バイクや車の排気量と馬力、トルクの違いを教えてください。

Question

排気量と馬力とトルクの違い、関連性がよく分かりません。
チューンすることで排気量が変わらないまま馬力だけ上がる
ようなことってあるんでしょうか？
トルクって加速力？ってことはギア比に依存するのでしょうか？

Answer 1

トルク＝力
馬力＝仕事率

1kg･m = エンジンのクランクシャフトに1mの棒をつけ、1kgの錘を持ち上げられる力を言う
1馬力 ＝ 1秒間に75kgの物を1m動かす仕事をできること

エンジン回転6000rpmで最大トルク10kg･mのエンジンがあるとき
6000回転/分÷60秒＝100回転/秒
半径1mの円の外周は6.28m
6.28m×100回転＝628m
（10kg×628m）÷（75kg×1m）＝83.7馬力

もしこのエンジンが8000rpmでトルク9kg･m出ていれば
8000回転/分÷60秒＝133.3回転/秒
6.28m×133.3回転＝837.1m
（9kg×837.1m）÷（75kg×1m）＝100.5馬力

つまり、ピークトルクの回転数＝ピーク馬力の回転数とは決まっていません。

通常、タービンやコンプレッサーなどの加給器がついていないエンジンでは、馬力を上げるのは大変な事です。
排気ガスを効率よくエンジンから排出させ、吸入空気を効率よくエンジンへ吸わせ、ちょうど良い燃料量を噴射させ、最も効率の良いタイミングで点火させる・・・・・そんな地味な事の積み重ねです。

自動車（バイク）メーカーが市販する際には効率よりも他の要素に重点を置いたり、コストの関係で出来ない事が普通です。
また燃料の量や点火のタイミングも、生産する何万台というエンジンのバラツキも許容できるようにマージンが多く持たせてあります。

馬力を上げると言うのは、効率をよくする・マージンを削るの繰り返し作業なんですよ！


【追記です】
人間に例えれば、100kgの荷物を10秒間に1m動かせる人と、50kgの荷物を5秒間に1ｍ動かせる人、これはどちらも同じ馬力になります。
（50kgしか運べなくても、2回に分ければ結果的に100kgの荷物を10秒で1m運べる）
しかし、トルクは後者が半分です。

トルクがないと、上り坂のようなところでエンジンの回転が上昇しません。
トルクがあれば、上り坂でもグイグイエンジンの回転が上昇していきます。
馬力は結果的な仕事をした量なので、加速力云々はトルクの値に意味があります。

ギヤというのは、ギヤ比によってタイヤでの最終的なトルクを稼ぐためのものです。
回転を落とせば、得られるトルクは大きくなります。
ギヤ比に依存するのは、駆動輪の出力トルクであって、エンジンの出力トルクはギヤに関係なく一定です。

質問者からのお礼コメント

ありがとうございます、非常に詳しく書いてくださり、追記の部分が
分かりやすかったのでこちらの方をＢＡとさせていただきます。
オフロードの場合トルクが肝心なステータスになりそうですね・・・。

Answer 2

馬力とは、物を移動させる力を言います。
根源は馬が物を引っ張る力です。

トルクとは物体を持ち上げる力を言います。
正確に説明するには、物理の授業のようにとても理解しがたい内容となります。

馬力が多ければ、加速力が大きいと言えます。
トルクが大きいと勾配を上る力が強いと言えます。

馬力が大きくても、トルクが小さいと坂を上れなくなります。
トルクが大きくて、馬力が小さいと速度（最高）が低くなります。

馬力とトルクの釣り合いが必要とされています。

排気量を大きくしますと、トルクを簡単に増やすことができます。
エンジン回転数を多くしますと、馬力を上げやすくなります。

バイクの場合、エンジンを取り付けるスペースが小さく、車体も軽いため小さなエンジンで回転数を上げることで速く走ることが出来ます。トルクが少なくて済むのは、バイク自体が軽いため物を持ち上げる力が小さくて済むからです。

自動車の場合は鉄の塊ですからどうしてもトルクが必要となります、重い物を動かす力はトルク（物を持ち上げる力）が必要だからです。
馬力だけ大きくても、トルクが無ければ走り出すことが不可能となります。

ギア比はエンジン回転数をどう駆動輪に影響させるかに関係します、最終減速比が小さければ少ないエンジン回転数で高い速度を出すことが出来ます。しかしその様な使い方をするためにはそれなりに大きなトルクが必要となります。

大変解りづらい説明で申し訳ありませんが、私にはこれ以上砕いて説明することが出来ません。

Answer 3

＞排気量が変わらないまま馬力だけ上がる ようなことってあるんでしょうか？


より 高回転まで回るようにして

時間あたりの排気量（消費ＦＵＥＬ量）を上げれば ＯＫ