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Die optimale Beschleunigung
Strategie für schnelles Fahren
(Theorie und Praxis - die Praxis wirft jede Theorie über den Haufen!)
23.03.2008
(ergänzt und korrigiert 15.02.2009)

Theoretische Betrachtungen:
(Ergänzende Überarbeitung vom 15.02.2009)

Hier nun die endgültige Theorie zur optimalen Beschleunigung! Erst einmal übertrage ich die Stufe-3-Leistungs- und Drehmomentdaten aus den Prüfstandsdiagrammen in eine Excel-Tabelle:

Die gezeigte Leistung ist die korrigierte Motorleistung, entscheidend wäre hier eigentlich die Radleistung, aber das muss ich vernachlässigen, da mir ausreichende Daten dafür fehlen. Also rechne ich mit der Motorleistung.

Zur Berechnung der Geschwindigkeiten in den einzelnen Gängen wurden die Getriebeübersetzungen des F23-Getriebes und der Radumfang an der Hinterachse (hier noch für die 235/40R17) herangezogen.

Üblicherweise sollte man davon ausgehen, dass ein Schalten immer dann nötig werde würde, wenn die Motorleistung im niederen Gang unter der Leistung läge, die man beim Schalten in den nächst höheren Gang erhalten würde.

Daraus ergäben sich Schaltpunkte dem obigen Leistungsdiagramm folgend von:

Gang 1 nach 2: 60km/h
Gang 2 nach 3: 102km/h
Gang 3 nach 4: 148km/h
Gang 4 nach 5: 195km/h

Nach dem Drehmomentdiagramm darf man nicht direkt gehen, da zwischen Motor und Rädern noch das Getriebe sitzt, auch Drehmomentwandler genannt. Bei Untersetzung wird das Drehmoment am Rad höher liegen als am Motor, die Drehzahl hingegen niedriger, bei Übersetzung ist es genau umgekehrt. Die Radleistung wird von der Drehzahl nicht beeinflusst, sie ist proportional dem Produkt von Drehzahl und Raddrehmoment.

Will man nun das Raddrehmoment ermitteln, muss man die Getriebeübersetzungen mit betrachten:

Aus diesem Drehmomentdiagramm ergäben sich Schaltpunkte wie folgend:

Gang 1 nach 2: 59 km/h
Gang 2 nach 3: 101 km/h
Gang 3 nach 4: 148 km/h
Gang 4 nach 5: 192 km/h

Nahezu identisch zu denen im Leistungsdiagramm. Sehr interessant!

Diese Schaltpunkte sollten also eigentlich den optimalen Vortrieb ermöglichen. Da sich hier direkt an der Motorleistung orientiert wurde, die Antriebsverluste vernachlässigt, werden diese Werte eventuell der Praxis nicht standhalten.

Übrigens noch eine kleine Anmerkung:
Berechnet man aus den obigen Kurven die Schubkraft, kommt man auf einen Spitzenwert im ersten Gang von 5.900 Nm. Der Radius (Kraftarm) des Hinterrades beträgt rund 31.2 Zentimeter. Dies führt zu einer maximalen Kraft zwischen den beiden Hinterrädern und der Straßenoberfläche von rund 18.900 N entsprechend 1.930 kp (Kilopond) entsprechend gut 1.9 Tonnen Schub!
Schaut man sich die Kurven weiter an, so kommt man selbst im zweiten Gang bei 75 km/h noch zu einer Schubkraft von rund 1.000 kp. Damit könnte das Fahrzeug mit Fahrer besetzt mit 75 km/h senkrecht eine Wand hinauffahren, sofern die Reifen die Kraft noch übertragen könnten. Die Maschine ist also wirklich außergewöhnlich stark!

Überprüfung in der Praxis:
(Ursprünglich vom 23.03.2008)

Jetzt erfülle ich die ganzen theoretischen Vorüberlegungen endlich mit Leben. Da sich das Wetter heute am späten Nachmittag endlich einigermaßen gefangen hatte, mal ein paar Stunden ohne Niederschläge, führte ich die geplanten Testmessungen durch. Ich durchfuhr alle 5 Gänge von unter 2000 Umdrehungen pro Sekunde bis zum Aufleuchten der Schaltlampe. Und das für jeden Gang getrennt. Die Driftbox protokollierte alles und zu Hause angekommen wurde dann in Excel ein Beschleunigungsdiagramm aller 5 Gänge erstellt:

Da die aus den GPS-Werten ermittelten Beschleunigungswerte sehr "zappeln", wurden die Diagrammwerte im ersten Gang über 5 Abtastungen (0,4 Sekunden), die in den anderen vier Gängen sogar über 9 Werte (0,8 Sekunden) gemittelt. Dies kappt natürlich die Spitzenwerte deutlich herunter, aber macht die eigentliche Auswertung des Beschleunigungsverhaltens deutlich einfacher, was gerade für die Schaltpunkte sinnvoll ist.

Nun der Vergleich

In der Theorie bei Berechnung ohne Antriebsverluste ergaben sich die Schaltpunkte zu
1.Gang nach 2.Gang: 59 km/h
2.Gang nach 3.Gang: 101 km/h
3.Gang nach 4.Gang: 148 km/h
4.Gang nach 5.Gang: 192 km/h

Nach dem real ermittelten Beschleunigungsverhalten des Speedsters der Stufe 3 erhält man
1.Gang nach 2.Gang: 57 km/h / 6550 rpm - Tachometerwert mit 245/40R17: 60 km/h -> 2 km/h früher schalten als theoretisch erwartet
2.Gang nach 3.Gang: 93 km/h / 6000 rpm - Tachometerwert mit 245/40R17: 99 km/h -> 8 km/h früher schalten als theoretisch erwartet
3.Gang nach 4.Gang: 135 km/h / 5850 rpm - Tachometerwert mit 245/40R17: 142 km/h -> 13 km/h früher schalten als theoretisch erwartet
4.Gang nach 5.Gang: 182 km/h / 5750 rpm - Tachometerwert mit 245/40R17: 192 km/h -> 10 km/h früher schalten als theoretisch erwartet

Man sieht also: die Theorie ist in der Realität nicht wirklich haltbar! Das Optimum liegt bei niedrigeren Schaltdrehzahlen. Wahrscheinlich spielen hier genau die Antriebsverluste mit rein, die wir oben vernachlässigen mussten.
 

Das ergibt folgende an der Realität orientierte Schaltstrategie

Schnellstmögliche Beschleunigung 0 auf 100 km/h
1. Gang bis 6600 Umdrehungen
2. Gang bis 100 km/h

Schnellstmögliche Beschleunigung 0 auf 200 km/h
(gilt auch für die Viertelmeile)
1. Gang bis 6600 Umdrehungen
2. Gang bis 6000 Umdrehungen
3. Gang bis 5900 Umdrehungen
4. Gang bis 200 km/h

Schnellstmögliche Beschleunigung 0 auf Endgeschwindigkeit
(gilt für jede Messung mit ungewisser Endgeschwindigkeit)
1. Gang bis 6600 Umdrehungen
2. Gang bis 6000 Umdrehungen
3. Gang bis 5900 Umdrehungen
4. Gang bis 5800 Umdrehungen
5. Gang bis Leistungsgrenze (etwa 253 km/h geschlossen / 251km/h offen im VX3-Setup 2008)

Rennstreckenbesuche
1. Gang zwischen Stillstand und 57 km/h
2. Gang zwischen 58 km/h und 93 km/h
3. Gang zwischen 94 km/h und 135 km/h
4. Gang zwischen 136 km/h und 182 km/h
5. Gang ab 183 km/h aufwärts

Dies gilt ausdrücklich nur für das Stufe-3-Setup meines Wagens. Andere Tuningstufen müssen da natürlich analog betrachtet und ausgewertet werden.

STC Spreewaldring - erster Rundstreckentest für die große Bremsanlage
24.03.2008

Heute die erste Feuerprobe für die CTF-Compound-Scheiben mit den Pagid RS14 black gehabt. Zwei Läufe auf dem Spreewaldring. Im Großen und Ganzen eine zufrieden stellende Veranstaltung, ich maß mich mit einem Porsche GT3 und erreichte eine phänomenale Rundenzeit von nur 1:37.7 bei einer Spitzengeschwindigkeit von 168.4 km/h! Aber wie immer gibt es auch Schattenseiten: der Imhof-Auspuff hat sich wieder von selbst nach unten gedreht und beginnt erneut, ein Loch in die Clam zu schlagen.

Ach ja: mein Speedster wurde im Vorbeifahren mit angeblich 94dB gemessen, das sind 2dB über dem Grenzwert. !!!YIKES!!! Und in nahezu jeder Kurve kommen beim Anbremsen große gelbe Feuerbälle aus den Endrohren. Jeder kann die scheinbar sehen, nur mir selbst blieb dieser Genuss bisher verwehrt...

Und hier die Auswertung der Rundezeiten: Bestzeit 2007 blau - heutige Bestzeit rot

18.04.2008 - Erfahrungsbericht Pagid RS014 black Rennbeläge

Anfang Februar ließ ich mir mit den CTF-Bremsscheiben auch Rennbremsbeläge montieren. Diese sollten zum Quietschen "neigen können". Ich nahm an, dass es sich wenn überhaupt um das normal gewohnte Bremsenquietschen handeln würde, was sicher jeder schon mal an seinem Fahrzeug erlebt hat in irgendeiner Situation. Aber weit gefehlt. Es stellte sich heraus, dass die Beläge auf der Rundstrecke die richtig guten Performer sind, man enorm heftig den Anker wirft, der Wagen unglaublich schnell Geschwindigkeiten abbaut. Aber leider genügen bereits wenige Meter auf öffentlichen Straßen, um bei jeder Bremsung ein so lautes, hell durchdringendes Pfeifen zu erzeugen, dass einem die Ohren zu klirren anfangen. Wer mit seinem Fahrzeug fast nur auf Landstraßen, Bundesstraßen, Autobahnen oder der Rundstrecke unterwegs ist, hat mit den Belägen eine sehr gute Wahl getroffen. Wer allerdings - auch nur bisweilen mal - innerorts bzw. in der Nähe eines erhöhten Polizeiaufkommens unterwegs sein muss, sollte tunlichst die Finger von dieser Belagsorte lassen. Bereits im Porsche Supercup traten unter Verwendung dieser Beläge entsprechende Geräuschbelästigungen auf und angeblich waren diese einfach nicht in den Griff zu bekommen. Ich für meinen Teil habe mich entschieden: DIE DINGER FLIEGEN WIEDER RAUS! Und werden testweise durch Ferodo DS 2500 ersetzt. Diese sollen laut Aussage einen anderen Speedster-Fahrers mit enormer Rundstreckenerfahrung besser funktionieren.

Weiterhin bleibt anzumerken, dass die Felgen kaum Bremsstaub zeigen, auch nach längerer Fahrt. Dafür aber rötlichen Staub. Ich vermute, die Pagid nutzen die Bremsscheiben recht heftig ab. Auch nicht unbedingt zielführend für mein Budget.

Die neuen Beläge sind jetzt bestellt. Ich werde berichten.

20.04.2008 - Hochlast-Test der Pagid-Beläge auf dem Eurospeedway Lausitz

Jetzt war es soweit. Revanche für ziemlich genau ein Jahr zuvor. Da hatten meine Zimmermann-Scheiben zusammen mit den Ferodo DS Performance in der vierten Runde am Ende der Start-Ziel-Gerade das Handtuch geschmissen, Fading, Beläge und Scheiben überhitzt, Speedster bremste nur noch an der Hinterachse und dort dann unter ABS-Einsatz und ziemlich locker mit dem Hintern wackelnd. Nun sollten die Pagid mit den CTF-Scheiben zeigen, was sie können.

Beste Rundenzeit 2007: 2:15.5

Ergebnis des Tests: Etwa ab der vierten Runde extrem guter Bremsperformance begann die Bremsanlage zu "rubbeln", sie hörte sich hart und scharrend an, das Lenkrad rüttelte sich deutlich. Dies änderte sich nicht mehr bis zur Auslaufrunde, jedoch wurde die Bremsperformance trotz dieses merkwürdigen Verhaltens nicht schlechter. Man spürte förmlich, wie der geworfene Anker das Material fordert. Ich frage mich nun, ob hier wieder die Bremse totgeritten wurde oder ob sie erst jetzt freigebremst war und das harte Bremsverhalten vielleicht für die Rennbremse normal sein könnte.

Beste Rundenzeit diesmal: 2:11.2

Somit eine Verbesserung um 4.3 Sekunden.

Es sind mit dieser Bremsanlage enorm späte Bremsungen möglich, ja man bremst andere schnelle Autos vor den Kurven quasi komplett aus. Während die bereits verzögern, steht man noch auf dem Gas und holt etliche Meter, um dann viel später auf die Bremse zu hacken. Auch das ABS-Fehlverhalten der blockierenden Ventile habe ich mit der neuen Bremse noch nicht erleben müssen. Eine trügerische Sicherheit möglicherweise, aber ich akzeptiere es erstmal, werde aber auch die andere Reifenkombi nicht aus den Augen verlieren. Sicher ist sicher.

Es scheint leider auf dem Lausitzring zur Tradition zu werden, dass irgendwelche Schäden am Fahrzeug entstehen. War es 2007 noch die Schraube, die sich am Turboladergehäuse verabschiedete, waren diesmal zwei andere "Opfer" zu beklagen:

1) Die Breitband-Lambdasonde Bosch LSU4.2 überhitzte offenbar, der Lambda-Controller ging auf ERROR 8.

2) Im Vorstart ließ ich den Speedster 5 Minuten im Leerlauf stehen, er begann dabei Blaurauch aus dem Auspuff auszustoßen. Nach kurzem Abschalten das Motors war das Phänomen verschwunden und ich startete zum Lauf und fuhr diesen ohne Probleme durch. Nicht einmal Schaltwölkchen waren zu sehen. Bleibt zu beobachten, eventuell kündigt sich da ein Lagerschaden im Lader an.

Bezüglich der überhitzten Lambdasonde werde ich nun eine bereits angefertigte Sondenkühlung in Form eines Kupferbleches verbauen. Lag schon rum, dachte nur ich bräuchte es nicht. Offenbar dann doch. Hoffentlich ist die Sonde noch in Ordnung. Nach einer Abkühlphase zeigte sie wieder an. Ob es Mondwerte sind, bleibt abzuwarten. Dann muss die eben auch noch getauscht werden, wären nochmal 70 Euro. Nicht die Welt.

Das Kühlblech, welches nun unter die Sonde geklemmt wird

Die bestellten Ferodo DS 2500 haben etwa zwei Wochen Lieferzeit, so dass sich der entsprechende Test verschiebt. Aber spätestens zum ganztägigen Fahren auf dem Spreewaldring werde ich sie montiert haben und Ergebnisse liefern können.

26.04.2008 - Lambdasondenkühlung und Laufbild der Bremsscheiben

Heute montierte ich das Kühlblech unter der Lambdasonde. Musste es anders verbauen, als in der Anleitung von Innovate angegeben, da innerhalb des Kamins einfach der verfügbare Platz recht minimal ist. Sollte aber ausreichen. Dabei entdeckte ich übrigens einen Ölfleck auf dem Bodenblech und eine vor Öl triefende Ölleitung zwischen Ölfilterblock und Öl-Wasser-Wärmetauscher. Habe das gereinigt, wird beobachtet. Eventuell die Quelle für den Blaurauch im Vorstart letzten Sonntag.

Hier die montierte Breitband-Lambdasonde mit dem Kühlblech

Ich machte dann eine Probefahrt, um die Anzeige der Lambdaelektronik zu prüfen und nochmal zu sehen, ob die Bremsen auf dem Eurospeedway merklich gelitten haben.

Ergebnis:

- Die Lambdasonde arbeitet so wie zuvor, zeigt den vollen Bereich an => alles OK

- Die Bremse bremst enorm, verhält sich aber immer noch "metallisch" von Geräusch und Pedalgefühl, quietscht aber überhaupt nicht mehr. Ich werde ein Bild vom Aussehen der Scheibe zur Beurteilung zum Fachmann schicken und die Pagid noch ein paar Tage länger verbaut lassen. Ich vermute, dass das Quietschen im Alltagsbetrieb wiederkommen wird.

Die Bremsscheiben nach dem Turn auf dem Eurospeedway Lausitz