トルクとは？ 自動車のトルクを解説・車ごとのトルク比較

トルクとは、固定されている回転軸を中心として生み出される力のことです。難しい言い方をすると、その回転軸周りの力のモーメントなどとも呼ばれています。

つまり回転軸を中心として力が生み出されているところにトルクありと言うわけでですが、エンジンにおいてその回転軸というのはクランクシャフトをさします。

トルクの算出方法は公式で示されています。その公式は次の通りです。

トルクN = r x F

この時、Fは物体に与えられる力を、そしてrは回転半径(回転軸と力の加わる部分の間の距離)を示しています。

トルクの説明をするときに頻繁に取り上げられるのが自転車のペダル運動です。自転車は、クランク軸を中心とする回転運動でギアとチェーンを用いて後輪を駆動させています。

回転軸となるクランク、脚力(ペダルにかけられる力)が加わるペダル、そしてクランクからペダル前の距離、ということを覚えておくとトルクを理解しやすいです。自転車では人間が力をかけていますが、エンジンではこれを機械的におこなっています。

エンジンにおけるトルクを考えますと、トルクは出力を計算するために必要な1つの要素です。数式で表しますと、次のようになります。

出力＝トルク x 回転数(エンジンの)

エンジンで言うところの出力はkW(昔の表現なら馬力)で表現されていますから、高出力エンジンとなるかどうかを決定づけるひとつの重要要素となっているのです。

トルクを表現する単位について触れておくと、JIS規格ではkgf・mという単位で表示されます。

国際単位系にあたるSIではN・mという単位での表示です。これは出力表示でも同じで、JIS表示はPS、SI表示だとkWとなっています。

なお、車種はなんでも良いのでエンジンスペックを一度ご覧いただくとわかると思いますが、現在は国産単位系のSIと、国内では昔から使われているJISの両方が表記されています。

トルクのある(トルクの高い)エンジンを搭載した車に乗った時の実感としては、低回転からエンジンがよく回る・走り出しが良い、基本的に車が気持ちよく走るといったフィーリングを挙げることができます。

また、先ほど紹介した出力の算出方法をご覧いただくとわかる通り、トルクが高くなれば高出力になりますし、エンジンが高回転に対応していなくてもトルクで稼ぐことも(そしてその逆も然り)できるというわけです。

周知の通り、エンジンにはガソリン燃料を用いるガソリンエンジンと軽油を用いるディーゼルエンジンの2種類があります。

一般的に、ガソリンエンジンは高回転域において高トルクを発生させ、それとは反対にディーゼルエンジンは低回転域において高トルクを発生させる、という異なる特徴を持っているのです。

別の言い方をすれば、ガソリンエンジン車は高回転で回すと気持ちよく走れますし、ディーゼルエンジン車は低回転から力強い走りを体感することができます。

貴重な後輪駆動車として数多くの自動車愛好家を虜にしてきたトヨタ 86。そんな86に搭載されているエンジンの型式・馬力・トルクは次の通り

・型式：FA20エンジン(水平対向4気筒2.0Lプレミアムガソリンエンジン)
・152kW(207PS)/7,000rpm
・最大トルク：212N・m(21.6kgf・m)/6,400~6,800rpm
＊メーカーの諸元表を元に作成、6MT車両の場合

今や最も売れている国産スポーツカーと言っても過言ではないトヨタ 86、最大トルクは212N・mとなっています。この数値を基準として、他の車種のエンジンスペックを見てみましょう。

日本のコンパクトカーの代名詞とも言えるトヨタ ヴィッツ、老若男女が所有しているこの車、実はエンジンバリエーションが多くグレードも様々なのです。そこで、ここでは1.0Lエンジンを搭載するJewelaグレードのエンジン型式・馬力・トルクを紹介。

・型式：1KR-FE(1.0L直列3気筒ガソリンエンジン)
・最高出力(ネット)：51kW(69PS)/6,000rpm
・最大トルク(ネット)：92N・m(9.4kgf・m)/4,300rpm
＊メーカーの諸元表を元に作成

最大トルクは92N・mとなっていて、この数値は先ほど紹介した86の半分以下の数値となっていることがわかります。

マツダのMAZDA2、つまりは元デミオであるコンパクトカーですが、この車両にはガソリンエンジンモデルとディーゼルエンジンモデルが用意されています。それぞれのベースグレードにあたる15SとXD PROACTIVEグレードをチェックしたところ、以下の通りです。

ガソリンエンジン
・エンジンタイプ：SKYACTIV-G 1.5(1.5L水冷直列4気筒DOHC16バルブ)
・最高出力：81kW(110PS)／6,000rpm
・最大トルク：141N・m(14.4kgf・m)/4,000rpm

ディーゼルエンジン
・エンジンタイプ：SKYACTIV-D 1.5(水冷直列4気筒DOHC16バルブ 直噴ターボ)
・最高出力：77kW(105PS)／4,000rpm
・最大トルク：250N・m(25.5kgf・m)/1,500－2,500rpm
＊共にメーカーの諸元表を元に作成

最高出力はガソリンエンジンが4kWほど上回っている一方で、最大トルクはディーゼルエンジンが109N・m上回っています。最大トルクが発生するエンジン回転数も1,500-2,500rpmと、ガソリンエンジンの場合の4,000rpmよりも低回転です。

ハイブリッドシステムを搭載する軽トールワゴンタイプで、その中性的なデザイン性が特徴となっているスズキ スペーシア。軽自動車であるスペーシア のエンジンスペックはどのようになっているのでしょうか。

エンジン型式：R06A型(0.66L水冷直列3気筒ガソリンエンジン)
最高出力：38kW(52PS)/6,500rpm
最大トルク：60kW(6.1kgf・m)/4,000rpm
＊メーカーの諸元表を元に作成

ハイブリッドのモーターが搭載しているとはいえ、これまで紹介した車種と比べると最高出力と最大トルク共にこれまでみてきた普通車よりも低いのがわかります。

EV(電気自動車)のもつ蓄電バッテリーとモーターはエンジンとは異なるトルク特性を持ちます。

モーターの場合、低回転域から高トルクを発揮することができます。実際に運転してみるとわかりますが、信号待ちからの加速などが鋭いことが実感できると思います。

ここで、日本における電気自動車の象徴的な立ち位置にある日産 リーフの原動機(電動機)のスペックを見てみましょう(総電力量40kWhの駆動用バッテリーを搭載したSグレードで紹介しています)。

・型式：EM57(交流同期電動機)
・定格出力：85kW
・最高出力：110kW(150PS)/3,283~9,795rpm
・最大トルク：320N・m(32.6kgf・m)/0~3283rpm
＊メーカーの諸元表を元に作成

このスペックを見て分かる通り、最高出力や最大トルクは1.5Lのガソリンエンジンを搭載するコンパクトカーよりも高く、特に最大トルクに関しては最初に紹介したトヨタ 86の最大トルクよりも高いです。

ちなみに、総電力量が62kWhの駆動用バッテリーを搭載したグレードですと、最高出力160kW(218PS)/4,600~5,800rpmに最大トルク340N・m(34.7kgf・m)/500~4,000rpmとなっています。こちらの場合はトヨタ 86の最高出力・最大トルクを上回るスペックになっています。

トルクレンチとはどれくらいの力で締め付けているのかを数値で教えてくれる工具です。

ボルトやナットが使われているもの全てにおいて、最大規定トルクというものが定められています。

車に当てはめて考えると、タイヤを固定するために使うホイールナット、オイルパンのドレンボルト、サスペンション関係のボルトやナットにハブナットetc、これら全てをどれくらいのトルクで締めるべきであるのかが細かく決められているのです。

このように、トルクレンチは車の整備において必要不可欠な工具となっています。

今回はトルクというものについて、その定義や特徴、エンジンにおけるトルクやエンジンの種類におけるトルクの違い、そして電気自動車のトルク特性や工具に見るトルクについても紹介しました。

エンジンというと馬力に目が行きがちですが、これからはトルクがどれくらいあるのかにも興味を向けてみるとその車のもつ特徴がより理解できると思います。