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배기량 vs 마력 vs 토크 제대로 알고 사자

2009년 03월 17일   작성 

 


자동차를 구입할때, 예를 들면 소나타 2.0을 사야되나, 2.4을 사야 되나? 하고 고민하시거나
자동차 카탈로그에서 제원에 항상 토크가 나와있는데, 이게 머지? 하시는 분들이 많을 것이다.

아마 WBC에서 우리와 지속적인 라이벌전을 펼친 이치로씨도 잘 모를 것이라고 생각한다.
다들 클수록 좋은거 아니야? 하면서 배기량, 토크, 마력을 제대로 모르고 지나치는 경우가 많다.

카다로그에 나와있는 제원을 보면 배기량, 토크와 마력, 마력당 무게비란 수치들이 성능을 나타내 주는 지표인건 알겠는데, 각각의 차이점과 의미를 정확히 잘 몰라 어떤것에 포인트를 두고 자동차를 구매해야 할지 난감할 때가 있다.

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많은 분들이 배기량만 높으면 힘이 좋다?고 결론 짓는 경향이 있는것 같다.
또, 토크나 마력은 비슷한 개념이기 때문에 특별히 구별할 필요가 없다?는 자기만의 이론을 내세우기도 하지만 모두 틀린 이야기이다.

CarTIP은, 배기량, 마력, 토크의 의미와 차이점을 정확히 이해하면, 우리가 원하는 차를 구매 하는데 많은 도움이 될거라고 생각한다.

내용을 다 읽기 어려우신 분들은 하단 CarTIP의 결론만 보셔도 좋을 것이다.


1.배기량

우선 배기량은 엔진의 전체크기를 말하는 것이 아나라 엔진내 실린더의 부피를 말하는 것이다.
실린더는 원기둥 모양 이므로 실린더의 부피는 지름(‘보어’라고 부름) X 원기둥 높이(‘스트로크’라고 부름) 로 구할수 있다.

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(그림출처 car.dcinside.com)

같은 배기량의 차라고 해도 보어와 스트로크의 사이즈가 다를 수 있기 때문에 성격이 많이 다른 엔진이 될 수 있다.

소나타 4기통 2400cc 엔진의 경우 각 기통의 ‘보어 X 스트로크’가 600cc라는 의미다.
이때 같은 600cc의 기통이라고 해도 어떤 엔진은 보어가 크고 대신 스트로크가 적을 수도 있고 보어와 스트로크가 비슷한 중간 사이즈 엔진도 있으며 반대로 보어가 적고 스트로크가 긴 엔진도 있다.

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이 엔진들을 각각 short 스트로크, square 타입, long 스트로크라고 부른다. 휘발유 엔진의 실린더 형태는 숏 스트로크(Shot Stroke)라 하여 실린더 내벽의 지름(Bore)에 비해 피스톤이 상하 운동을 하는 거리가 짧다.

왕복거리가 짧은 만큼 피스톤의 상하 왕복운동은 빠르게 진행이 되어 엔진회전수가 디젤 엔진보다 높아 진다. 피스톤의 행정거리가 짧은 만큼 커넥팅로드가 가해주는 힘(토크)이 크지 않다.

휘발유 승용차가 큰 힘을 얻기 위해서는 높은 회전력이 필요하고, 따라서 최대토크가 발생하는 회전영역이 디젤엔진에 비해 높게 설정되어 있다. 이에 비해 디젤엔진의 경우에는 저속에서 큰 토크가 발생되는 특성을 가지고 있다.

그래서 트럭들은 기어를 2단에 넣고도 정지에서 출발이 가능할 정도의 힘의 여유가 있고 큰 짐을 싣고도 힘있는 주행이 가능하다. 하지만 빠른 속도의 주행이 힘들다는 단점이 있다. 이는 숏 스트로크 방식이 아닌 롱 스트로크(Long Stroke) 방식의 실린더 구조를 가지고 있기 때문이다.
스퀘어 타입은 위 두개의 중간형으로 볼수 있다. 좋게 말하면 두가지 형식 엔진의 장점을 모두 지녔다고 볼수 있지만 달리 보면 이것도 저것도 아닌 두종류 엔진의 단점을 모두 가지고 있다고도 볼 수 있는 아주 어정쩡한 타입이다.

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그리고 차량 뒷면에 V6 3000,V8 5000 과 같은 엠뷸럼을 많이들 보셨을 것이다. 뒤에적힌 3000,5000 이런 숫자는 대략 배기량을 나타 낸다는건 짐작으로 아실 것이다. 근데 V6,V8 은 무었일까?

4기통 엔진은 엔진수가 4개로 그다지 많지 않아 일렬로 엔진의 배치가 가능 하지만 6기통이나 8기통처럼 엔진의 수가 많아지게 되면 일렬로 배열하기 힘들어서 V자 모양으로 엔진을 배치해야 한다. 그러다 보니 그 모양에서 이름을 지은게 바로 V6,V8 이다.

우스게 소리를 좀 하자면, V 가 배기량의 영어 이니셜인줄 잘못 알고 있는 사람도 더러 있다.

GM대우의 토스카 같은 경우 엔진 배치기술이 좋아 일직선 형식의 6기통 엔진(L6)을 만들기도 했다. ( * L6의 L은 – linear의 약자로 일직선이란 의미 )


2.토크(최홍만) vs 마력(추성훈)

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토크와 마력은 의미가 다르지만 상호 밀접한 연관성을 가지고 있어서 같이 비교하면서 설명하면 이해하기가 좀 더 쉽다.

자동차의 가속과 최고속도에 영향을 미치는 요인은 비단 마력과 토크만 있는것은 아니다.

트랜스미션의 기어비, 공기 저항, 배기량에서 설명한 엔진의 형식, 차량의 무게 등등의 많은 변수가 있다. 또한 엔진에서 나온 출력이 곧바로 타이어에 직접적으로 전달되는 것이 아니라 여러 부분을 거쳐 최종적으로 지면으로 전달된다. 그래서 단순히 마력과 토크만으로는 모든 동력성능을 판단할 수는 없다는 점을 먼저 알아야 한다.

토크란 엔진에서 만들어내는 구동력을 뜻한다. 마력은 그 힘으로 얼마나 지속적으로 일을 할 수 있느냐를 뜻한다.

최고 마력은 차의 최고 속도결정짓고, 토크최고 속도에 이르는 시간결정짓는다.

좀더 쉽게 예를 들어보면, 최홍만은 순간적인 파워(토크)가 아주 좋지만 움직임이 느리다.

반면에 추성훈은 최홍만에 비해 파괴력은 낮아도 아주 스피드가 빠르고 경기를 오랫동안(마력) 할수있다. 여기서 중요한 것은 2000~ 4000 RPM 정도의 실제 사용하는 영역의 RPM 에서의 토크와 마력을 비교하는 것이 우리 일반인들 에게는 필수적이다.

일반적인 주행을 하면서 힘의 여유가 어느 정도 있느냐 하는 것을 느낄려면 토크의 크기가 마력의 크기보다 영향을 더 미친다. 국내 도로 여건에서 사용할 차량이라면 마력이 높은 차량 보다는 토크가 높은 차량이 더 유용하다.

전문 카레이서가 아닌 이상 고속도로에서 최고속도 200km 정도로 달릴 일은 거의 없다고 봐야 한다. 오히려, 고속도로 휴게소에서 다시 고속도로로 재 진입할 때에 얼마나 빨리 시속 100km에 도달 할 수 있느냐(제로백)가 안전상 더 중요하다.

뒤에서 달려오는 차와의 추돌위험을 줄이면서 안전하게 재진입할 수 있어야 하기 때문이다.
또한 상대적으로 위험차량들(덤프트럭,유조차,대형 크레인…)과 고속도로 주행시 순간 앞지러기를 하기 위해서도 순간 가속력이 중요하다. 그래서 마력과 토크로 나뉠수 있는 3가지 경우로 정리를 해 보면,

a.마력이 높고 토크가 낮은 차 는 보통 국산 휘발류 차량이 여기에 많이 해당된다. 일단 가속이 붙어 엔진 회전이 올라간 상태서는 가속도 수월하고 최고속도에 잘 도달한다.그러나 속도를 줄였다 다시 밟으면 가속도이 잘 되질 않는다. 최고 속력도 200Km가 넘는다.

b.마력이 낮고 토크가 높은 차 는 보통 디젤 차량이 이에 많이 해당된다. 아무리 짐을 가득 담아도, 오르막길 에서도 힘차게 간다. 그런데 아무리 밟아도 최고속은 낮다. 그런데도 시속 80에서 100은 금방 도달한다.

c.마력도 높고 토크도 높은 차 는 주로 고가의 수입산 차량이 이에 많이 해당된다. 가다 서다를 반복해도 언제나 밟는 대로 가속이 된다. 실제 도로에서 앞에 어떤 차가 막고 있어서 브레이크로 속도를 줄였다 해도 다시 밟으면 곧바로 튀어 나간다.


3.마력당 무게비

Forza Ferrari, Magny Cours 2007

Forza Ferrari, Magny Cours 2007

마력과 토크에 가려서 많이 간과 되어 온 것이 바로 마력당 무게비다. 정지해 있는 자동차를 발진시키기 위해서는 강한 토크가 필요하다.

이 힘은 당연한 얘기지만 자동차의 무게가 가벼울수록 더 강할수 밖에 없다. 좀더 쉽게 설명 하자면, 집안에 식구가 많을수록 가장의 양육 부담이 많아지고 자식이 1명 뿐이면 그만큼 부담이 적은 것과 똑같은 이치다.

그래서 자동차도 가벼우면 그만큼 순발력이 뛰어나고 가속 성능이 좋아지게 된다. 이 수치가 낮을수록 높은 운동성능을 발휘하기 때문이다.

보통 마력당 무게비가 6:1(kg/ps) 이하가 되면 아주 가속력 좋은 자동차라 분류 되는데, 국산차의 경우 마르샤 2.5 모델이 7.8:1 전후로 뛰어난 편이다.

최고의 성능을 발휘하는 F1 머신은 1:1 가량의 수치를 자랑한다. 때문에 애써 기계적으로 출력을 올리지 않더라도 차량의 무게를 줄이는 것만으로도 고성능 튜닝이 그저 되는거나 다름이 없다.

차량의 중량이 중요한 또다른 이유는 연비와도 밀접한 연관이 있으므로, 마력 토크와 더불어 자기가 구매할 자동차의 중량이 얼마인지를 확인 하는것도 아주 중요하다.

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(출처: 머니투데이)


결론

CarTIP의 결론을 정리하면
1) 배기량은 엔진속의 부피를 나타내는 것이고, 같은 배기량이라도 모양에 따라 성질이 많이 다르다.
2) 자동차를 출발시키거나 순간적인 가속을 하는 힘을 필요로 할 때는 토크에 의존하며,
3) 순간 힘이 지속되어 특정 속도로 주행하고 있을 때힘은 마력에 의존하는 것이다.

일상의 시내주행은 대부분이 2000-3000 rpm 대 이상에서는 쓸수가 없는데 디젤 엔진들이 이 영역에서는 배기량이 1.5배 이상인 휘발유 엔진 차량들과 비슷한 달리기 성능을 발휘한다.

고속주행 많이 하지 않을 것이라면 디젤 엔진이 기름값과 힘에서 메리트가 크다고 할수 있다.

유럽 같은 경우에는 친환경 디젤 차량이 40% 가량 된다는 보고가 있다. SUV말고도 승용차도 디젤 차량이 많이 출시가 되는것은 빠른 출발과 빠른속도 두마리 토끼를 다 잡고자 하는 시도로 보인다.

마력이 높은차라고 해도, 토크가 낮다면 부하가 커지면 커질수록 효율은 기하급수적으로 떨어지게 되는것이고,
토크가 높은차는 부하량 증가에 대해 상대적으로 효율저하가 적다.

그래서 많은 짐을 싣거나 경사가 심한 험로를 달리는 차량은 토크가 높은 경유차량이 유리하고,
반면에 부하가 적은 상태에서 빠르게 달리고 고속주행을 원하는 이들은 마력이 높은 휘발류 차량이 유리하다.

Mercedes-Benz SLR McLaren "722 Edition"
* Power 478 kW (650 hp) and * Torque 820 N·m (605 ft·lbf) at 4000 rpm
* Top speed 340 km/h, * Time 0-100 km/h: 3.6 seconds

Mercedes-Benz SLR McLaren 722 Edition

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7 Responses to “배기량 vs 마력 vs 토크 제대로 알고 사자”
  1. 분대장 says:

    좋은 글 감사드립니다^^

  2. 김성기 says:

    좋은 설명 잘 봤습니다. 저희 카페로 퍼 갑니다.
    원치 않으시면 삭제 하겠습니다.

  3. 강남화백 says:

    유용한 정보 감사합니다.
    마력당 무게비 자료는 정리된게 없나봐요.
    추후에라도 올려주세요. 꾸뻑

  4. says:

    궁금증 시원하게 해결하고갑니다 !

  5. pilsu says:

    마력 = 토크 x RPM

  6. 김기태 says:

    정말 좋은 내용 잘보았습니다.
    지금처럼 자동차에 대한 유익한 정보 앞으로도 부탁합니다.
    Good Luck!

  7. 불법증 says:

    배기량 구할때 bore(보어) X stroke(스트로크) 가 아니라

    밑넓이 ( (bore/2)^2 x ∏ ) X 높이 ( stroke ) 인 것 같네요 ㅎㅎ

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