엔진의 성능

안녕하세요. 오늘도 공부하는 핫동이입니다. 오늘은 책 자동차 구조 교과서를 통해 엔진의 성능에 대한 내용을 정리해보려고 합니다. 토크, 출력과 같은 개념들을 어떻게 설명하는지 알아보겠습니다. 
 
엔진이 발생시키는 힘은 회전하는 힘입니다. 이와 같이 회전하는 힘을 토크라고 하며, 회전하는 속도는 회전수로 표현합니다. 이 토크와 회전수를 곱한 것이 출력이며, 일정 시간 동안 변환할 수 있는 운동 에너지의 양이라고 할 수 있습니다. 
 

엔진의 토크는 회전수가 적을 때는 작고 회전수가 증가하면 상승하다가, 일정 회전수에서 최대 토크에 이른 뒤 회전수가 그 이상 증가하면 오히려 저하됩니다. 이처럼 토크와 회전수 사이의 관계를 그래프로 그리면 산 모양을 보여줍니다.
 
최근에는 편의성을 높이기 위해 이 그래프가 사다리꼴을 그리는 엔진을 만들고 있다합니다.
토크와 회전수의 곱인 출력도 당연히 일정 회전수에서 최대 출력을 맞이한 뒤 저하됩니다. 연료 소비율(일정 출력을 발휘하는 데 필요한 연료의 양)도 회전수에 따라 변하며, 일반적으로 골짜기 모양이 그래프의 기본 형태가 됩니다.
 
엔진은 회전수 0에서 갑자기 토크를 발생시키며 회전을 시작하는 것이 아니라 어느 정도의 회전수가 뒷받침되어야 의미 있는 토크를 발생시키게 됩니다. 즉 최소한의 회전이 필요한데 이것을 아이들링 이라고 합니다. 
 
실제 자동차 주행에서는 발진할 때 커다란 출력이 필요하지만 바퀴의 회전 속도는 낮아야 합니다. 그리고 이후에 가속할 때에는 커다란 출력을 발휘하면서 바퀴의 회전 속도를 높여 나갈 필요가 있다 설명합니다. 정속 주행 중인 자동차는 주행저항에 대응할 수 있을 만큼의 구동력만 발휘하면 되므로 요구되는 힘이 감소합니다.
 
이와 같이 주행 상황에 따라 바퀴에 필요한 회전수와 토크가 변하는데, 엔진의 회전을 그대로 전달해서는 적절한 회전수나 토크를 얻지 못합니다. 그래서 변속기를 사용하는 것이며, 변속기 없는 자동차는 주행할 수 없다고 말합니다. 
 

---

기본적으로 엔진에 대한 설명이었습니다. 변속기가 있어야하는 이유와 엔진의 토크와  출력이 계속 상승하는 것이 아니라 상승하다가 떨어진다는 내용을 알게된 시간이었습니다. 감사합니다.