프롤로그
모든 자동차 제조사들은 판매 차량에 대한 제원을 홈페이지와 카탈로그, 견적서 등에 다양한 방식으로 표기하고 있습니다. 하지만 일반인들은 용어가 어려워 이해하기가 쉽지 않습니다. 자동차 제원 상의 어려운 용어들을 살펴보도록 하겠습니다.
마력 (영국 HP - Horse Power, 미터 마력 = 독일 PS - Pferdestärke)
마력은 오래전에 말 한 마리가 1분 동안에 할 수 있었던 일을 기준으로 정의한 동력의 단위에서 유래되었으며 정확하게는 일률 즉 단위 시간당 에너지입니다.
미터 마력(=독일 마력)으로는 75kg의 물체를 초속 1m의 속도로 움직일 수 있는 양으로 정의하며 전기 모터의 파워로 환산하면 736 와트(W)입니다.
영국 마력의 경우에는 746와트(W)로 약간의 차이가 있으며 자동차의 출력 표시를 포함하여 대부분의 국가에서 독일 마력인 미터 마력을 사용합니다.
미터 마력의 경우 독일어 약자 PS 대신 프랑스어 약자 CV(Cheval-vapeur)를 사용하는 경우도 있습니다.
토크 (Torque)
토크는 자동차뿐만 아니라 다른 회전운동을 하는 기계장치에서도 매우 중요한 역학적 측정값으로 회전력을 말합니다.
자동차도 엔진 내부의 폭발로 움직이는 피스톤에 의해 크랭크축이 회전하는 힘이 변속기를 통해 바퀴 축을 회전시키므로 수평 힘보다는 회전력이 더 중요합니다.
보통 단위는 kgf·m 또는 줄여서 kg·m로 나타내는데 회전축에 수직으로 1m 지렛대를 달고 끝에 1kg의 무게추를 달았을 때 축에 가해지는 회전력으로 정의합니다.
미터법으로는 중력가속도를 곱하여 1 kgf·m = 9.80665 N·m가 됩니다.
압축비 (Compression Ratio)
자동차 엔진 제원표에 항상 표기되는 압축비는 엔진의 '연소실' 체적 분의 엔진의 전체 '실린더 체적'으로 정의됩니다.
이것이 제원상의 압축비가 됩니다. 즉 연료와 공기의 혼합기체가 얼마나 압축된 후 폭발하느냐의 척도가 되며 당연히 이 값이 높을수록 엔진 출력이 증가하게 됩니다.
하지만 엔진 소음과 부하가 커지고 노킹 발생 가능성이 증가하는 단점이 있습니다.
가솔린 승용차의 경우 9에서 10 정도 수준이고 F1 경주용 자동차가 12에서 13으로 다소 높은 값을 가지며 디젤 엔진은 점화플러그 없이 고압으로 자연폭발을 시키는 만큼 16 전후로 매우 높은 값을 갖게 됩니다.
최근 지구 환경 보전 강화로 다운사이징 엔진이 트렌드가 되면서 터보 차처 엔진이 많이 사용되는데 터보 차저 엔진의 경우에는 이미 압축된 공기를 실린더에 주입하여 다시 압축하므로 제원 상의 압축비는 맞지 않고 '실 압축비'를 고려해야 합니다.
실 압축비는 연소실 체적분의 '흡입된 공기의 양'으로 구합니다. 압축된 공기를 주입하는 터보차저 엔진의 실 압축비는 당연히 제원상의 압축비 보다 그 수치가 훨씬 높게 됩니다.
기어비 (Gear Ratio)
기어비는 기어의 잇 수 비율을 말하며 바퀴의 구동축이 1 회전할 때 엔진이 몇 회전하는 지를 의미합니다.
변속기는 엔진의 속도와 힘을 바퀴에 다르게 전달하도록 수많은 기어들이 맞물려 있기 때문에 값이 높을수록 속도는 낮으나 파워 즉 토크는 커집니다.
스포츠카, 오프로드, 일반 세단과 같이 자동차의 주행 성격에 따라 기어비는 단수별로 달라지는데 보통 1단 기어비가 ~4 수준, 5단 기어가 ~1 수준, 후진기어의 기어비가 ~3 수준으로 제조사, 연식, 모델에 따라 큰 차이가 있습니다.
보어 스트로크 (Bore Stroke)
자동차 엔진뿐만 아니라 실린더와 피스톤이 들어가는 모든 기계장치의 실린더 안 지름의 크기를 보어라고 하며 1/1000 미터인 mm로 표시합니다.
피스톤의 상하 이동량 즉 피스톤이 상사점에 위치할 때와 하사점에 위치할 때의 거리 차이를 스트로크라 하고 단위는 역시 mm로 나타냅니다.
엔진 실린더의 크기를 나타내는 척도가 되며 보어 크기에 비해서 스트로크의 크기가 작은 것을 쇼트 스트로크(Short Stroke) 엔진이라고 하며 반대로 보어 크기보다 스트로크의 크기가 큰 것을 롱 스트로크(Long Stroke) 엔진이라고 합니다.
일반적으로 롱 스트로크 엔진은 폭발 시의 피스톤 이동거리가 커서 저회전 영역에서도 쇼트 스트로크 엔진보다 토크가 좋으나 고회전으로 가게 되면 상대적으로 엔진 부하가 심해지므로 최고 RPM에 제한을 주게 됩니다.
반대로 쇼트 스트로크 엔진은 저회전 영역에서 상대적으로 토크가 떨어지나 고회전 영역에서 최대 토크가 나오므로 고속 주행을 지향하는 고성능 자동차에 많이 적용되는 방식입니다.
