トルクと馬力の違い


今回は車を利用する人ならよく耳にするワード「トルク」と「馬力」についてであります。日常的に「この車のトルクは大きい」とか「この車は馬力がある」とか使っている人もいるかとおもいますが、果たして正しく使われているのでしょうか?「実は違う意味で使っていた」とか「全く同じ意味だと思ってた」という人も少なからずいるのではないでしょうか?

この記事を読んで、間違っている人がいたら、クールに指摘できるようになりましょう笑。

トルクの定義

トルクはモーメントと同義と言って良いでしょう。ですので以下のようなモデルを考えた時、ボルトにかかるトルクはT=F×Lとなります。

 

そして自動車において言えば、トルクは車を動かすのに必要な力、すなわち駆動力と言えます。上の絵ではボルトを動かす駆動力ですね。語尾に「力」とつきますが単位はモーメントなので[N・m]であることに注意してください。またトルクの大きさは、登坂能力や加速力、経済性と密接に関わっています。低回転域や中回転域に置いては、トルクが大きければ、車が駆動しやすくなるので、加速や登坂能力はよくなり、エンジンの回転数をあげなくても走れるので、燃費向上に繋がります。以下に図を示します。



スポンサードリンク

馬力

次に馬力です。馬力とは「仕事量」です。話は少々ずれますが、馬力のイメージを掴みやすくするために、仕事量の説明をします。

仕事量とは?

力Fで、物体を力Fの方向にどれだけ移動させたかを「Fの成果」と考え、この物理量を「仕事」と言います。仕事Wは、力Fで物体を距離Lだけ移動させた場合,
\begin{eqnarray}
W = F \times L
\end{eqnarray}
で定義されます。このように仕事は力とその移動距離だけで決まり、どれだけの時間で移動したかというのは考慮しないため、あくまで静力学的な物理量です。そして仕事量は仕事率と同義です。仕事率は「単位時間あたりの仕事」なので、物体をL運ぶのにt秒かかるとしたら、
\begin{eqnarray}
P&=& \frac{W}{t}=F \times \frac{L}{t}\\
&=&W \times \frac{1}{t}
\end{eqnarray}
で表現できます。

 

そして上式のW×1/tは自動車において、「仕事(W)」に相当するものは、「トルクT」、「単位時間あたり(1/t)」に相当するものは「(単位時間あたりの)エンジン回転数」であるので、馬力とは、「自動車を動かす力(トルク)」\( \times \)「エンジン回転数」ということになります。単位は[PS]で表され、1馬力とは「1秒間で75kgのものを1m持ち上げた時の仕事率」にあたります。

スパナとボルトの図で言えば、「ボルトを回転させるのに必要な力」がトルクで、「ボルトを回す速度と回す時間を合わせた仕事量」が馬力ということになります。

自動車において…

自動車の話に戻しますと、「タイヤを回転させる駆動力」がトルクで、「自動車が走るスピードとスピードを維持する時間を合わせた仕事量」が馬力ということになります。

なのでトルクが大きくても、必ずしも馬力があるとは言えないのです。トルクがあっても回転数が小さい低速域では馬力は少ないことになりますし、逆にエンジンの高回転域において、馬力はあっても、トルクが小さいと言えることもあるのです。

以上をまとめると、トルクが大きい車とは「低回転から力強く加速する車」のことを言い、馬力がある車とは、「高速走行時に加速の伸びが良い車」のことを言うのです。どうでしょうか?正しい使い方をしている人は案外少ないと思います。そして、これを知っているだけでも車を選ぶ際に、カタログの性能部分を少しは理解できるようになったと思いますので、車購入の際に役立ててみてください笑

余談ですが、上述してきた通り「発進時」と「十分に速度が出ている場合」とでは、求められるエンジンの回転数が異なり、その局面ごとに最適な力を出すために回転数を変化させなければなりません。この重要な役割を担っているのがトランスミッション(変速機)と言うことになります。



スポンサードリンク

 

 

記事が役に立ったらシェア!

投稿者:

中村 俊

中村 俊

1993/09/04生まれ。機械系大学院を休学し、ベンチャーでインターンしている最中。直近では、デカルトの「方法序説」に感銘を受けた。 趣味:読書、web開発の勉強、異分野の論文読んだり、記事書いたり。 最終的には経営者か研究者になりたい。

「トルクと馬力の違い」への1件のフィードバック

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です

CAPTCHA