愛車のトルク（トルク）の測り方
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トルクは馬力に比例し、車両とその機能によって異なります。 ホイールのサイズとギア比はトルクに影響します。
新しい車を購入する場合でも、ガレージでホット ロッドを組み立てる場合でも、エンジンのパフォーマンスを決定する際には、馬力とトルクという XNUMX つの要因が関係します。 ほとんどの日曜大工のメカニックや自動車愛好家の場合、馬力とトルクの関係をよく理解している可能性がありますが、これらの「フィートポンド」の数値がどのように達成されるかを理解するのは難しいかもしれません. 信じられないかもしれませんが、実際にはそれほど難しくありません。
技術的な詳細に入る前に、馬力とトルクの両方が考慮すべき重要な要素である理由を理解するのに役立ついくつかの簡単な事実と定義を分析してみましょう. まず、内燃機関の性能測定の XNUMX つの要素である速度、トルク、および出力を定義することから始めなければなりません。
パート 1/4: エンジン速度、トルク、出力が全体的なパフォーマンスに与える影響を理解する
Hot Rod マガジンの最近の記事では、エンジン性能の最大の謎の XNUMX つが、パワーが実際にどのように重要であるかという基本に立ち返ることによって、最終的に解決されました。 ほとんどの人は、ダイナモメーター (エンジン ダイナモメーター) はエンジンの馬力を測定するように設計されていると考えています。
実際、ダイナモメーターはパワーではなくトルクを測定します。 このトルク値に測定時の RPM を掛けてから 5,252 で割ると、出力値が得られます。
50 年以上にわたり、エンジンのトルクと RPM を測定するために使用されるダイナモメーターは、これらのエンジンが生成する高出力を処理できませんでした。 実際、その 500 立方インチのニトロ燃焼 Hemis の 800 つのシリンダーは、単一の排気管を介して約 XNUMX ポンドの推力を生成します。
内燃機関であろうと電気機関であろうと、すべてのエンジンは異なる速度で作動します。 ほとんどの場合、エンジンがそのパワーストロークまたはサイクルを速く完了するほど、より多くのパワーが生成されます。 内燃機関に関して言えば、その全体的なパフォーマンスに影響を与える XNUMX つの要素があります。それは、速度、トルク、および出力です。
速度は、エンジンの動作速度によって決まります。 モーター速度を数値または単位に適用する場合、モーター速度を XNUMX 分あたりの回転数または RPM で測定します。 エンジンが行う「仕事」は、測定可能な距離にわたって加えられる力です。 トルクは、回転を生み出す特別な種類の仕事として定義されます。 これは、半径 (内燃機関の場合はフライホイール) に力が加えられたときに発生し、通常はフィートポンドで測定されます。
馬力は、仕事が行われる速度です。 昔は、物を動かす必要がある場合、人々は通常、馬を使ってこれを行いました。 33,000 頭の馬が毎分約 1 フィートで移動できると推定されています。 これが「馬力」という用語の由来です。 速度やトルクとは異なり、馬力は次のようないくつかの単位で測定できます: 746 hp = 1 W、2,545 馬力= 1 BTU および 1,055 馬力= １ジュール。
これらの XNUMX つの要素が連携してエンジンのパワーを生み出します。 トルクは一定のままなので、速度と出力は比例します。 ただし、エンジン回転数が上がると出力も上がり、トルクを一定に保ちます。 しかし、トルクと出力がエンジンの速度にどのように影響するかについて、多くの人が混乱しています。 簡単に言えば、トルクとパワーが増加すると、エンジンの速度も増加します。 逆もまた真です。トルクと出力が低下すると、エンジンの速度も低下します。
パート 2/4: 最大トルクを実現するエンジンの設計方法
最新の内燃エンジンは、コネクティング ロッドのサイズまたは長さを変更し、ボアまたはボアを増やすことによって、出力またはトルクを増加させるように変更できます。 これは、多くの場合、ストロークに対するボアの比率と呼ばれます。
トルクはニュートン メートルで測定されます。 簡単に言えば、これはトルクが 360 度の円運動で測定されることを意味します。 この例では、ボア径 (または燃焼シリンダーの直径) が同じ XNUMX つの同一のエンジンを使用しています。 ただし、XNUMX つのエンジンのうちの XNUMX つは、より長い「ストローク」(または、より長いコネクティング ロッドによって作成されるシリンダーの深さ) を持っています。 より長いストロークのエンジンは、燃焼室を回転する際により直線的な動きをし、同じタスクを達成するためにより多くの力を発揮します。
トルクはポンドフィートで測定されます。つまり、タスクを完了するために適用される「トルク」の量です。 たとえば、さびたボルトを緩めようとしているとします。 2 つは 1 フィートの長さで、もう 50 つは 100 フィートの長さの 50 つの異なるパイプ レンチがあるとします。 同じ量の力 (この場合は 2 ポンドの圧力) を加えていると仮定すると、実際には 50 フィート レンチ (1 x 50) に XNUMX フィート ポンドのトルクを加えていることになりますが、わずか XNUMX ポンドです。 シングルレッグレンチでトルク（XNUMX x XNUMX）。 ボルトをより簡単に緩めるのに役立つレンチはどれですか? 答えは簡単で、トルクが大きい方です。
エンジニアは、加速または上昇するために追加の「パワー」を必要とする車両向けに、より高いトルク対馬力比を提供するエンジンを開発しています。 通常、けん引に使用される大型車両や、加速が重要な高性能エンジン (上記の NHRA トップ フューエル エンジンの例など) では、より高いトルク値が表示されます。
そのため、自動車メーカーはトラックの広告で高トルク エンジンの可能性を強調することがよくあります。 エンジン トルクは、点火時期の変更、燃料/空気混合気の調整、さらには特定のシナリオでの出力トルクの増加によっても増加させることができます。
パート 3/4: 全体のモーター定格トルクに影響を与えるその他の変数を理解する
トルクの測定に関しては、内燃機関で考慮すべき XNUMX つの固有の変数があります。
特定の RPM で生成される力: これは、特定の RPM で生成される最大エンジン出力です。 エンジンが加速すると、RPM または馬力曲線があります。 エンジン回転数が上がるにつれて、出力も最大レベルに達するまで増加します。
距離: これはコネクティング ロッドのストロークの長さです。ストロークが長いほど、上記で説明したように、より多くのトルクが生成されます。
トルク定数: これは、すべてのモーターに割り当てられている数学的な数値、5252、または出力とトルクのバランスが取れている一定の RPM です。 5252 という数字は、150 馬力は 220 分間に XNUMX フィート移動する XNUMX ポンドに相当するという観察から導き出されました。 これをフィート ポンドのトルクで表現するために、ジェームズ ワットは最初の蒸気エンジンを発明した数式を導入しました。
式は次のようになります。
150 ポンドの力が半径 XNUMX フィート (たとえば、内燃機関のシリンダーの内側にある円) に適用されると仮定すると、これをフィート ポンドのトルクに変換する必要があります。
220 fpm を RPM に外挿する必要があります。 これを行うには、3.141593 つの pi 数 (または 6.283186) を掛けると、220 フィートになります。 6.28 フィートを 35.014 で割ると、XNUMX 回転あたり XNUMX rpm が得られます。
150 フィートに 35.014 を掛けると、5252.1 が得られます。これは、フィート ポンドのトルクでカウントされる定数です。
パート 4/4: 車のトルクの計算方法
トルクの式は次のとおりです。トルク = エンジン出力 x 5252 を RPM で割ります。
ただし、トルクの問題は、エンジンから直接と駆動輪までの XNUMX つの異なる場所で測定されることです。 ホイールの定格トルクを増減できるその他の機械的コンポーネントには、フライホイールのサイズ、トランスミッション比、ドライブ アクスル比、タイヤ/ホイールの円周などがあります。
ホイール トルクを計算するには、動的テスト ベンチに含まれるコンピューター プログラムに任せるのが最適な式に、これらすべての要素を考慮に入れる必要があります。 このタイプの機器では、車両はラックに配置され、駆動輪はローラーの列の隣に配置されます。 エンジンは、エンジン速度、燃料消費曲線、およびギア比を読み取るコンピューターに接続されています。 これらの数値は、車が必要な時間 dyno で駆動されるときに、車輪の速度、加速度、および RPM で考慮されます。
エンジントルクを計算する方がはるかに簡単です。 上記の式に従うと、最初のセクションで説明したように、エンジン トルクがエンジン出力と回転数にどのように比例するかが明らかになります。 この式を使用して、RPM 曲線の各ポイントでのトルクと馬力の定格を決定できます。 トルクを計算するには、エンジン メーカーから提供されたエンジン出力データが必要です。
一部の人々は、MeasureSpeed.com が提供するオンライン計算機を使用します。この計算機では、最大エンジン出力定格 (メーカーによって提供されるか、プロのダイノで入力される) と目的の RPM を入力する必要があります。
エンジンのパフォーマンスが加速しにくく、必要と思われるパワーがないことに気付いた場合は、AvtoTachki の認定整備士に検査を依頼して、問題の原因を特定してください。
