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토오크 특성의 변환
자동차의 운동은 엔진에서 발생하는 구동력과 주행저항의 조합으로부터 얻어지는 것이다. 이때 주행저항은 자동차의 중량, 전면 투영 면적 등 기본 제원에 의해 영향을 받는다. 또, 자동차의 성능은 최고 속도, 최대 등판 능력과 같은 정적 동력성능과 발진 가속 성능, 추월 가속 성능 등과 같은 과도적 동력 성능으로 나누어 평가된다.
자동차에서는 자동차의 속도가 낮을 때에는 구동력이 크고, 속도가 높을 때에는 구동력이 작아지는 특성이 바람직하다. 따라서 아래의 그림과 같은 토오크 특성이 적합하다.
따라서 이와는 다른 토오크 특성을 가지는 가솔린 엔진이나 디젤엔진에서는 토오크 특성을 단계적으로 증감시켜서 자동차의 구동력에 적절한 것으로 변환시키는 장치가 필요하고 이것이 바로 변속기이다.
변속기를 통하여 변환된 토오크 특성을 아래 그림에 보인다.
이때 구동력(F)는 다음 식으로 표현된다.
F = Te * FG * η / R
Te : 엔진의 토오크
FG : 총감속비
η : 구동계의 기계 효율
R : 타이어의 회전 반경
타이어의 접지면까지 전달되는 구동력(F)와 자동차의 전체 주행저항(가속 저항은 제외)과의 차이가 자동차의 운동을 지배하는 힘이 된다.
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