나날2013.07.10 14:18

웹에서 긁어온 그래프들입니다.
각각 출처가 달라 수치의 직접적 비교는 쉽지 않을 것 같습니다.

 

1hp = 645.9W, 1PS = 735.5W --> 1hp = 1.0143ps
1kgm = 9.8Nm = 7.228 lbft

 

토크는 힘=F 이고, 마력은 일=w, 회전수가 변위(이동거리)=s 입니다.

간단히 설명하면 크랭크축을 비트는 힘의 크기가 토크이고,
이 토크에 rpm을 곱하면 엔진이 할 수 있는 일의 양=마력을 알 수 있습니다.

힘*변위=일 --> 토크*rpm=마력.

 

따라서 토크가 클 수록 마력곡선의 기울기도 증가하겠죠.

가속력은 마력곡선 아래를 적분하면 대략 알 수 있습니다.

 

 

 

1. 첫번째 그래프는 320d의 s47, 2000cc 디젤 터보입니다.
f30인지 e90인지는 잘 모르겠습니다.
가는게 토크, 굵은게 마력입니다.

대략 370NM 정도의 토크가 1700-2700rpm에서 나오고 그후 추락합니다.

따라서 마력곡선도 최대토크가 유지되는 2700rpm쯤까지 가장 가파르게 상승하고, 그 이후로는 기울기가 점점 완만해진다.

--> 실제 일상생활에서 흔히 쓰는 영역에서 출력이 높다 / rpm을 쓸 수록 상대적으로 허당...

토크*rpm 이므로, 돌릴 수 있는데까지는 점차 증가하여 대략 3700rpm 정도에서 최대출력 163ps가 나옵니다.

 

 

 

 

 

2. 두번째 그래프는 f30 328i의 N20, 2000cc 휘발유 터보입니다.
이 엔진은 출시 초기에 몇몇 업체에서 시행한 다이노가 240마력, 심한 경우 270마력-_-;까지도 찍혀서
BMW에서 스펙을 낮춰서 발표했다는 얘기들이 많았습니다.
해서.. 가급적 보수적인 (최대출력이 225마력으로 찍힌) 그래프로 골라봤습니다.

토크곡선을 보면, 225lbft=약 305Nm 정도의 최대토크가 3000-5500rpm까지 유지됩니다.
다만 마력곡선의 기울기를 봤을때, 또한 메이커 스펙(35.7kmg@1250-5500rpm)을 봤을때
이 최대토크는 2000rpm 이하에서도 유지된다고 보는게 맞을 것 같습니다.

여튼, 위의 디젤엔진이 최대출력을 찍는 3700rpm 정도에서 이 엔진 역시 그와 유사한 출력을 보이고 있고요,
rpm을 더 써도 토크가 유지가 되므로 (당연히) 마력그래프는 쭉쭉 뻗어서 최대토크를 찍는 5500rpm에서 대략 225마력을 찍습니다.
이후로는 토크 하강으로 인해 완만하게 하강합니다.

 

이를테면 저속주행시(80km/h까지) 가솔린과 디젤이 정확히 같은 회전수만 쓴다고 하면
4000rpm까지는 디젤쪽이 (출력이 더 높거나 적어도 비슷하므로) 더 경쾌하게 나가겠죠.
하지만 현실은 그렇지 않죠.. 가솔린이 알펨을 조금만 더 써도 디젤쪽이 가볍게 쩜됩니다.

저속에서 토크가 좋으면 차가 잘나가는것처럼 느껴질 수는 있습니다만, 가속성능이라던지 하는 것들은 결국 토크가 아니라 엔진이 할수 있는 최대 '일'= 최대 마력수와 상관관계가 있습니다. 토크가 아니라.

토크만 놓고는 성능을 논할 수가 없습니다. 토크*rpm을 해야 비로서 엔진의 능력을 평가할 수 있지요.

골프1.4TSI와 2.0TDI를 예를들어보면, 디젤쪽이 최대토크는 높지만 제로백만해도 TSI가 더 빠르죠. 고속 성능은 말할것도 없고....

 


 

3. 마지막 그래프는 현행 28i 시리즈의 2000cc 터보엔진 n20과 1세대 z4에 들어간 3000cc 자연흡기n53의 마력곡선 비교입니다. 토크도 같이 비교하면 좋을텐데... 찾기가 힘드네요.


n20쪽이 터보 덕분에 약 1000cc의 배기량 차이를 극복하고 더 가파른 출력 상승을 보입니다.
다만 터보의 한계로 5500rpm 근처에서 최고출력 222마력을 찍고 이후로는 완만한 하강세를 보이고 있습니다.
대략 6000rpm에서 두 엔진의 곡선이 교차합니다. 가속력 = 곡선 아래 면적. 이라고 생각하면
같은 조건에서 가속성능은 n20쪽이 더 좋을겁니다.

자연흡기인 n53은 퓨얼컷이 걸리는 시점까지 계속 상승합니다. 6000rpm 근처에서 n20을 추월하고, 퓨얼컷 직전에 231마력을 찍습니다.


엔진의 최대출력은 n53쪽이 더 높지만, 그 출력을 내는 방식에 있어서 n20쪽이 더 유리한 셈이죠.
실용영역(을 3~4000rpm까지로 정의하자면) 에서는 n20쪽이 더 운전하기도 편하겠죠.

그래서 자연흡기엔진은 쥐어짜는 맛이라고들 합니다.

 

 

마지막으로 제 의견을 정리해보자면...

1. 저rpm 고토크는 디젤의 특성이 아니라 터보의 특성이다.
2. 같은 조건이라면 - 똑같이 직분사, 터보라면 마력 높은놈이 장땡. 아직까지는 휘발유가 우세함.
3. 자연흡기차도 rpm을 몰아붙이면 꽤 잘나간다.
4. 연비가 어쩌네... 맵핑을 했더니... 등등은 이 글에서는 논외로 하겠습니다. 그런 조건들까지 붙이자면 한도끝도 없어요..

Posted by 모처럼