Das Spitzendrehmoment ist der falsche Punkt zum Schalten. Der nächste Gang multipliziert das Drehmoment mit einer kleineren Zahl und senkt die Drehzahl auf einen niedrigeren Punkt der Kurve. Entscheidend ist die Kraft an den Rädern vor und nach dem Schalten. Dieser Beitrag findet den Punkt, an dem beide gleich sind, mit dem erfundenen Motor aus dem Prüfstandsdiagramm-Beitrag und zwei erfundenen Gängen. Nichts davon sind Daten über ein Auto im Spiel.
Die Regel
Die Kraft an den Rädern ist proportional zum Motordrehmoment multipliziert mit der Gesamtübersetzung (dem Gang mal der Achsübersetzung, wie in Beitrag zu Getriebeübersetzungen). Verluste und Reifenradius wirken auf beide Gänge gleich, daher heben sie sich auf.
Beim Hochschalten von einem Gang in den nächsten sinkt die Drehzahl r auf r × (nächste Übersetzung ÷ aktuelle Übersetzung). Der beste Moment zum Schalten ist, wenn die Kraft danach gleich der Kraft davor ist:
Drehmoment bei r × aktuelle Übersetzung = Drehmoment bei (r × nächste Übersetzung ÷ aktuelle Übersetzung) × nächste Übersetzung
Vor diesem Punkt liefert der aktuelle Gang mehr Kraft. Danach der nächste. Der Punkt liegt dort, wo sich die beiden Radkraftkurven schneiden.
Ein Beispielpaar von Gängen
Nimm den Motor aus dem Prüfstandsdiagramm (Drehmoment 220, 260, 290, 300, 280 und 240 lb-ft bei 2,000 bis 7,000 rpm, durch gerade Linien verbunden) und eine Achsübersetzung von 3.42 mit 26-Zoll-Reifen. Gang A hat eine Übersetzung von 1.30 und Gang B eine von 1.15, beide erfunden. Die Gesamtübersetzungen sind 1.30 × 3.42 = 4.45 und 1.15 × 3.42 = 3.93, daher sinkt die Drehzahl beim Wechsel von A nach B auf 1.15 ÷ 1.30 = 0.885 ihres Wertes. Die Drehzahlgrenze liegt bei 7,000 rpm. Die Geschwindigkeit in mph ist mph = rpm × 26 ÷ (Gesamtübersetzung × 336).
| Geschwindigkeit | Drehzahl Gang A | Gang A | Drehzahl Gang B | Gang B |
|---|---|---|---|---|
| 100 mph | 5,746 | 1,268 | 5,083 | 1,173 |
| 110 mph | 6,320 | 1,188 | 5,591 | 1,133 |
| 120 mph | 6,895 | 1,086 | 6,099 | 1,086 |
| 121.8 mph | 7,000 | 1,067 | 6,192 | 1,071 |
Den Schnittpunkt berechnen
Zwischen 6,000 und 7,000 rpm fällt das Beispieldrehmoment in einer geraden Linie, 280 − 0.04 × (rpm − 6,000). Setzt man die beiden Seiten der Regel gleich, ergibt sich ein Schaltpunkt bei 6,898 rpm in Gang A. Die Drehzahl sinkt dann auf 6,898 × 0.885 = 6,102 rpm in Gang B. Prüfe es:
- Gang A bei 6,898 rpm: 244.1 lb-ft × 4.446 = 1,085.2.
- Gang B bei 6,102 rpm: 275.9 lb-ft × 3.933 = 1,085.2.
- Beide entsprechen 120.1 mph.
Die Drehmomentspitze liegt bei 5,000 rpm. Der Schnittpunkt liegt 1,898 rpm darüber, daher ist der beste Schaltpunkt deutlich jenseits des Drehmomentmaximums. Er liegt auch jenseits des Leistungsmaximums, das bei geraden Linien zwischen den Punkten bei etwa 6,500 rpm liegt (der Prüfstandsdiagramm-Beitrag zeigt, dass es zwischen 6,000 und 7,000 liegt).
Warum gleiche Kraft gleiche Leistung bedeutet
Bei einer Geschwindigkeit drehen sich die Räder in jedem Gang gleich schnell, daher ist die Kraft an den Rädern proportional zur Leistung, die der Motor abgibt. Am Schnittpunkt leistet der Motor 244.1 × 6,898 ÷ 5,252 = 320.6 hp in Gang A und 275.9 × 6,102 ÷ 5,252 = 320.6 hp in Gang B. Die Regel lässt sich also an einer PS-Kurve ablesen: Schalte, wenn die Leistung bei der gesunkenen Drehzahl gleich der Leistung ist, die du verlässt. Die beiden Drehzahlwerte liegen beiderseits des Leistungsmaximums.
Was ein früher Schaltvorgang kostet
Hier ist die Kraft kurz vor und kurz nach einem Schaltvorgang bei vier Motordrehzahlen in Gang A, Wechsel in Gang B:
- 5,000 rpm (Drehmomentspitze): sinkt auf 4,423 rpm, 1,334 wird zu 1,157, ein Verlust von 13.2%.
- 6,000 rpm: sinkt auf 5,308 rpm, 1,245 wird zu 1,156, ein Verlust von 7.2%.
- 6,500 rpm (etwa Leistungsmaximum): sinkt auf 5,750 rpm, 1,156 wird zu 1,121, ein Verlust von 3.0%.
- 7,000 rpm (Drehzahlgrenze): sinkt auf 6,192 rpm, 1,067 wird zu 1,071, ein Gewinn von 0.4%.
Je später geschaltet wird, desto weniger kostet es, bis zum Schnittpunkt. Darüber hinaus verschenkt der Verbleib in Gang A Kraft.
Drehmomentspitze und Leistungsmaximum sind die Punkte, an denen der Motor am stärksten ist. Der beste Schaltpunkt liegt dort, wo der nächste Gang nach seinem Drehzahlabfall genauso stark ist wie der aktuelle. Das hängt vom Abstand der Gänge ab, daher hat jeder Gang seinen eigenen.
Wenn der Schnittpunkt jenseits der Drehzahlgrenze liegt
Der Abstand zwischen den Gängen entscheidet. Das Vierganggetriebe im Beitrag zu Gangübersetzungen hat Stufen von 2.80 bis 1.80, die die Drehzahl auf 0.64 ihres Wertes senken. Gegen diesen Motor geprüft, schneiden sich die Kurven nirgends unterhalb von 7,000 rpm: Der Motor kommt zuerst an seine Drehzahlgrenze. Der richtige Zug ist dort, am Begrenzer zu schalten. Enge Gänge wie die 1.30 und 1.15 oben bringen den Schnittpunkt in Reichweite.
Grenzen der Methode
- Der Schaltvorgang selbst braucht Zeit. Der Vergleich setzt voraus, dass es keine Unterbrechung im Antrieb gibt, aber ein echter Gangwechsel kostet einen Moment, in dem gar kein Schub anliegt.
- Die Haftung kann die Kraft begrenzen. Wenn die Reifen die Kraft nicht übertragen können, bringt zusätzliche Übersetzung nur Durchdrehen. Der Beitrag zur Launch-Drehzahl behandelt diese Grenze.
- Die echte Kurve krümmt sich. Gerade Linien zwischen sechs Punkten sind eine Näherung, daher betrachte 6,898 rpm als Schätzung.
Im Spiel verwenden
Pink Slip Kings hat manuelle Schaltelemente, einen Prüfstand, der PS und Drehmoment vergleicht, sowie einstellbare Übersetzungen und Achsübersetzung. Schätze, wo die gesunkene Drehzahl landet, und prüfe dann das Ergebnis auf dem Zeitzettel. What suits any particular car in the game is outside this post.
Pink Slip Kings: Drag Racing ist ein 3D-Drag-Racing-Spiel mit manueller Start- und Schaltsteuerung, detailliertem Tuning, einem Dyno, Telemetrie und Rennzeitzetteln sowie den Modi Test & Tune und Tuner-Sandbox. Es läuft offline, hat keine Werbung und keine In-App-Käufe, und das In-Game-Geld und die Autos können nicht gekauft oder gegen echtes Geld getauscht werden. Das Spiel befindet sich derzeit im geschlossenen Test.