Quand passer la vitesse : au-delà du pic de couple

Le couple maximal n'est pas le bon endroit pour changer de rapport. Le rapport suivant multiplie le couple par un nombre plus petit et ramène le régime à un point plus bas de la courbe. Ce qui compte, c'est la force aux roues avant et après le passage. Cet article trouve le point où les deux sont égales, en utilisant le moteur inventé de l'article sur le graphique du banc d'essai et deux pignons inventés. Rien de tout cela ne correspond à des données sur une voiture du jeu.

La règle

La force aux roues est proportionnelle au couple moteur multiplié par le rapport total de transmission (le rapport de boîte fois le rapport de pont, comme dans l'article sur les rapports de boîte). Les pertes et le rayon des pneus s'appliquent aux deux rapports de la même façon, donc ils s'annulent.

Passer au rapport suivant à un régime r ramène le régime à r × (rapport suivant ÷ rapport actuel). Le meilleur moment pour changer est celui où la force après le passage est égale à la force avant :

couple à r × rapport actuel = couple à (r × rapport suivant ÷ rapport actuel) × rapport suivant

Avant ce point, rester dans le rapport actuel donne plus de force. Après, c'est le rapport suivant qui en donne plus. Le point se situe là où les deux courbes de force aux roues se croisent.

Un exemple de deux rapports

Prenez le moteur du graphique du banc d'essai (couple de 220, 260, 290, 300, 280 et 240 lb-ft entre 2,000 et 7,000 rpm, reliés par des segments droits) et un pont de 3.42 avec des pneus de 26 pouces. Le rapport A vaut 1.30 et le rapport B 1.15, tous deux inventés. Les rapports totaux sont 1.30 × 3.42 = 4.45 et 1.15 × 3.42 = 3.93, donc passer de A à B ramène le régime à 1.15 ÷ 1.30 = 0.885 de sa valeur. Le régime maximal est de 7,000 rpm. La vitesse en mph vaut mph = rpm × 26 ÷ (rapport total × 336).

Calcul du point de croisement

Entre 6,000 et 7,000 rpm, le couple de l'exemple décroît en ligne droite : 280 − 0.04 × (rpm − 6,000). En égalisant les deux membres de la règle, on obtient un passage à 6,898 rpm dans le rapport A. Le régime tombe alors à 6,898 × 0.885 = 6,102 rpm dans le rapport B. Vérifions :

• Rapport A à 6,898 rpm : 244.1 lb-ft × 4.446 = 1,085.2.
• Rapport B à 6,102 rpm : 275.9 lb-ft × 3.933 = 1,085.2.
• Les deux correspondent à 120.1 mph.

Le pic de couple est à 5,000 rpm. Le croisement est à 1,898 rpm au-dessus, donc le meilleur passage se situe bien au-delà du couple maximal. Il est aussi au-delà du pic de puissance, qui, avec des segments droits entre les points, est vers 6,500 rpm (l'article sur le banc d'essai montre qu'il se situe entre 6,000 et 7,000).

Pourquoi une force égale signifie une puissance égale

À une vitesse sur route donnée, les roues tournent à la même vitesse dans les deux rapports, donc la force aux roues est proportionnelle à la puissance fournie par le moteur. Au croisement, le moteur développe 244.1 × 6,898 ÷ 5,252 = 320.6 hp dans le rapport A, et 275.9 × 6,102 ÷ 5,252 = 320.6 hp dans le rapport B. On peut donc lire la règle sur une courbe de puissance : passez quand la puissance au régime réduit égale celle que vous quittez. Les deux régimes encadrent le pic de puissance.

Ce que coûte un passage trop précoce

Voici la force juste avant et juste après un passage à quatre régimes moteur dans le rapport A, en passant au rapport B :

• 5,000 rpm (couple maximal) : descend à 4,423 rpm, 1,334 devient 1,157, soit une perte de 13.2%.
• 6,000 rpm : descend à 5,308 rpm, 1,245 devient 1,156, soit une perte de 7.2%.
• 6,500 rpm (environ le pic de puissance) : descend à 5,750 rpm, 1,156 devient 1,121, soit une perte de 3.0%.
• 7,000 rpm (régime maximal) : descend à 6,192 rpm, 1,067 devient 1,071, soit un gain de 0.4%.

Plus le passage est tardif, moins il coûte, jusqu'au croisement. Au-delà, rester dans le rapport A fait perdre de la force.

Quand le croisement est au-delà du régime maximal

L'écart entre les rapports tranche. La boîte à quatre rapports de l'article sur le rapport de boîte a des sauts de 2.80 à 1.80, qui ramènent le régime à 0.64 de sa valeur. Vérifiées sur ce moteur, les courbes ne se croisent nulle part en dessous de 7,000 rpm : le moteur manque de régime avant. Le bon geste est alors de passer au limiteur. Des rapports rapprochés, comme les 1.30 et 1.15 ci-dessus, ramènent le croisement dans la plage.

Limites de la méthode

• Le changement de rapport prend du temps. La comparaison suppose qu'il n'y a aucune coupure de transmission, et un vrai changement coûte un instant sans aucune poussée.
• L'adhérence peut plafonner la force. Si les pneus ne peuvent pas transmettre la force, un rapport supplémentaire ne fait qu'ajouter du patinage. L'article sur le régime de lancement traite de cette limite.
• La vraie courbe se courbe. Des segments droits entre six points sont une approximation : traitez donc 6,898 rpm comme une estimation.

Utilisation dans le jeu

Pink Slip Kings propose des commandes de passage manuel, un banc d'essai qui compare puissance et couple, et des rapports et un pont réglables. Estimez où tombe le régime réduit, puis vérifiez le résultat sur le relevé de temps. What suits any particular car in the game is outside this post.