トルクと出力の違いは?車の仕組みをわかりやすく解説!

車の豆知識

車のカタログを見ると、エンジンの項目に「最大トルク」と「最高出力」が記載されていますが、この二つの項目の違いは、わかっているようで意外にわかっていなかったりしますよね。

そこで今回は、車の仕組みの重要なポイントになる、トルクと出力の違いをわかりやすく解説します。

トルクとは、エンジンのクランクシャフトを回転させる力のこと

クランクシャフト

まず、トルクについて解説しましょう。

トルクを簡単に説明すれば、「エンジンのクランクシャフトを回転させる力」のことです。

クランクシャフトとは、ピストンの往復運動を回転力に変えるための軸のことです(画像の赤色)。

また、電気自動車の場合はクランクシャフトがないので、単純に「電動機の軸を回転させる力」のことになります。

トルクの単位は「kgf・m」、または「f」を省略して「kg・m」で表されます。

ちなみに、先端に1kgの重りが付いた長さ1mの棒を軸に取り付けて回転させたときに、軸の根本にはたらく回転力が「1kgf・m」です。

また、近年は自動車のカタログに記載するトルクの単位として、SI単位の「N・m」(ニュートン・メートル)も併記されるようになりました。

kgf・mに係数9.80665を掛けると、N・mに換算できます。

出力とは、エンジンの仕事率のこと

次に、出力について解説しましょう。

出力とは、簡単にいえば「エンジン(またはモーター)の仕事率」のことです。

「仕事率」とは、一定の時間に決められた重さの物体をどれだけ遠くに運べるかを表す量になります。

出力の単位として、日本では一般的に「馬力」が用いられています。

馬力には、ヤードポンド法による「英馬力」と、メートル法による「仏馬力」とがあります。

通常は、英馬力はアルファベッドの「HP」「hp」または「BHP」「bhp」、仏馬力は「PS」「ps」と表記されます。

日本はメートル法が用いられているので、仏馬力の「PS」「ps」が使われます。

ちなみに、1秒間に75kgの重量を1メートル動かすときの仕事率が、「1PS(ps)」です。

また、トルクと同じように、近年はカタログに記載される出力の表記にSI単位の「kW」が併記されるようになっています。

PS(ps)に係数0.7355を掛けると、kWに換算できます。

そして、じつは出力とトルクには相関関係があります。

トルクの数値にエンジンやモーターの回転数を掛けたものが、出力の数値になるからです。

トルクは加速力に影響し、出力は最高速度に影響するという違いがある

これまでの説明で、トルクと出力の意味と違いについてはお分かりいただけたことでしょう。

では、具体的にトルクや出力の数値は、車の性能にどんな影響を与えるのでしょうか?

まず、トルクの数値は車の加速性能に影響を与えます。

トルクの数値が大きいほど、エンジンまたはモーターの軸を回転させる力が大きいので、力強い加速が可能になります。

加速性能は、トランスミッションの方式やギアレシオによっても変わってきますが、一番大きな影響を与えるのはエンジンのトルクです。

また、トルクの数値は登坂能力(坂を登る力)にも影響します。

一方、出力の数値は、車の最高速度を左右します。

「出力=トルク×エンジン(モーター)の回転数」であると説明しましたが、エンジンやモーターの回転が高くなれば、タイヤの回転も速くなります。

したがって、出力が大きければ最高速度も上がる、ということです。

このように、トルクは加速性能に影響し、出力は最高速度に影響するという違いがあります。

エンジン性能曲線から、トルクと出力の特性には大きな違いがあることがわかる

現在はあまり見かけなくなりましたが、昔は車のカタログに「エンジン性能曲線」というグラフが記載されていました。

エンジン性能曲線とは、縦軸に出力とトルク、横軸にエンジン回転数をとったグラフのことです。

車のカタログには、「最高出力」「最大トルク」の数値の横にエンジンの回転数が記載されていることからわかるとおり、出力やトルクはある回転数のときに限り最高・最大の数値になります。

どんな回転数のときでも最高出力・最大トルク出せるわけではないのですから、実際に車を運転したときにどの回転数でどのくらいの出力とトルクを発生しているのかは、カタログ上の数字だけでは知ることはできません。

そこで出番となるのが、エンジン性能曲線というわけです。

エンジン性能曲線を見れば、エンジン回転数と出力・トルクの相関関係がひと目でわかります。

そして、出力とトルクとを比べると、曲線のカーブに大きな違いがあることもわかるはずです。

出力は、エンジン回転数が低いときはごく低い数値に留まりますが、エンジン回転数が上がるにしたがって、急激なカーブを描いて上がっていきます。

そして、最高出力発生回転数を超えると、はじめて下降のカーブを描いたあとですぐに曲線は途切れます。

最高出力の発生回転数は車種によって大きく異なりますが、一般的に5,000回転~8,000回転くらいと高い回転数になっています。

一方トルクは、まずエンジン回転数が低いときでもそこそこ数値が大きい点が、出力の場合との大きな違いになっています。

そして、最大トルク発生回転数に近づくにしたがってカーブがなだらかに上がっていき、最大トルク発生回転数を超えるとなだらかな下降線を描きます。

最大トルクの発生回転数は、多くの場合2,000回転~5,000回転くらいで、最高出力発生回転数よりもずっと低くなっています。

乗りやすさを重視するなら、出力よりもトルク重視で

サーキット走行を楽しみたいなら別ですが、公道での乗りやすさを重視するなら、出力よりもトルクを重視するべきです。

最高出力がそれほど高くなくても、最大トルクの数値が大きくて、かつ発生回転数の低い車は、エンジンの回転を上げられない街中でもアクセルを踏めば力強く加速してくれます。

したがって、特に神経を使うこともなく楽に走ることができます。

一方、最高出力の数値が大きくても、最大トルクが小さくて発生回転数も高い車は、エンジンの回転を高く保たないと満足のいく加速が得られません。

そのような車は、街中では扱いにくくなってしまいます。

もし、比較的排気量の小さいガソリン車に乗っていて、街中での乗りやすさに不満がある場合は、ディーゼルターボ車や電気自動車に乗り換えることで不満が解消されるはずです。

ディーゼルターボ車や電気自動車は、最高出力はそれほど高くはないものの、低い回転数でも大きなトルクを発生するため、街中での扱いやすさは抜群です。

その強力なトルクは、是非試乗で確かめてみてください。

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Profile
Ayumu

1988年、千葉県生まれ。小学生の頃からモーターショーに通う車好き。メカよりも外装や内装、車種名にくわしい人です。愛車はN-BOX。人生、一度でいいからポルシェ911に乗りたいと思っております。



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