Пик крутящего момента — неверное место для переключения. Следующая передача умножает крутящий момент на меньшее число и опускает обороты до более низкой точки кривой. Важна сила на колёсах до и после переключения. В этой записи находится точка, где они равны, на вымышленном двигателе из записи о динамометрической диаграмме и двух вымышленных передачах. Ничто из этого не является данными об автомобиле из игры.
Правило
Сила на колёсах пропорциональна крутящему моменту двигателя, умноженному на общее передаточное число (передача, умноженная на главную пару, как в статьи о передаточных числах). Потери и радиус шины применяются к обеим передачам одинаково, поэтому сокращаются.
Переключение с одной передачи на следующую при оборотах r опускает обороты до r × (следующее передаточное число ÷ текущее передаточное число). Лучший момент переключения — когда сила после него равна силе до:
крутящий момент при r × текущее передаточное число = крутящий момент при (r × следующее передаточное число ÷ текущее передаточное число) × следующее передаточное число
До этой точки текущая передача даёт больше силы. После неё — следующая. Точка — там, где пересекаются две кривые силы на колёсах.
Пример пары передач
Возьмём двигатель с динамометрической диаграммы (крутящий момент 220, 260, 290, 300, 280 и 240 lb-ft при 2,000–7,000 об/мин, соединённые прямыми линиями) и главную пару 3.42 с 26-дюймовыми шинами. Передача A имеет передаточное число 1.30, передача B — 1.15; оба вымышленные. Общие передаточные числа: 1.30 × 3.42 = 4.45 и 1.15 × 3.42 = 3.93, поэтому переход с A на B опускает обороты до 1.15 ÷ 1.30 = 0.885 от их значения. Красная зона — 7,000 об/мин. Скорость в mph = об/мин × 26 ÷ (общее передаточное число × 336).
| Скорость движения | Обороты, передача A | Передача A | Обороты, передача B | Передача B |
|---|---|---|---|---|
| 100 миль/ч | 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 |
Решение для точки пересечения
Между 6,000 и 7,000 об/мин крутящий момент в примере падает по прямой: 280 − 0.04 × (об/мин − 6,000). Приравнивая обе стороны правила, получаем переключение при 6,898 об/мин на передаче A. Затем обороты опускаются до 6,898 × 0.885 = 6,102 об/мин на передаче B. Проверка:
- Передача A при 6,898 об/мин: 244.1 lb-ft × 4.446 = 1,085.2.
- Передача B при 6,102 об/мин: 275.9 lb-ft × 3.933 = 1,085.2.
- Оба соответствуют 120.1 mph.
Пик крутящего момента приходится на 5,000 об/мин. Точка пересечения на 1,898 об/мин выше него, поэтому лучший момент переключения далеко за пиком крутящего момента. Он также за пиком мощности, который при прямых линиях между точками приходится примерно на 6,500 об/мин (на динамометрической диаграмме он лежит между 6,000 и 7,000).
Почему равная сила означает равную мощность
При одной скорости движения колёса вращаются с одинаковой частотой на любой передаче, поэтому сила на колёсах пропорциональна мощности, которую выдаёт двигатель. В точке пересечения двигатель даёт 244.1 × 6,898 ÷ 5,252 = 320.6 hp на передаче A и 275.9 × 6,102 ÷ 5,252 = 320.6 hp на передаче B. Значит, правило можно считать по кривой мощности: переключайтесь, когда мощность при опущенных оборотах равна мощности, которую вы покидаете. Две цифры оборотов лежат по обе стороны от пика мощности.
Чего стоит ранее переключение
Вот сила непосредственно до и после переключения при четырёх оборотах двигателя на передаче A, с переходом на передачу B:
- 5,000 об/мин (пик крутящего момента): опускается до 4,423 об/мин, 1,334 становится 1,157, потеря 13.2%.
- 6,000 об/мин: опускается до 5,308 об/мин, 1,245 становится 1,156, потеря 7.2%.
- 6,500 об/мин (около пика мощности): опускается до 5,750 об/мин, 1,156 становится 1,121, потеря 3.0%.
- 7,000 об/мин (красная зона): опускается до 6,192 об/мин, 1,067 становится 1,071, выигрыш 0.4%.
Чем позже переключение, тем меньше оно стоит, до точки пересечения. За ней оставаться на передаче A означает терять силу.
Пик крутящего момента и пик мощности — там, где двигатель сильнее всего. Лучший момент переключения — там, где следующая передача после падения оборотов так же сильна, как текущая. Это зависит от расстояния между передачами, поэтому у каждой пары свой момент.
Когда точка пересечения за пределом оборотов
Решает разрыв между передачами. У четырёхступенчатой коробки из записи о передаточных числах шаги от 2.80 до 1.80, которые опускают обороты до 0.64 от их значения. Проверка на этом двигателе показывает, что кривые нигде не пересекаются ниже 7,000 об/мин: двигатель кончается по оборотам раньше. Правильный ход там — переключаться на ограничителе. Близкие передачи, как 1.30 и 1.15 выше, приводят точку пересечения в пределы диапазона.
Пределы метода
- Само переключение занимает время. Сравнение предполагает отсутствие разрыва в передаче, а реальное переключение стоит момента без какого-либо толчка.
- Сцепление может ограничивать силу. Если шины не могут передать силу, лишнее передаточное число лишь добавляет пробуксовку. Запись о стартовых оборотах рассказывает об этом ограничении.
- Реальная кривая изгибается. Прямые линии между шестью точками — приближение, поэтому считайте 6,898 об/мин оценкой.
Использование в игре
В Pink Slip Kings есть ручное переключение, динамометр, сравнивающий мощность и крутящий момент, а также настраиваемые передаточные числа и главная пара. Оцените, куда опустятся обороты, а затем проверьте результат в протоколе времён. What suits any particular car in the game is outside this post.
Pink Slip Kings: Drag Racing — это трёхмерная игра на драг-рейсинг с ручным стартом и переключением передач, подробной настройкой, динамометром, телеметрией и тайм-слипами заездов, а также режимами Test & Tune и песочницы тюнера. Работает офлайн, без рекламы и покупок в приложении, а внутриигровые деньги и машины нельзя купить или обменять на реальные деньги. Игра сейчас в закрытом тестировании.