나는 당신이 토크 (TQ)와 마력 (HP)을 혼란스럽게 여기고 있다고 생각합니다. HP는 TQ를 기반으로 한 수학적 계산입니다. 달성하려는 목표에 따라 회전 속도를 높이거나 낮추어 HP 숫자를 도출 할 수 있습니다. 차량 중량은 어느 쪽에도 영향을 미치지 않습니다. 설명에서 언급했듯이 TQ 출력 (바퀴에서)은 타이어 크기, 변속기 기어링, 액슬 비율 및 마찰 손실에 크게 영향을받습니다. TQ 출력은 이것들의 영향을 받기 때문에 HP도 마찬가지입니다.
HP가 무엇인지 알아 내려면 다음 방정식을 사용하십시오.
P=TW
어디에:
우리가 차량에 대해 이야기하고 있기 때문에 HP로 가기 위해 몇 가지 사항을 수정해야합니다. 다른 단위를 사용하거나 속도가 라디안이 아닌 단위 시간당 회전 수 인 경우 변환 계수가 포함되어야합니다. 토크가 파운드 - 발 단위 일 때, 회전 속도는 rpm이고 마력의 힘이 필요하면 방정식이 다음과 같이 바뀝니다.
HP=(TQ x RPM)/5252
어디에:
- HP = 마력
- TQ = 토크
- RPM = 분당 회전 수 (또는 엔진 속도)
- 5252는 피트 파운드 (ft lbs) 단위로 변환 할 수있는 상수입니다.
방정식에 숫자를 넣고 HP가 다른 요소의 영향을받는 방법을 알아 보겠습니다. 이 예제에서는 다음을 사용합니다.
TQ = 300
RPM = 3000
HP = (300 x 3000) / 5252
HP = (900000) / 5252
HP = 171.36 @ 3000 RPM
RPM을 높이면 어떻게됩니까?
TQ = 300
RPM = 5000
HP = (300 x 5000) / 5252
HP = (1500000) / 5252
HP = 285.61 @ 5000 RPM
이것은 토크 값이 같은 수준 (300 ft lbs)을 유지했다고 가정하지만 HP는 100HP 이상 증가했습니다. HP는 시간 경과에 따른 작업의 척도임을 기억하십시오. 작품은 TQ이며 시간은 RPM입니다. 엔진의 속도를 높이면 수행되는 작업도 증가합니다. 반대로 주어진 RPM 범위에서 TQ를 증가 시키면 그에 상응하는 HP가 증가합니다.
TQ = 400
RPM = 3000
HP = (400 x 3000) / 5252
HP = (1200000) / 5252
HP = 228.48 @ 3000 RPM
그림에서 알 수 있듯이 주어진 속도에서 TQ가 증가하면 HP도 증가하므로 작업량도 증가하지만 속도는 동일합니다.
5252의 상수로 인해 TQ 및 HP 출력의 그래프를 보면 5252 RPM에서 두 개가 같음을 알 수 있습니다. 엔진의 HP / TQ 출력을 묘사하는 그래프가 보이면 하지 마라 이 시점에서 교차하면 가짜 차트라는 것을 알 수 있습니다 (생각보다 자주 발생합니다).
위에 언급 한 것처럼 토크는 어떻게 영향을 줍니까? 엔진을 스탠드에 놓고 엔진 동력계에 연결하면 출력을 1 : 1로 측정하게됩니다. 엔진이 내놓는 것은 당신이 얻는 것입니다. 여기에 기계적 또는 수학적 기법이 없습니다. 그러나 차량을 롤러 또는 섀시 동력계에 올려 놓으면 결과에 영향을 미치는 많은 요인이 있습니다. 첫 번째 수식어는 전송입니다.
자동차에 도입 된 최근 트랜스미션은 Tremec에서 생산 한 T-56 Magnum입니다. 이 변속기의 기어비는 다음과 같습니다.
1st gear - 2.66:1
2nd gear - 1.78:1
3rd gear - 1.30:1
4th gear - 1.00:1
5th gear - 0.80:1
6th gear - 0.63:1
변속기의 목적은 기계적 이점을 이용하여 차량에 더 많은 TQ 출력을 제공하는 것입니다. 트랜스미션의 뒤쪽에서 TQ 출력을 측정한다면 엔진에서 나오는 입력 TQ를 가져 와서 첫 번째 기어의 기어 비율로 곱하면됩니다. 그것이 작동하는 방법, 당신이 샤프트의 속도를 곱하면, 당신은 토크 출력을 줄일 수 있습니다. 그 반대도 마찬가지입니다. 첫 번째 기어의 경우 엔진 속도 (입력)가 3000 RPM이고 TQ가 300 ft-lbs 인 경우 출력이 ~ 1128 RPM으로 수정되고 TQ가 798 ft-lbs로 상승했습니다. 이것은 베어링, 부싱, 씰 (seal)로부터의 드래그로 인해 발생하는 마찰 손실에 대한 수정이있는 일반화 된 것임을 기억하십시오. 트 러니 유체를 실제로 밀어 내면 어느 정도까지 베어링과 부싱, 그래도 완전히 다른 역동 성).
다음 변경자는 리어 디퍼렌셜입니다. 3.50 : 1의 리어 디퍼렌셜 비율을 사용합시다 (이것은 실제 세계 비율이 아니며, 일을 더 쉽게하기 위해 숫자를 사용하는 것입니다). 1128RPM 및 798ft-lbs의 출력은 이제 각각 ~ 322RPM 및 2793ft-lbs가됩니다. 이 모든 것들은 클러치가 종사하고 완전히 쥐고있는 것처럼 전체 드라이브 트레인이 회전하고 있다고 가정합니다.
우리가 남긴 유일한 수정자는 타이어 높이입니다. 타이어 / 바퀴가 액슬 샤프트에 직접 부착되어 있기 때문에 거기에 1 : 1의 비율이 있으므로 RPM이 변경되지 않습니다. 변경 사항은 적용된 TQ입니다. TQ는 왜곡 된 힘입니다. 타이어를 레버 (실제로는 둥근 것)로 생각하면 비틀림 력에서 멀어 질수록 레버 끝을 움직일 때 더 많은 토크가 발생합니다. 일반적으로 TQ의 적용을 생각할 때, 우리는 더 긴 레버를 적용하고 레버의 받침점 (피봇 점)에서 TQ를 생성하는 데 필요한 힘을 덜 받는다는 것을 다른 방향으로 생각하고 있습니다. 우리가 여기서 실행하고있는 허구의 예에서, 우리는 그것을 다른 방향으로보아야 만합니다. 즉, TQ를 지렛대에 적용하여 레버 끝을 움직입니다. 레버의 끝 부분 (타이어 반경)이 12 인치 인 경우, 레버의 끝에 2793 파운드의 힘을 가할 것입니다. 그러나 대부분의 타이어는 24 인치가 아닙니다.
예를 들어, 한국 벤처스 R-S3 이 직경의 25.6 "은 반경 12.8"입니다. 수학적으로 이것은 1.0667 '입니다. 이것에 의해 2793의 최종 TQ 출력을 수정하는 것은 타이어의 접촉 패치에 적용되는 힘의 2618 lbs와 같지만 ... 상당히는 아닙니다.
방정식의 마지막 주요 부분은 마찰 손실입니다. 내가 암시했듯이, 모든 베어링, 모든 부싱, 모든 인장, 이제까지 기어 ... 모든 그것 마찰 손실을 지킵니다. 일반적으로 생각하면, 엔진에서 나오는 힘의 18-20 %가지면에서 타이어의 접촉 패치에 도달 할 때까지 사라졌습니다. 2618 lbs의 예제는 (20 %를 쉽게 사용하기 위해) 2094.4 파운드의 힘이 될 것입니다.
이 가설적인 차량이 4.0 : 1의 후미 기어 비율을 자랑하고 있다면 TQ 출력의 차이점을 생각해보십시오 (다시 말하면 이것은 가상입니다). 1128RPM과 798ft-lbs의 변속기 출력은 현재 282RPM과 3192ft-lbs가됩니다. 그것은 거의 400 ft-lbs의 토크 증가입니다. 와우, 왜 우리는 5.0 : 1의 비율로 뛰고 226RPM과 3990 ft-lbs를 얻지 않습니까? 아마도 추측 할 수 있듯이 RPM이 부족한 것입니다. 이것은 차량의 최고 속도에 영향을 미칩니다. 우리가 1 단 기어 단에서 차량을 유지한다면, 우리의 최고 속도는 53.82mph @ 3.50 : 1, 47.16mph @ 4.00 : 1 및 37.74mph @ 5.00 : 1이 될 것입니다 (위의 타이어와 이론적 인 엔진 레드 라인 6800을 사용). 1 : 1 비율로 T-56의 4 단 기어에서도 후방 기어 장치가 5.00 : 1 인 경우 허위 차량의 최고 속도는 100.38mph입니다. 경주 용어에서 이것은 느립니다. 우리가이 문제에 영향을 줄 수있는 두 가지 방법이 있습니다. 한 가지 방법은 상위 장비로 이동하는 것입니다. 우리는 오버 드라이브 인 두 가지 더 많은 전진 기어가있는 변속기로 운이 좋다. 우리 전달의 제 6 또는 최종 기어는 0.63 : 1이다. 이것은 우리의 이론상 최고의 속도를 ~ 159mph로 확장 시켰습니다. 우리가 최고 속도를 확장 할 수있는 두 번째 방법은 타이어를 더 크게 만드는 것입니다 (그러나 이것은 우리의 효과적인 토크에 영향을 미침).
이 모든 것이 내려지는 것은 자동차의 요구에 가장 잘 맞는 조합을 찾는 것입니다. 이 질문에 어떻게 대답할까요? 나는 기어를 통해 달리는 토오크가 땅에 출력되는 것이 어떻게 영향을 미치는지에 대한 단서를 제공하기를 희망합니다. 이 중 하나의 효과 가중치는 동일한 시간 내에 같은 속도로 더 많은 무게를 이동하려면 더 많은 토크가 필요합니다.
