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F1赛车引擎有多好?

2012-02-17 09:02
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F1赛车引擎有多好?

    现代F1赛车的引擎和动力传输系统是机械工程学上最热门的研究课题,追求强大动力的竞争一直都非常激烈。

    长久以来,对于引擎研发的极致追求似乎印证着伟大的汽车工程师费迪南-保时捷当初所说的格言:最完美的赛车在领先冲过终点的那一刻也化为灰烬。虽然这条宗旨在当代已不再适用(现在的赛车要求引擎至少可以维持一个比赛周末),但在F1赛车引擎设计中,设计师不得不在性能与耐久性上做出艰难的权衡。

    F1赛车引擎发展的轨迹几乎是与F1运动本身相一致的。20世纪50年代,当时的F1赛车动力输出约为100马力/升。随着涡轮增压引擎时代的到来,1.5升的涡轮引擎最高可以达到750马力/升。1989年国际汽联禁止了涡轮增压引擎的使用,引擎又回到自然进气时代,动力输出的数据有所减弱,不过很快就收复了原先的失地。

    过去几年引擎大战的目标基线已经上升至1000马力的极限,一些车队在2005年使用3升引擎的条件下,可以达到300马力/升的动力输出水平。在此之后,3升V10的引擎便消失在人们的视野中。自从2006年起,比赛规定赛车一律使用2.4升V8引擎,输出功率相当于之前的80%。

    目前的F1引擎转速达到18000转/分钟以上时,每秒钟的进气量可以高达650升,也就是说换算至比赛距离,每100公里的油耗达到75升(相当于4加仑/英里)。在如此高的转速下,对于活塞的压力也达到了近9000倍于重力的压力值。这样一来,引擎故障成为近年来退赛最多的直接原因也就不足为奇了。

    现代F1引擎相对于民用车,最显著的不同也是最坚固的部分就是引擎的气缸、活塞和气门的设计。从结构上考虑,引擎也是F1赛车非常重要的一部分。碳纤维构成的舱体骨架与引擎通过螺栓拧连在一起,同时牵引力系统和后悬挂也依次连接在引擎上。所以引擎必须保持相当高的坚固度。然而矛盾点就在于空气动力学要求引擎尽量轻,精简而且引擎的重心需要尽可能地放低,这样有利于降低赛车整体的重心,从而有效地降低赛车后部的高度。

  2.3秒就可以实现0到100公里/小时的加速;发动机的最高转速可以突破19000转/分;只需比网球场长一点的距离,它就可以将时速从300公里降到60公里……而这些令人瞠目结舌的数据不过是F1赛车小试身手。

  F1赛场内的每一台赛车, 都拥有一台超级发动机。目前,国际汽联规定F1赛车发动机的排量上限为2400cc,为V形排布的八缸引擎,所以各车队就将赛车发动机的排量定为2400cc。

    重量低于100公斤。

    一具引擎约有5000个零件。

    使用的材料包含20种合金。

    组装一具F1引擎需要2星期。

    制作一支F1引擎使用的曲轴需要6星期。

    每秒钟点火150次,活塞往复循环300次。

    每100公里需要用掉60公升以上的无铅汽油。

    在引擎全速运转时每秒钟进气量超过600公升。

    包含测试、练习与比赛,每年大约要用掉100个引擎。

    每一站比赛后,引擎必须完全分解查看后再重新组装。

    全速时产生的引擎声浪高达160分贝,比波音747飞机起飞时还大声。

    最高转速时,活塞的加速力相当于8,500G,因此活塞连杆的烈度必须很强。


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