Fahrzeugleistung anpassen

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Hinweis: Dieser Artikel wurde noch nicht ins Englische übersetzt!

In diesem Artikel wird beschrieben, wie in OMSI die Fahrzeugleistung berechnet wird und wie man diese anpassen kann.

Theorie: Kraft und Drehmoment

Der Begriff Kraft ist aus dem Alltag bekannt: Möchte man ein Kilogramm gegen die Schwerkraft anheben, so benötigt man 9,8 - also ungefähr 10 - Newton (N) Kraft. Man könnte also sagen: Eine Kraft von 10 Newton "fühlt sich so an" wie 1 kg. Physikalisch natürlich sinnlos, aber so kann man es sich grob vorstellen! ;)

Mit derselben Kraft kann man aber auch einen Gegenstand von 1 kg (reibungsfrei und ohne rotierende Elemente) um 35 km/h innerhalb einer Sekunde beschleunigen. Wenn ihr also das nächste Mal beim Eislaufen eine Milchpackung (1 Liter Milch ist etwa 1 kg schwer) dabei habt, könnt ihr das testen...! :D Denn 9,8 Newton (also "gefühlt" 1 kg) Kraft erlaubt eine Beschleunigung von 9,81 Meter pro Kilogramm und Quadratsekunde. Quadratsekunde? OK, klingt merkwürdig... Sagen wir besser: 9,81 Meter/Sekunde pro Kilogramm und pro Sekunde. 9,81 m/s sind aber gerade 35 km/h, es heißt also nichts anderes, als ich oben bereits gesagt hab! :)

Soweit, so verständlich - hoffentlich...

Kommen wir nun zu etwas, was theoretisch bei weitem nicht jedem bekannt ist: Dem Drehmoment! (Ja, es heißt das Moment, wenn hiervon die Rede ist.)

Die oberen Beispiele bezogen sich nämlich auf lineare Bewegungen. Diese misst man in Metern, deren Geschwindigkeit in Meter/Sekunde (oder km/h) und deren Kräfte in Newton.

Wenn man nun aber versucht, ein Marmeladenglas aufzumachen - was passiert hier? Die "Strecke", die man zurücklegt, misst man doch in Grad? (Oder physikalisch besser: im Bogenmaß / Rad). Der Deckel bewegt sich ja nicht vom Fleck weg - er verdreht sich nur, und trotzdem kostet es Kraft - aber diese kann man nicht in Newton ausdrücken.

Aus diesem Grund wurde das Moment / Drehmoment eingeführt: Es hat die Einheit Newtonmeter, also Newton mal Meter.

Ein ausgesprochener Schwächling schafft es mal gerade so, eine Tafel Schokolade anzuheben (100g = 1 Newton). Er bekommt das Marmeladenglas nur gerade so mit einem Hebel auf, der einen Meter lang ist! Dann hat er einen Newton mit einem Hebelarm von einem Meter angewendet, sodass im Drehpunkt letztlich ein ein Newtonmeter gewirkt hat.

Sein Kumpel ist stärker: Er bekommt das Glas mit einem nur 10cm langen Hebel auf. Dieser ist demnach nur ein Zehntel so lang (0,1 m) - also benötigt er die zehnfache Kraft (10 N), sodass am Ende wieder genau 1 Nm herauskommt.

Und am Autorad ist es genauso: Motor, Getriebe und Differenzial übertragen ihre Kräfte mit Hilfe von Wellen, also drehenden Objekten, sodass man die Stärke dieser Kraft demzufolge auch in Nm angeben muss - und auch hier vom Drehmoment spricht.

Wer es jetzt nicht verstanden hat, möge sich bitte im Internet weiterbilden (www.wikipedia.de).

Theorie: Unterschied zwischen Bremskraft und Antriebskraft

Warum gibt es zwei getrennte Variablen für Antriebskraft/-moment und Bremskraft? Ist die Bremskraft nicht einfach negativ?

Neeeeee, so einfach ist es leider nicht! :) Was ist denn, wenn man rückwärts fährt?

Das Problem ist folgendes:

Einfach gesagt kann man mit Antriebskraft schneller werden, mit Bremskraft niemals - das wär ja dann sonst sehr energieeffizient! ;)

Es ist ziemlich schwierig und aufwändig, wenn man Bremskräfte korrekt simulieren will - und zwar genau in dem Moment, wo das Auto stehen bleibt: Während man noch fährt, wirkt sie einfach der Bewegung entgegen. Fahr ich vorwärts, treibt der Motor ebenfalls vorwärts, wenn ich dann bremse, wirkt die Bremskraft rückwärts. In dem Augenblick aber, wo das Auto stehen bleibt, verschwindet die Bremskraft schlagartig (weshalb man nämlich auch beim Anhalten hinfallen kann, wenn der Busfahrer nicht die Bremskraft vor Stillstand reduziert). Im Stand nun "versucht" die Bremskraft, alle restlichen auftretenden Kräfte auf Null zu kompensieren, z.B. Hangabtrieb in einem Gefälle oder schlicht die Antriebskraft, sofern man im Stand bei angezogener Handbremse losfahren möchte - sie kann aber niemals mehr bewirken, als diese Kräfte zu kompensieren. Wenn diese anderen Kräfte zu groß werden und die maximale Bremskraft (die nämlich, die über das Script vorgegeben wird) überschreiten, dann kann die Bremse das Fahrzeug nicht mehr halten und es roll los. Nun gilt aber wieder "andere" Variante: Die Bremskraft wirkt nun wieder "gegen" die Geschwindigkeit.

Dies alles betrifft die Antriebskraft aber nicht: Sie wirkt immer 100% in die vorgegebene Richtung, egal ob und in welche Richtung das Fahrzeug rollt!

Energetisch gesprochen: Während die Antriebskraft beliebig wirken können darf, kann die Bremskraft nur so wirken, dass sie dem Fahrzeug kinetische Energie entzieht (Bremsen werden warm), aber ihm niemals Energie zuführt.

Aus diesem Grund gibt es die besagte Unterteilung:

Bremskräfte:

  • Radbremsen
  • Luftwiderstand
  • reibende Bremsen im Antriebsstrang

Antriebskräfte:

  • Motor
  • Retarder
  • hydraulische oder elektrische Bremsen

Überblick OMSI.exe <=> Script

Zunächst ist zu unterscheiden, welcher Teil der Fahrzeugphysik in der OMSI.exe berechnet wird und welcher Teil im Script berechnet wird - denn: Alle physikalischen Eigenschaften, die OMSI.exe zur Physikberechnung verwendet werden, werden über die *.ovh- oder *.bus-Datei justiert, wohingegen alle Eigenschaften, welche im Script zur Anwendung kommen, in den dortigen Konstanten-Dateien eingetragen sind.

Datei:Bus-Script.png
Interaktionen im Bus

Die OMSI.exe berechnet

  • die Interaktion Reifen <=> Straße
  • die Bewegung des Fahrzeuges infolge dieser Interaktion
  • Kollisionen
  • die KI, sofern das Fahrzeug ein KI-Fahrzeug ist
  • Interaktion mit anderen KI-Fahrzeuge und Fußgängern sowie Fahrgästen am oder im Bus

Das Script berechnet

  • das Drehmoment, welches an den Rädern anliegt, sowie die Bremskraft
  • Cockpitanzeigen
  • Türen
  • Heizung / Klimaanlage
  • Sonstige Systeme im Fahrzeug

Da es in diesem Artikel vor allem um die Fahrzeugleistung geht - also letztendlich darum, was für ein Drehmoment am Rad auftritt - haben wir es fast ausschließlich um eine scriptseitige Programmierung zutun.

Das war auch genauso beabsichtigt: Denn bekanntlich gibt es verschiedene Antriebsformen, welche ihrerseits auch in den Details sehr unterschiedlich sein können: Vor allem im Bereich der Automatikgetriebe gibt es herstellerabhängig prinzipielle Unterschiede, welche sich nicht bloß durch Anpassung von Konstanten darstellen lassen, sondern einen anderen Code benötigen.

Rad-Script-Interaktionen

Datei:Rad-Script.png
Interaktionen Rad <=> Script

In der nebenstehenden Abbildung ist nun aufgegliedert, welche Interaktionen zwischen physikalisch simuliertem Rad (in der OMSI.exe) und dem Script geschehen:

  • Jedes Rad liefert seine Drehzahl (Variablen: n_Wheel als Durchschnittswert oder pro Rad Wheel_RotationSpeed_#_L/R, Einheit: Umdrehungen pro Minute)
  • Das Script kann jedem Rad ein gewisses Drehmoment auferlegen (Variable: M_Wheel als Summe auf alle als angetriebene ausgewiesenen Achsen, Einheit: kNm)
  • Ferner kann das Script allen Rädern zusammen oder pro Rad eine Bremskraft auferlegen (Variable: Brakeforce als Kraft für alle Räder zusammen oder Axle_Brakeforce_#_L/_R pro Rad, Einheit: N)

Änderung der Fahrzeugleistung des SD202

Da die Fahrzeugleistung also komplett vom Script berechnet wird, ist sie sehr stark vom Fahrzeugscript abhängig. Wir müssen uns also ein Fahrzeug aussuchen, welches wir anpassen wollen - wir nehmen einfach den SD202 D92. Aber letztlich sind die Fahrzeuge, was die Leistungsberechnung angeht, ohnehin gleich.

Übersicht der interessanten Scriptdateien

Wichtig sind zwei Bereiche von Scriptdateien: "Antrieb" für Getriebe und Differenzial, "Engine" für den Motor.

Außerdem beschränken wir uns hier auf die reine Manipulation von Konstanten. Dies heißt leider auch, dass das Einfügen weiterer Gänge ersteinmal außen vor bleiben muss.

Aus diesem Grunde bleiben zwei Dateien übrig, welche die wichtigsten Parameter der Fahrleistung enthalten:

  • antrieb_constfile_D88.txt (ist für alle Busse zwischen D88 und D92 zuständig)
  • engine_constfile_D92.txt

Motor

Der Motor ist eine Blackbox, die Benzin in Drehmoment umwandelt. Wie jeder aus Erfahrung weiß, geht das nur bis zu einer gewissen Drehzahl, darüber passiert nix mehr. Außerdem ist das Drehmoment abhängig von der Gaspedalstellung: Je mehr Gas, desto mehr Kraft.

Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie

Zuständig hierfür sind in der engine_constfile_D92.txt die Funktionen "engine_M_minThrottle" und "engine_M_maxThrottle": Es handelt sich hierbei um Sammlungen von Wertepaaren Drehzahl/Drehmoment. Diese lassen sich natürlich auch (bspw. in Excel) als Diagramm darstellen:

400px

Damit hätten wir also die erste Möglichkeit, das Fahrzeug zu tunen:

  • Erhöhen der maximalen Kraft des Motors für bestimmte Drehzahlbereiche oder komplett
  • Veränderung der Leerlaufdrehzahl (wo die magentafarbene Linie die X-Achse erneut schneidet)
  • Veränderung der Höchstdrehzahl (wo die blaue Linie die x-Achse erneut schneidet)
  • Generelle Änderung des Verlaufes in sonstiger Weise

Man kann also bspw. alle y-Werte verdoppeln - dann erhält man einen doppeltstarken Motor (realistisch) oder man kann alle x-Werte verdoppeln, dann erhöht sich entsprechend die Höchstgeschwindigkeit, dies ist aber ziemlich unrealistisch, weil man sich damit schnell aus dem Bereich realistischer Motorphysik hinausbewegt; außerdem muss ggf. der Motorsound angepasst werden, weil der für hohe Drehzahlen nicht ausgelegt ist.

Am Besten natürlich, man besorgt sich ein reales Drehzahl-Drehmoment-Kennfeld und liest daraus die Werte ab.

Wo steht denn jetzt aber die Motorleistung in PS???

Die Motorleistung ist nur implizit enthalten! Physikalisch berechnet sich die Motorleistung als Drehzahl mal Drehmoment, wird also ebenfalls über den Drehmomentverlauf beeinflusst. Um nun den Motor mit einer bestimmten Höchstleistung zu versehen, müssen wir nochmal die Excel-Tabelle bemühen - wir fügen hierzu noch je eine Leistungstabelle ein, welche die folgende Formel enthält: =B4*2*PI()/60*C4/1000

Hierbei wird zunächst die Drehzahl (B4) von UPM in Rad/s umgerechnet, dann wird mit dem Moment (C4) multipliziert und schließlich (zur Umrechnung von Watt in Kilowatt) durch 1000 geteilt.

Ergebnis ist das Drehzahl-Leistungs-Diagramm:

450px

Offensichtlich ist hier also eine Höchstleistung von knapp 150 kW. Mit dieser Hilfs-Exceltabelle kann man nun den Momentenverlauf solange anpassen, bis die gewünschte Höchstleistung erzielt wird.

Getriebe

Das Getriebe hat, physikalisch betrachtet, folgende Aufgaben:

  • Es bestimmt das Drehmoment an den Rädern: Ist ein hydrodynamischer Wandler (z.B. Voith 1. Gang) oder eine noch schleifende Kupplung im Spiel, bestimmen sie das Drehmoment. Ist der Reibschluss der Getriebekupplungen dagegen hergestellt, dann bestimmt der Motor das Drehmoment, jeweils umgerechnet über die Übersetzungsverhältnisse.
  • Es bestimmt die Drehzahl des Motors: Bei offener oder schleifender Kupplung oder bei einem Wandler im Antriebsstrang wird der Motor als separate Rotationsträgheit separiert, dessen Drehzahl durch die wirkenden Momente bestimmt wird. Ist aber ein Gang ohne Wandler und mit kraftschlüssiger Kupplung aktiv, dann ist die Drehzahl direkt von den Raddrehzahlen abhängig, übersetzt über das Übersetzungsverhältnis.

Übersetzungsverhältnisse

Die Übersetzungs-Parameter sind in der antrieb_constfile_D88.txt enthalten. Das Übersetzungsverhältnis wird mit "i" angegeben. Die Gesamtübersetzung setzt sich aus den Einzelübersetzungen zusammen:

i_ges = i_Gang * i_Achse.

Die Gangübersetzung ist das Drehzahlverhältnis zwischen Motor und Getriebe-Abtrieb (Kardanwelle zur Achse), die Achsübersetzung ist das Drehzahlverhältnis zwischen Kardanwelle und Rad. Folgt man der Kraft vom Motor zum Rad, wird die Drehzahl jeweils durch i geteilt und das Drehmoment mit i multipliziert:

Kardanwellendrehzahl = Motordrehzahl / i_Gang

Kardanwellenmoment = Motormoment * i_Gang

Raddrehzahl = Kardanwellendrehzahl / i_Achse = Motordrehzahl / (i_Gang * i_Achse)

Radmoment = Kardanwellenmoment * i_Achse = Motormoment * i_Gang * i_Achse

Die Konstanten für die Übersetzungsverhältnisse lauten:

  • antrieb_getr_ratio1 (1,36 - der erste Gang beim Voith-Getriebe verhält sich aufgrund des Wandlereinsatzes anders als die höheren Gänge, weshalb hier dasselbe "formale" Übersetzungsverhältnis steht wie im 2. Gang)
  • antrieb_getr_ratio2 (1,36)
  • antrieb_getr_ratio3 (1,00)
  • antrieb_i_achse (5,74)

Der letzte Schritt ist dann das Rad, wo die Rotation in Translation umgesetzt wird. Hier bestimmt der Raddurchmesser, wie diese Umsetzung vollzogen wird. Der Raddurchmesser steht in der MAN_D92.bus im Bereich "Hinterachse" unter "achse_raddurchmesser" und beträgt beim D92 0,94m.

Wie wirken sich die Übersetzungsverhältnisse auf das Fahrverhalten aus? Sind die Übersetzungsverhältnisse zu niedrig, ist bei einer bestimmten Geschwindigkeit die Motordrehzahl zu niedrig. Da das Schaltverhalten von der Kardanwellendrehzahl abhängig ist, bestimmt insbesondere die Achsübersetzung die Höchstgeschwindigkeit und das Anfahrverhalten: Eine hohe Übersetzung sorgt für eine hohe Kraft beim Anfahren, jedoch für eine niedrige Höchstgeschwindigkeit.

Kupplungskräfte

Wenn man das Fahrzeug tunen will, dann darf man die Kupplungskräfte nicht unterschätzen: Wenn ich das Motormoment verdoppele, kann es passieren, dass der eine oder andere Schaltvorgang nicht abgeschlossen wird - weil die Kupplungsscheiben nicht mehr Moment hergeben!

Wichtig: Das Kupplungsmoment ist das höchstmögliche übertragbare Moment!

Zwar gibt es in einem realen Getriebe u.U. eine Übersetzung zwischen Motor und entscheidender Getriebekupplung, aber dies ist für das virtuelle Getriebe nicht von belang: Hier wird (wie beim Schaltgetriebe) so gerechnet, als säße die Getriebekupplung zwischen Motor und Übersetzung. Man kann also die Kupplungsmomente direkt mit dem Motormoment vergleichen. Ist der Motor stärker, hat die Kupplung keine Chance.

Die hierfür einstellbaren Konstanten sind:

  • antrieb_kuppl_M_up_max (maximales Kupplungsmoment beim Hochschalten)
  • antrieb_kuppl_M_up_min (minimales Kupplungsmoment beim Hochschalten)
  • antrieb_kuppl_M_dn_max (maximales Kupplungsmoment beim Hinunterschalten)
  • antrieb_kuppl_M_dn_min (minimales Kupplungsmoment beim Hinunterschalten)

Wie wirken sich die Kupplungsmomente auf das Fahrverhalten aus? Ein zu hohes Kupplungsmoment sorgt dafür, dass die Gänge "hart" eingelegt werden und somit eine gehöriger Ruck durch den Wagen geht. Zu niedrige Kupplungsmomente können dazu führen, dass der Motor "zu stark" ist, also die Motordrehzahl "überschießt", obwohl eigentlich ein fester Gang (beim SD200 oder SD202 der zweite oder dritte Gang) eingelegt ist.

Hydrodynamischer Wandler

Ein hydraulischen Wandler besteht, vereinfacht gesagt, aus einer Eingangsturbine (Verdichterrad), die dem Wandleröl Bewegungsenergie zuführt, und einer Ausgangsturbine (Turbinenrad), welches diese Bewegung des Öls wieder in Rotationsenergie umsetzt. Der Vorteil liegt auf der Hand: Im Gegensatz zu einer festen Kupplung kann man das Turbinenrad anhalten (wenn das Fahrzeug nämlich steht), ohne dass das Verdichterrad und mit ihm der Motor abgewürgt wird. Er wird lediglich etwas gebremst, weshalb die Drehzahl hörbar abfällt gegenüber einem langsam rollenden Bus im Leerlauf.

Im Rahmen des Tunings aber würde es etwas zu weit führen, die komplette Wandlerphysik zu erklären. Deshalb sei lediglich auf einige Parameter verwiesen, welche die Wandlereigenschaften beeinflussen:

  • antrieb_wandler_fillrate: Wenn der Wandler belastet wird, braucht er immer eine gewisse Zeit, bis er "hart" wird, was zu einem recht charakteristischen Anfahr-Drehzahlverlauf führt. Mit dieser Rate wird diese Verhalten beeinflusst, je höher sie ist, desto schneller erreicht der Wandler seinen endgültigen Zustand.
  • antrieb_wandler_lambda: Diese Funktion (über dem Drehzahlverhältnis zwischen Eingangs- und Ausgangsdrehzahl) beeinflusst das Moment an der Eingangsdrehzahl, also was auf den Motor wirkt.
  • antrieb_wandler_my: Diese Funktion (über dem Drehzahlverhältnis zwischen Eingangs- und Ausgangsdrehzahl) beeinflusst das Moment an der Ausgangsdrehzahl, also was Richtung Räder wirkt.
  • antrieb_wandler_lambda_r, antrieb_wandler_my_r, antrieb_reverse_torque_reduction betreffen den Rückwärtsgang und dürften im Allgemeinen nicht von Interesse sein.
  • antrieb_wandler_lowrpmsoftness sorgt dafür, dass der Wandler bei niedrigen Drehzahlen weicher wird

Schaltpunkte

Hierüber kann bestimmt werden, wann das Getriebe den Gangwechsel vollzieht. Auch sie können beim Tuning wichtig sein: Wenn der Motor grundsätzlich höhertourig laufen soll, müssen die Schaltpunkte hinausgezögert werden.

Wichtig ist dabei, dass die Vergleichsgeschwindigkeit für das Hoch- und Hinunterschalten als Drehzahl der Kardanwelle angegeben wird.

Die Fahrtgeschwindigkeit kann folgendermaßen in die Kardanwellengeschwindigkeit umgerechnet werden:

Drehzahl Kardanwelle [UPM] = 60 * i_Achse * Geschwindigkeit [km/h] / 3.6 / PI / Raddurchmesser [m]

oder vereinfacht

Drehzahl Kardanwelle [UPM] = i_Achse * Geschwindigkeit [km/h] * 5.305 / Raddurchmesser [m]

Im Falle des SD202 ist i_Achse = 5.74 und der Raddurchmesser = 0.940m, sodass sich für den SD202 folgender Umrechnungsfaktor ergibt:

Drehzahl Kardanwelle [UPM] = Geschwindigkeit [km/h] * 32.39

Die entsprechenden Schaltpunkte finden sich wieder in der antrieb_constfile_D88.txt:

  • antrieb_getr_autoSwDnMinSpd2: Kardanwellendrehzahl, bei der aus dem 2. Gang in den 3. Gang hochgeschaltet wird, wenn kein Gas gegeben wird
  • antrieb_getr_autoSwDnMaxSpd2: Kardanwellendrehzahl, bei der aus dem 2. Gang in den 3. Gang hochgeschaltet wird, wenn (annähernd) Vollgas gegeben wird
  • antrieb_getr_autoSwDnkickdnSpd2: Kardanwellendrehzahl, bei der bei Kickdown aus dem 2. Gang in den 3. Gang hochgeschaltet wird
  • antrieb_getr_autoSwUpMinSpd2: Kardanwellendrehzahl, bei der aus dem 2. Gang in den 1. Gang runtergeschaltet wird, wenn kein Gas gegeben wird
  • antrieb_getr_autoSwUpMaxSpd2: Kardanwellendrehzahl, bei der aus dem 2. Gang in den 1. Gang runtergeschaltet wird, wenn (annähernd) Vollgas gegeben wird
  • antrieb_getr_autoSwUpkickdnSpd2: Kardanwellendrehzahl, bei der bei Kickdown aus dem 2. Gang in den 1. Gang hochgeschaltet wird

Wie wirken sich die Schaltpunkte auf das Fahrverhalten aus? Niedrige Schaltpunkte sorgen dafür, dass das Getriebe früh hochschaltet. Zu niedrig ist er, wenn der Motor danach aufgrund zu niedriger Drehzahl zuwenig Kraft hat oder gar abgewürgt wird. Zu hohe Schaltpunkte können dazu führen, dass man sehr lange im niedrigeren Gang verbleibt und die Motordrehzahl sehr hoch ist, obwohl der nächste Gang eventuell besser geeignet ist. Im Extremfall erreicht das Fahrzeug nie den nächsten Gang, wenn der Schaltpunkt zu hoch ist.

Schließlich kann es zu ständig wechselndem Gang kommen, wenn bspw. der Wert für antrieb_getr_autoSwUpMaxSpd2 niedriger ist als der für antrieb_getr_autoSwDnMaxSpd3: Wenn nämlich die Drehzahl der Kardanwelle genau zwischen diesen beiden Schaltpunkten liegt und der 2. Gang eingelegt ist, wird das Getriebe in den 3. Gang schalten, weil die Drehzahl größer ist als antrieb_getr_autoSwUpMaxSpd2. Da aber die Drehzahl nahezu unverändert ist und somit unter antrieb_getr_autoSwDnMaxSpd3 liegt, schaltet das Getriebe sofort wieder in den 2. Gang - und das geht solange weiter, bis sich das Getriebe zerlegt oder Gaspedalstellung oder Kardanwellendrehzahl irgendwann aus diesem kritischen Bereich kommen.

Grobe Getriebeauslegung

Im Fahrzeug-Ingenieurbüro wird bei der Frage, wie schnell ein Fahrzeug mit einer bestimmten Antriebskonfiguration werden kann, natürlich sehr detailliert berechnet; dies würde den Rahmen sprengen, aber ich kann jedem Interessenten mit Hang zu Mathe und Physik und Interesse im Bereich der Fahrzeugtechnik nur zum Verkehrswesen-Studium raten! :)

Aber zumindest in Bezug auf die Höchstgeschwindigkeit möchte ich noch eine grobe Faustformel präsentieren:

Zunächst die Annahme, dass die Räder und der Wind keinen Reibungswiderstand haben. Dies ist natürlich eine überaus grobe Annahme - aber hierdurch vereinfacht sich die Berechnung drastisch und der Wert ist im Zweifelsfall zu hoch - also sehr gut geeignet, um abschätzen zu können, ob die Wunschgeschwindigkeit alleine von Motor, Getriebe, Achse und Rad prinzipiell erreichbar ist.

Wenn also der Widerstand Null ist, dann kann das Fahrzeug solange beschleunigen, bis der Motor bedingt durch seine Drehzahl-Kennlinie keine Kraft mehr liefern kann. Die Frage ist nun: Bei welcher Motordrehzahl ist das der Fall? Das ist genau dann der Fall, wenn die Drehzahlkennlinie bei Vollgas die X-Achse schneidet: Beim SD202 ist das bei 2350 UPM der Fall.

Jetzt muss man sich eigentlich nur noch überlegen, wie schnell das Fahrzeug bei dieser Drehzahl ist. Hierzu rechnet man über die Übersetzungen die Raddrehzahl aus und über den Durchmesser und "PI mal D(aumen)urchmesser" die Geschwindigkeit:

Raddrehzahl = Motordrehzahl / Übersetzung

Raddrehzahl = Motordrehzahl / i_Achse / i_höchsterGang

Raddrehzahl = Geschwindigkeit / Umfang = Geschwindigkeit / PI / Raddurchmesser

Wenn man nun gleichsetzt und die Einheiten noch mit einrechnet, erhält man folgende Fausformel:

Höchstgeschwindigkeit [km/h] = 3.6 * Raddrehzahl [UPM] * PI * Raddurchmesser [m] / 60

Höchstgeschwindigkeit [km/h] = 3.6 * max. Motordrehzahl [UPM] * 3.1415 * Raddurchmesser [m] / 60 / i_Achse / i_höchsterGang

Beispiel SD202:

Höchstgeschwindigkeit [km/h] = 3.6 * 2350 UPM * 3.1415 * 0.940 / 60 / 5.74 / 1.00 = 72.5 km/h

Und an dieser Formel sieht man schon ganz gut, an welchen Schrauben man drehen kann, um die Höchstgeschwindigkeit zu vergrößern:

  • Max. Motordrehzahl erhöhen (ist in der Realität aber leichter gesagt als getan, in OMSI natürlich unbegrenzt möglich! ;) )
  • PI erhöhen....... ääh, nein, kleiner Scherz! :D
  • Raddurchmesser vergrößern (führt aber zu schlechterem Anfahrmoment und somit Problemen am Steilhang)
  • 60 bleibt bitte auch 60! :D
  • i_Achse verkleinern, führt aber auch zu schlechterem Anfahrmoment
  • i_höchster Gang verkleinern: Das ist das übliche Verfahren: Je mehr Gänge, desto besser! Fügt man einen vierten, fünften, sechsten... Gang hinzu, mit immer kleinerem i, dann steigt die theoretische Höchstgeschwindigkeit. AAABER: In Realität (und auch in OMSI) gibts ja noch den Reibungswiderstand! Und der macht einem hier irgendwann einen Strich durch die Rechnung, weil der Motor mit abnehmendem i immer kleiner wird. Die "einfache" Variante, einfach die Gangzahl gleich zu lassen und den 3. Gang mit kleinerem i zu versehen, führt im Extremfall dazu, dass der Motor beim Wechsel in den 3. Gang keine Kraft hat, weil er zu langsam dreht. Dann muss man wieder die Schaltpunkte ändern, ggf. die Übersetzung vom 2. Gang und irgendwann hat man das selbe Problem, wie wenn man einfach die Achsübersetzung verkleinert hätte! :D