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発進時の回転数:ホイールスピンとエンストのあいだ

Launch RPMは2つの失敗の間の妥協です。回転を上げすぎるとタイヤが空転し、少なすぎるとエンジンがもたつきます。正しい回転数はその間にあり、スリップ上の60フィートタイムが、それを見つけたかどうかを教えてくれます。

1/4マイルの最初の60フィートで、走行の大部分の勝敗が決まり、それは主にグリップの問題です。エンジンはタイヤが路面に伝えられる以上の力を生み出せるため、スタート時の余分な回転数が必ずしも役立つとは限りません。この記事では1台の例の車を扱います。数字は例示であり、ゲーム内のどの車の数字でもありません。

タイヤが上限を決める

タイヤが路面に伝えられる最大の力は、摩擦係数に、タイヤを押さえつけている荷重を掛けたものです: F = μ × N. Newton's second law says F = m × a, and N for a car with all its weight on the driven wheels is m × g, so the mass cancels:

最大加速度 ≈ μ × g

グリップの強いスリックタイヤの摩擦係数は1前後なので、上限はおよそ1g、つまり32.2 ft/s²です。一定の加速度では、進む距離は ½ × a × t² で、t = √(2d ÷ a) となります。1gで60フィートなら √(120 ÷ 32.17) = 1.93 秒です。FRの車は、次のセクションの理由により、この値には届きません。

荷重は後ろへ移動する

FR車のすべての重量が駆動輪にかかっているわけではありません。この例の車両は重量3,000 lbで、50%が後車軸にかかるので、停止時には1,500 lbが駆動タイヤを押さえています。加速すると荷重は後ろへ移動します。その量は、重量 × 加速度(g単位) × 重心高 ÷ ホイールベースに等しくなります。重心高が20インチ、ホイールベースが100インチなら、1gの加速につき 3,000 × 1 × 20 ÷ 100 = 600 lb が移動します。

μ = 1.0 のとき、後輪は 1.0 × (1,500 + 600 × a) の力を路面に伝えられます。ここで a は加速度(g単位)です。これを 3,000 × a に等しいとおくと、a = 1,500 ÷ 2,400 = 0.625 g になります。後輪は 1,500 + 600 × 0.625 = 1,875 lb の荷重を支え、トラクションの限界は 1,875 lb の力です。0.625 g での60フィート走行時間は √(120 ÷ (0.625 × 32.17)) = 2.44 秒です。

空転すると時間を失う理由

摩擦には2つの値があります。接地面がすべらずにグリップしている静止摩擦は、滑っている状態の動摩擦より大きくなります。空転しているタイヤは路面の上を滑っているので、低いほうの値になります。ここで動摩擦係数が1.0ではなく0.8だと仮定します(これは例のための仮定です)。同じ計算で a = (0.5 × 0.8) ÷ (1 − 0.8 × 0.2) = 0.476 g になります。路面に伝わる力は1,875 lbから約1,430 lbに下がり、60フィート走行時間は2.80 秒に増えます。

同じ車、同じエンジンでも、発進の最初の段階で 0.36 秒失うことになります。トラクションの限界を超えた動力は熱と煙になるだけなので、目標は限界のすぐ下に留まることです。

エンジンのトルクをタイヤの力に変換する

1速でタイヤがエンジンに求める力は、トルク × 総減速比 ÷ タイヤ半径です(駆動系の損失は無視します)。例の4速ミッションは ギア比の記事:1速 2.80、ファイナルドライブ 3.42 の総減速比は 9.58 です。26インチのタイヤでは半径は13インチ、すなわち 1.083 ft です。エンジンが 1,875 lb の限界に達するのは、1,875 × 1.083 ÷ 9.58 = 212 lb-ft のときです。

次に、エンジンのトルク曲線を与えましょう。以下の5点は例のために作った値です:

エンジントルクの例。1速でタイヤに求める力(トルク × 9.58 ÷ 1.083)を、1ポンド単位に丸めて示しています。
エンジン回転数トルクタイヤへの力1,875 lb の限界との比較
2,000 rpm150 lb-ft1,327 lb限界以下
3,000 rpm200 lb-ft1,769 lb限界以下
4,000 rpm250 lb-ft2,211 lb限界超過
5,000 rpm260 lb-ft2,300 lb限界超過
6,000 rpm240 lb-ft2,123 lb限界超過
0 100 200 300 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 Engine speed, rpm Torque, lb-ft Traction limit: 212 lb-ft Bog Sweet spot Wheelspin 2,000 rpm: 150 lb-ft 150 3,000 rpm: 200 lb-ft 200 4,000 rpm: 250 lb-ft 250 5,000 rpm: 260 lb-ft 260 6,000 rpm: 240 lb-ft 240
上で求めた 212 lb-ft のトラクション限界と比較した、トルク曲線の例です。トルクが限界と交わるのは約 3,240 rpm です。2,500 rpm の「もたつき」の境界は、この例のための仮定であり、実測値ではありません。

2つの失敗の間

この曲線からは3つの領域が分かれます。約 3,240 rpm より上では、エンジンはタイヤが出せる以上の力を求めるので、その回転数から発進するとタイヤが空転します。これがホイールスピンの領域で、回転域の大部分を占めます。

それより下では問題が変わります。発進時にはクラッチやトルクコンバーターがエンジンに急に負荷をかけ、回転数が落ち込みます。発進が低すぎると、エンジンはトルクの小さい領域に落ち込み、回復に時間がかかります。これがもたつきです。この例では、2,000 rpm の 150 と 3,000 rpm の 200 の間を補間して、トルクが 175 lb-ft になる約 2,500 rpm を下回ると、エンジンはつまずくものとします。

スイートスポットは、その間、ここでは 2,500 から 3,240 rpm の範囲です。5,000 rpm のトルクピークとはまったく関係ありません。発進回転数を決めるのはグリップであり、エンジンが最も強い回転数ではないからです。

発進回転数は、数字の大きさではなく、エンジンの力とタイヤのグリップを合わせることに関係します。グリップが増えると適正域は上がり、減ると下がります。

タイムスリップでの読み方

スリップでの60フィートタイムは、発進の最も明快な指標です。最初の60フィートは、ほぼ完全にトラクションの問題だからです。 タイムスリップの記事 でラインの見方を説明しています。空転して発進すると、トラップ速度が良く見えても60フィートタイムは遅くなります。上の 2.80 秒と 2.44 秒の比較がそれを示しています。

一度に一つずつ変えて、繰り返してください。発進回転数を少し上げて、もう一度走らせ、60フィートのラインを見ます。下がれば、もたつきの側にいたことになります。上がれば、ホイールスピンの側に入ったことになります。最適値は、タイムが逆向きに転じる直前の値です。

Pink Slip Kings: Drag Racing で、発進回転数を選び、動力とタイヤのグリップのバランスを取り、ギア比、ファイナルドライブ、ブーストを調整できます。ダイノとタイムスリップのレースで結果を確認できます。オフラインで遊べ、広告もアプリ内課金もありません。ゲーム内の現金と車は、現実の金銭で購入したり交換したりすることはできません。このゲームは現在クローズドテスト中です。