แรงม้า แรงบิด ความเร็วสูงสุด และจังหวะการเปลี่ยนเกียร์

ออกตัวก่อนครับ ว่าผมไม่ค่อยมาห้องรัชดานัก เพราะส่วนใหญ่มีแต่มาม่า เลยไม่ค่อยเข้ามาครับ
แต่ผมอยากแชร์ และอยากให้เป็นสังคมแห่งความรู้ครับ เลยตั้งกระทู้นี้มา "มีตรงไหนผิด ช่วย ๆ กันแก้ผิดเป็นถูกด้วยนะครับ"

ผมขออนุญาต Example รถยนต์ยี่ห้อ รุ่น เครื่องยนต์ เพื่อเป็นโมเดลศึกษาในครั้งนี้ครับ
ยี่ห้อรถ : คนแบกกุ้ง (KBK)
แบบรถ : กระบะหัวเก๋งตอนเดียว
เครื่องยนต์ : ดีเซลหมุนเร็วแบบฉีดตรง (Direct injection)
ระบบน้ำมันเชื้อเพลง : รางน้ำมันแรงดันสูง 135 mpa
ขนาดความจุเครื่องยนต์ : แบบเรียงเดียว 4 สูบ 2800 ซีซี.
ความกว้างกระบอกสูบ * ระยะชัก (ซม.) : 9.4 * 10.0
[Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้วิธีคำนวน
(pi * ความโตกระบอกสูบยกกำลัง2 * ระยะชัก)/4 = ความจุต่อกระบอกสูบ (ซี.ซี)
คำนวนได้ 693.97 ซีซี แต่รถคันนี้มี 4 สูบ จึงมีความจุรวม 693.97 *4 = 2776 ซี.ซี. (อยู่กลุ่มตลาด 2800 ซีซี.)

จากการนำรถคนแบกกุ้งไปเทส พบว่า....

หมายความว่ารถคันนี้มี
แรงบิดสูงสุด : 38 kg/m ที่ 2000 รตน.
แรงม้าสูงสุด : 146 hp หรือ 107 kw ที่ 3500 รตน.
[Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้วิธีคำนวนแรงม้า (hp)
(แรงบิด*รอบเครื่องยนต์)/768
คิดกลับเป็น kw หาร 1.36

พอร์ตเป็นกราฟได้ดังนี้

และถ้าปั่นแรงม้าสูงขึ้นไปเกินกว่า 4500 รตน. ผมสมมติให้เครื่องยนต์พัง ดังนั้น จึงตั้ง red line ไว้ให้ดูบนหน้าปั้มว่า Red line เริ่มที่ 3750 รตน.
เพราะอะไร ? เพราะจุดที่เกินกว่านั้น แรงม้ามันตกลง ก็คือ ไม่มีประโยชน์อันใดที่จะให้เครื่องยนต์ได้ปั่นรอบต่อไป (พังมาก็มาเคลมกับผมอีก)

ผมได้ทำการทดเฟืองเกียร์รถ kbk ไว้ดังนี้ (ทุกตัวเลขสมมติหมด เพราะขี้เกียจคำนวน)
เกียร์ 1 : 3.120
เกียร์ 2 : 2.020
เกียร์ 3 : 1.300
เกียร์ 4 : 1.000
เกียร์ 5 : 0.760 (Over drive) (หมายเหตุ เกียร์ถอยหลังไม่ต้องสนใจ ไม่ใช่ประเด็นสนทนาครับ)
และอัตราทดเฟืองท้าย 3500 : 1000 (หรือ 3.5 ต่อ 1)
[Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้อัตราทดเกียร์ คำนวนได้จาก
เฟืองตาม / เฟืองขับ

ทุกรอบเครื่องยนต์ สามารถแหวกลมประทะ และ Load ทุกอย่างได้หมด แต่สมมติผมตัดรอบมันเองที่ 3750 rpm
แต่เกียร์ 5 รถ kbk ของผม เมื่อหมดแรงม้าสูงสุด (3500 rpm) แล้ว ทุกอย่างก็จบ (ดันต่อไปไม่ได้) จึงให้รถผมสุดแค่ตรงนี้ จะได้

ความเร็วสูงสุดแต่ละเกียร์

[Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้สูตร
[(เส้นรอบวงยาง * 60 * rpm) / อัตราทดเฟืองเกียร์]/ อัตราทดเฟืองท้าย

นาย ก. ซื้อรถผมไป ทำอัตราเร่ง 0-100 ได้ 11 วินาที
นาย ข. ซื้อรถผมไป (เผือกเป็นบริษัททดสอบรถ) ทำอัตราเร่ง 0-100 ได้ 14 วินาที
นาย ข. โวยกับผมว่า รถคันนี้มีปัญหา เพราอัตราเร่งหายไปตั้ง 3 วินาที

ทางบริษัทเราไม่นิ่งนอนใจ จึงนั่งรถคันนั้น ให้นาย ข. ขับให้ดู และพบพฤติกรรม นาย ข. เปลี่ยนเกียร์ที่ 3500 rpm ทุกช่วงเกียร์ เราจึงเสนอให้ นาย ข. เปลี่ยนแต่ละเกียร์ดังต่อไปนี้ (ปัดเศษทศนิยมเพื่อให้เห็นภาพง่ายและปฏิบัติจริงได้ครับ) หลังจากนั้นนาย ข. ก็ได้อัตราเร่งที่ดีขึ้น
เกียร์ 1 ไป 2 : 36.492 km/h @ 3100 rpm
เกียร์ 2 ไป 3 : 56.7 km/h @ 3100 rpm
เกียร์ 3 ไป 4 : 73.714 km/h @ 2600 rpm
เกียร์ 4 ไป 5 : 96.99 km/h @ 2600 rpm
[Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้กลับสูตรจากข้างบนเพื่อหา เมื่อเปลี่ยนเกียร์ รอบเครื่องยนต์ที่เกียร์ก่อนหน้าจะตกมาสู่เกียร์ถัดไป ในช่วงแรงบิดสูงสุดพอดี

คิดว่า โมเดลนี้ น่าจะพอแจกสูตร และเข้าใจวิธีการคำนวนกันบ้างนะครับ
ขอบคุณครับ