[과학을읽다]수수께끼 자동차 용어-②토크와 회전수

김종화기자

입력2020.02.14 06:30

수정2020.02.14 15:48

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토크와 연비 등을 테스트하고 있는 자동차의 모습. [사진=유튜브 화면캡처]

[아시아경제 김종화 기자]수수께끼 같은 자동차 용어들은 사전 지식이 없으면 이해하기 어렵습니다. 그나마 출력이나 연비에 대해서는 [수수께끼 자동차 용어-①출력과 연비] 편에서 살펴본 만큼 자동차 소개 기사의 내용은 어느 정도 이해할 수 있을 겁니다.

그러나 엔진의 성능을 소개하는 기사의 내용에 대해서는 '뭐, 엔진 좋다는 얘기겠지' 하면서 이해하지 못하고 대충 넘어가는 경우가 많지 않으신가요? 아래는 국내에서 출시된 한 자동차의 엔진 성능을 소개한 기사의 일부분입니다.

"터보 디젤 엔진의 총배기량은 1999cc, 최고출력은 180마력(4000RPM), 최대토크는 43.9㎏.m(1500~3000RPM)이다. 연료탱크 용량은 65리터며, 스틱형 ZF 9단변속기가 장착됐다."

이 기사에서 '최대토크는 43.9㎏·m(1500~3000RPM)이다'라는 문장의 뜻을 제대로 이해하는 사람은 얼마나 될까요? 전문지식을 갖춘 사람이거나, 업계에 종사하는 사람이 아니라면 정확한 의미를 이해하기 어렵지 않을까요?

여기서 '토크(Torque)'는 비트는 힘입니다. 회전하는 축을 비트는 힘, 즉 '회전력'이나 '구동력'을 말합니다. 더 쉽게 설명하면, '바퀴나 회전축이 한 바퀴 도는데 사용되는 힘', 또는 마찰력 등 다른 저항을 뺀다면 '타이어가 지면을 박차고 나가는 힘'이라고도 할 수 있습니다.

그렇다면, '마력'과 '토크'의 차이는 무엇일까요? 마라톤 선수가 주어진 시간에 지속적으로 달릴 수 있는 힘을 '마력'이라고 한다면, 역도 선수가 순간적으로 몇 ㎏을 들어 올릴 수 있느냐를 따지는 힘은 '토크'가 되는 것입니다.

마력은 최고 속도에 얼마나 빨리 도달하느냐, 최고 속도가 얼마나 빠르냐를 따지는 기준이고, 토크는 순간 가속도가 얼마나 되느냐를 따지는 기준이 되는 것이라고 할 수 있습니다.

일반적으로 마력과 토크가 높으면 성능이 좋은 엔진이라고 할 수 있습니다. 그런데 토크를 언급할 때 빠지지 않는 것이 'RPM(엔진 회전수)'입니다. 토크는 RPM에 따라 달라집니다. '최고출력은 180마력(4000RPM), 최대토크는 43.9㎏.m(1500~3000RPM)'이라는 말은 엔진회전이 4000회일 때 가장 강한 힘인 180마력이 나오고, 엔진회전이 1500~3000회일 때 가장 강한 순간 가속력인 43.9㎏.m가 나온다는 뜻입니다.

보기 드문 엔진을 장착한 아우디 자동차의 엔진룸 모습. [사진=유튜브 화면캡처]

엔진이 어느 정도 회전할 때 가장 높은 마력과 토크가 분출되는지 알아야 비로소 그 엔진의 성능을 평가할 수 있다고 합니다. 예를들어 '최대출력과 토크가 3000RPM에서 나온다'는 승용차는 보통 성능이 좋은, 효율적인 엔진으로 평가받습니다. 연료는 비교적 적게 사용하면서 많은 힘을 발생시킨다는 의미니까요.

반면, '1만3000RPM에서 최대출력과 토크가 나온다'는 승용차는 연료 낭비가 심한 엔진이라고 할 수 있습니다. 레이스용 차량에서나 나올 수 있는 RPM이지요. 이 차는 RPM이 최대치에 근접했을 때에야 최대출력과 토크를 발생시키는 만큼 연료 소모가 막심한 차량이 되는 것입니다.

다만, 마력과 토크로만 엔진의 성능을 평가할 수는 없습니다. 변속기의 성능, 타이어의 효율 등 다른 조건을 종합해야 합니다. 마력과 토크가 같은 차량이 여러 대 있어도 변속기와 타이어가 서로 다르면, 실제 주행 성능에는 큰 차이가 있습니다. 특히 최근에는 탄소배출량이 중요해진 만큼 마력과 토크는 엔진의 성능을 평가하는 몇 가지 요소 중 하나일뿐이라고 할 수 있습니다.

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수수께끼 같은 자동차 용어는 또 있습니다. 기본적으로 세금의 기준이 되는 배기량이 있고, 몇 기통이며, 직렬식 엔진이고, 분사방식이 직접분사니, 간접분사니 하는 용어들도 있습니다. 이런 용어들은 [수수께끼 자동차 용어-③직렬·V형·직접분사?] 편에서 살펴보도록 하겠습니다.