엔진 마력 계산기
계산 결과
출력(hp)
- 출력(kW)
- 167.6 kW
- 출력(PS)
- 227.8 PS
엔진 마력 계산기는 토크와 회전수를 넣어 엔진이 그 지점에서 내는 출력을 구하는 도구입니다. 출력은 토크와 회전수를 곱한 값이라, 같은 토크라도 회전수가 두 배면 출력도 두 배가 됩니다. 400 N·m를 4,000 rpm에서 내는 엔진은 224.7 hp이고, 같은 값을 kW로 적으면 167.6 kW, 미터법 마력으로 적으면 227.8 PS입니다. 여기서 가장 조심할 것이 단위입니다. hp는 기계 마력이고 PS는 미터법 마력이라서 1 hp가 1.01387 PS가 되고, 두 값은 1.4% 차이로 갈립니다. 한국과 유럽 제조사는 PS를 쓰고 미국 자료는 hp를 쓰므로, 카탈로그의 숫자를 비교할 때 어느 쪽인지 밝히지 않으면 순위가 뒤집힐 수 있습니다. 참고 표는 마력과 kW, PS를 나란히 놓았습니다.
출력 단위 환산표
| 마력(hp) | 킬로와트(kW) | 미터법 마력(PS) |
|---|---|---|
| 50 | 37.3 | 50.7 |
| 75 | 55.9 | 76 |
| 100 | 74.6 | 101.4 |
| 120 | 89.5 | 121.7 |
| 150 | 111.9 | 152.1 |
| 200 | 149.1 | 202.8 |
| 250 | 186.4 | 253.5 |
| 300 | 223.7 | 304.2 |
| 350 | 261 | 354.9 |
| 400 | 298.3 | 405.5 |
| 500 | 372.8 | 506.9 |
| 600 | 447.4 | 608.3 |
| 1000 | 745.7 | 1013.9 |
한 줄을 가로로 읽으면 같은 출력을 세 단위로 볼 수 있습니다. 킬로와트와 PS 열은 모두 마력 열에서 정확한 환산으로 나온 값이라 1 hp = 0.7456999 kW = 1.01387 PS가 성립하고, 두 값은 항상 같이 움직이며 PS 쪽이 늘 조금 큽니다. 세 단위가 모두 1,000에 가까워지는 줄에서 차이가 가장 잘 보입니다.
공식
출력 = 토크 × 2π × 회전수 ÷ 60
- torque
- 해당 회전수에서의 크랭크축 토크(N·m)
- rpm
- 엔진 회전수(분당 회전수)
엔진의 토크 곡선에서 한 지점을 골라 그 회전수에서의 출력을 알고 싶을 때 씁니다. 카탈로그가 토크만 알려 주고 출력은 다른 단위로 적어 두었을 때 특히 쓸모 있습니다. 토크는 회전수에 따라 변하므로 두 값은 같은 지점에서 읽어야 합니다. 최대 토크 회전수와 최대 출력 회전수는 보통 다릅니다.
계산 예시
2.0리터 터보, 최대 토크 지점: 400 N·m / 4,000 rpm
- 토크 400 N·m, 회전수 4,000 rpm
- 각속도: 2π × 4,000 ÷ 60 = 418.88 rad/s
- 출력: 400 × 418.88 = 167,552 W
- 마력으로: 167,552 ÷ 745.6999 = 224.7 hp
- kW로: 167,552 ÷ 1,000 = 167.6 kW
- 미터법 마력으로: 167,552 ÷ 735.49875 = 227.8 PS
세 값은 같은 출력을 세 가지 자로 잰 것입니다. PS가 hp보다 큰 것은 미터법 마력이 더 작은 일률을 1마력으로 정의하기 때문이고, 두 정의 모두 물리 법칙이 아니라 역사적인 약속입니다.
디젤, 1,000 N·m를 100 rpm에서
- 토크 1,000 N·m, 회전수 100 rpm
- 각속도: 2π × 100 ÷ 60 = 10.47 rad/s
- 출력: 1,000 × 10.47 = 10,472 W
- 마력으로: 10,472 ÷ 745.6999 = 14.0 hp
- 미터법 마력으로: 10,472 ÷ 735.49875 = 14.2 PS
토크가 두 배 넘게 커도 회전수가 40분의 1로 떨어지면 출력은 오히려 작아집니다. 이 지점은 크랭크가 거의 돌지 않는 상태라 실제 주행에서는 나오지 않는 값입니다.
한계
이 계산기는 크랭크축에서 나오는 출력을 구합니다. 바퀴에 전달되는 출력은 변속기와 구동계 손실로 10%에서 15%가량 줄어들며, 이 손실은 이 페이지가 다루지 않습니다. 토크 값은 같은 회전수에서 읽은 것이어야 합니다. 최대 토크와 최대 출력은 보통 서로 다른 회전수에서 나오므로, 두 지점의 값을 섞어 넣으면 어느 쪽에도 해당하지 않는 숫자가 나옵니다. hp와 PS는 정의가 다른 별개의 단위이고, 1.4% 차이는 등급이 갈리는 경계에서 실제로 순위를 뒤집습니다.
자주 묻는 질문
- 마력은 어떻게 계산하나요?
- 토크에 각속도를 곱합니다. 각속도는 2π × 회전수 ÷ 60이므로, 400 N·m를 4,000 rpm에서 내는 엔진은 400 × 418.88 = 167,552 W, 곧 224.7 hp입니다. 토크와 회전수를 같은 지점에서 읽는 것이 조건입니다.
- PS와 hp는 무엇이 다른가요?
- 정의가 다른 두 단위입니다. hp는 745.6999 W, PS는 735.49875 W라서 1 hp가 1.01387 PS입니다. 한국과 유럽 제조사는 미터법 마력인 PS를 쓰고 미국 자료는 hp를 쓰므로, 두 나라 수치를 그대로 비교하면 1.4%가 어긋납니다.
- 토크가 큰 차가 더 빠른가요?
- 토크만으로는 알 수 없습니다. 출력이 토크와 회전수의 곱이기 때문입니다. 1,000 N·m를 100 rpm에서 내는 엔진은 14 hp밖에 되지 않습니다. 어느 회전수 구간에서 그 토크가 유지되는지가 실제 주행 성능을 가릅니다.
- 바퀴에 전달되는 출력도 같은가요?
- 아닙니다. 변속기와 구동계를 지나면서 10%에서 15%가량 줄어듭니다. 이 계산기는 크랭크축 출력을 구하므로, 바퀴 출력을 재는 시험기와 비교하면 항상 조금 크게 나옵니다. 그 차이를 흔히 구동 손실이라고 부릅니다.
- 회전수를 두 배로 올리면 출력도 두 배가 되나요?
- 토크가 그대로 유지된다면 그렇습니다. 다만 실제 엔진은 회전수가 올라가면 토크가 떨어지므로 출력은 두 배까지 오르지 않습니다. 그래서 최대 출력은 토크가 아직 남아 있는 중간 회전수에서 나옵니다.
참고 문헌
- NIST Guide to the SI, Special Publication 811 — 미국 표준기술연구소의 SI 사용 지침 — US National Institute of Standards and Technology
- The International System of Units (SI Brochure) — 국제단위계(SI) 해설서 — Bureau International des Poids et Mesures