从2014年起,在国际汽联引擎新规则下,F1各大车队都必须使用1.6L V6涡轮增压引擎取代原先使用的2.4L v8自然吸气引擎。那么,问题来了,很多人都会问,同样的排量而且同样都使用了涡轮增压技术,那么f1引擎参数为什么能甩民用车好几天街呢?
我们今天就来聊聊这个问题
首先,从汽车领域来看,民用引擎和赛车用的引擎完全是两个星球的东西,除了排气量数字和“带涡轮”这三个字外,基本上没有任何共同之处。
在目前的市面上面,能买到的最大功率的1.6T的引擎是Mini JCW上的那台N14B16C,其最大功率是155kw 最大扭矩为260Nm。而业内的平均水平也不过是130kw与240nm组合,这样看来,似乎内燃机的技术差不多已经到了天花板了,即使各大厂家使出浑身解数,水平也不过如此。
不过,翻开F1引擎的技术参数后可以发现,这层天花板早就压不住F1的动力了,如今围场里,那些“动力怪兽”们可以产生最大超过735kw的功率,在扭矩上面,1.6T引擎的扭矩则大幅度超过2.4L时代的引擎, 2006年丰田车队使用的2.4L RVX-06 v8自然吸气引擎的扭矩大概在274Nm,那么到底是什么原因导致f1引擎它有如此恐怖的数据呢?
1.轻量化引擎部件,优化部件的尺寸:
根据牛顿第一定律 物体质量越低,惯性越低 这样的设计有助于发动机发挥更多的动力包括活塞,连杆,凸轮轴 曲轴等部件,在不影响部件强度的情况下会使用更轻的铝铬合金
除了使用轻质化材料外,f1的工程师还大大减小了尺寸,这样可以进一步减少引擎部件质量并减少系统的惯性
2.引擎的设计
民用车的引擎设计更偏向使用和经济性,其设计寿命会远超于f1引擎,在过去,为了极端的成绩,通常是一场比赛就要更好一台引擎,到现在 国际汽联为了限制车队花销,规定了一个赛季每位车手只有三台引擎的配额,折算下来,每台引擎需要跑完2500km,对于民用车来说,2500km,半个保养周期还没到...
f1赛车的引擎设计理念和民用车完全不同
3. 高转速
为了产生更大的动力自然离不开发动机的高转速与高扭矩,在 f1的引擎中,两者都增加以获得最大的总输出,在我们的民用车当中通常红线约为3000-4000转,即使想法拉利和兰博基尼这样的高端汽车中,发动机的转速也通常只达到8000-9000转,而f1引擎的转速一度可以达到20000rpm,最终FIA不得不对这种转速竞赛画上句号,提出了转速的要求,先是限制到19000rpm,然后是18000rpm,现在降到了15000rpm
4. 特殊的“冲程缸径比”
民用发动机处于对热传导 火焰传播 和爆震抑制难度的考虑,这个比值一般在0.8~1.2,这样还会获得更好的燃油经济性,而f1发动机尤其注意动力,这是获胜的关键参数之一,所以会选择0.4-0.6,牺牲一些经济性,此外作为爆震,敲缸等负面影响,都可以通过爆震管理和赛事专用汽油来解决 自2014年,国际汽联将汽油总消耗量的限制压低35%至100kg后,燃油经济性也开始被各车队重视起来
5.高喷油压力
f1发动机的燃油喷射压力可答500bar,国际汽联如果不设定这个上限的话,还会无法无天,而号称高压直喷的民用发动机才150-200bar。喷油压力高带来更好的雾化效果,更细小的燃料颗粒和完美的油气混合物,燃烧就更充分,排放更好。但f1提高油轨压力的目的不是为了降低排放,别忘了,发动机最高转速达15000rpm,那么每个汽缸工作循环的时间就相当有限,留给喷油的窗口也很窄,如果不能保证一瞬间完成喷油,那么喷油宽度就会成为提高转速的瓶颈,所以超高油轨压力是为了不影响提升最大转速的
所以,最后总结来说,在f1这个寸土寸金的地方,所有的技术都是为了在赛场上更快的圈速所服务的,经济性,使用性并不是各个引擎制造商首要考虑的地方,所以同样是1.6T f1引擎的动力是民用发动机的5倍以上,而自重只有同排量民用车的一半左右,这样“大马拉小车”的搭配,比民用车跑的快也不足为奇了
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