

다이노를 측정하는것과 비슷하다고 봅니다.



최고속을 결정짓는 요소



1. 구름저항(Rolling Resistance) : 회전체가 마찰을 일으켜 생기는 저항입니다. 자동차는 바퀴가 굴러가기 때문에 구름저항이

발생합니다. 이저항값은 속도와는 무관하며 차량무게와 타이어마찰과 관련이 있습니다.



Rolling resistance (lbs) = vehicle weight (lbs) x 0.012 to 0.015 (타이어크기와종류에 따라 다릅니다. 대략 0.013이라고 봄)



구름저항은 최고속을 이야기할때는 큰 변수가 되지는 않습니다. 왜냐하면 속도가 증가할수록 구름저항보다는 공기저항이

훨씬 큰 영향을 미치기 때문입니다. 즉 차량 무게는 최고속에는 큰 영향을 끼치지 않는것이지요.



2. 공기저항(Air Resistance) : 말그대로 공기의 저항입니다. 공기 저항계수(Cd)와 접촉면적(fA)로 이루어집니다.



Air resistance (lbs) = fA x Cd x 0.00256 x speed squared (speed in mph)



공기저항계수는 대부분 차량 제원에 나와있지요. 접촉면적은 정면에서 봤을때 단면적입니다.



위 두가지가 자동차가 나가는데 저항을 주는 요소입니다.

그렇다면 이 저항을 뚫고 나갈 수 있는 힘은....



Power (bhp) = Total drag x mph / 375 로 나타낼수 있습니다.



두 저항을 각각 나눠본다면

Power to overcome rolling resistance = weight x 0.013 x mph / 375

Power to overcome air drag = fA x Cd x 0.00256 x mph cubed / 375



이고 합치면



Power (bhp) = (weight x 0.013 x mph + fA x Cd x 0.00256 x mph cubed)/375

입니다.



위 값은 순수 휠마력으로 실제 엔진(플라이휠)마력은 휠마력에 약 13~20%를 높이 보시면 됩니다.



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여기서 잠깐...자신의 차의 구름저항과 공기저항을 구하는 방법입니다.

GPS계측기가 있으면 쉽고 정확하게 기록할 수 있으나...없는 분들은 시계와 속도계로 구하시면 됩니다.



- 우선 평평하고 바람이 덜 부는 긴 구간을 찾으세요. 차량이 없을때 하셔야합니다.

- 70km/h 이상으로 속도를 올린후 중립기어를 놓으세요

- 70km/h 을 0초로 하여 매 10초마다 속도를 체크합니다.

- 여러번하면 할 수록 좋습니다.

- 왕복 도로라면 왕복하면서 재면 더 좋습니다(실제로 평평하지 않을수 있으므로)





필요한 팩터



Fd   is the force on the vehicle due to air resistance (drag) in Newtons
Frr  is the force on the vehicle due to rolling resistance in Newtons
F    is the total force on the vehicle in Newtons
V    is the vehicle velocity in m/s
a    is the vehicle acceleration in m/s^2
A    is vehicle frontal area in m^2
M    is vehicle mass including occupants in kg
rho  is the density of air which is 1.22 kg/m^3 at sea level
g    is the gravitational acceleration constant which is 9.81 m/s^2
Cd   is the vehicle's drag coefficient we want to determine
Crr  is the vehicle's coefficient of rolling resistance we want to determine


*우리가 알고있거나 측정해야할 팩터는 굵은 표시입니다. 시간에 따른 속도체크로 a(가속도,감속도)를 계산

하는것이 기본적인 측정입니다. A(frontal area)는 정면에서 사진을 찍어 면적을 재면 되고, M(차량+운전자무게)도

대략 알수 있습니다. rho는 공기밀도로 해수면 정상기압일때 1.22kg/m^3 입니다.



이 값들을 알아내어 다음 공식에 대입하면


공식


Fd = -Cd*A*0.5*rho*V^2 (formula for force due to air resistance or drag)

Frr = -Crr*M*g (formula for force due to rolling resistance)

F = Fd + Frr (total force is the sum of Fd and Frr) F = M*a (Newton's second law)

a    = -(Cd*A*0.5*rho*V^2)/M - Crr*g



Cd와 Crr에 대한 2원2차 방정식이 나옵니다. 실험값이므로 방정식의 값이 정확하게 떨어지지

않으므로 여러 방정식을 풀어 평균값을 구하시면 됩니다.

물론 차량의 제원을 정확하게 안다면 이런 수고를 하지 않으셔도 됩니다.

하지만 외관튜닝(에어로파츠)을 하셨거나 타이어 인치업을 하셨거나....하시려고 계획하시는 분들은

측정해 보시면 도움이 됩니다.

에어로 파츠 전/후 값을 비교하시면 좋은 비교가 될것 같습니다.

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제차 lotus elise R 의 최고속은 240km/h 입니다(여러번 시도해서 평균적으로나온 값,237~243km/h)

무게는 운전자와 옵션,잡다구리 포함 약 2000lbs(900kg)입니다.

Cd 계수는 레퍼런스마다 다른데 0.36 ~ 0.4 정도(평규치로 0.38사용)라고 합니다.

fA 면적은 17 ft^2 (1.6 m^2) 입니다

구름저항은 모르므로 평규치인 약 0.013 으로 했습니다.



구름저항에 따른 필요 파워 = 2000 * 0.013 * 240 / 1.6 / 375 = 10.4 bph

공기저항에 따른 필요 파워 = 17 * 0.38 * 0.00256 * 240^3 / 1.6^3 / 375 = 148.8 bph

둘을 합하면 159.2 bph 입니다.



후륜구동이므로 휠마력변환 loss가 17% 라고 보면 159.2 / 0.83 = 191.8 bph 가 나옵니다.

제원상 192bph이므로 거의 정확하게 떨어지는 것을 알수 있습니다.

순정 elise 의 다이노는 대략 159~163이므로 이것과도 거의 비슷한 결과가 나옵니다.

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최고속으로 최대마력을 구하는것은 100% 정확하지는 않습니다.

환경적인 여러변수가 있기도 하고 힘을 100% 발휘할 수 있는 기어비(순정상태라면 아마도 제대로 설계되었겠지만)가

아닐수도 있습니다.



GPS 계측기가 있다면 다이노 그래프도 만들수 있습니다.

5단(6단변속기의경우) 또는 4단(5단변속기의경우)에 고정하고(기어비가 1에 가까운것으로 재는것이 좋음)

각단의 최저->최고속까지 풀악셀한후에 위 공식에 대입하면 마력이 나오고

마력과 RPM(속도와 기어비,타이어지름을 알면 나옵니다)으로 토크를 계산할 수 있습니다.