08.14 同樣是1.6T發動機,為什麼F1性能卻能甩民用車幾十條街?

從2014年起,在國際汽聯引擎新規則下,F1各大車隊都必須使用1.6L V6渦輪增壓引擎取代原先使用的2.4L v8自然吸氣引擎。那麼,問題來了,很多人都會問,同樣的排量而且同樣都使用了渦輪增壓技術,那麼f1引擎參數為什麼能甩民用車好幾天街呢?

同樣是1.6T發動機,為什麼F1性能卻能甩民用車幾十條街?

我們今天就來聊聊這個問題

首先,從汽車領域來看,民用引擎和賽車用的引擎完全是兩個星球的東西,除了排氣量數字和“帶渦輪”這三個字外,基本上沒有任何共同之處。

在目前的市面上面,能買到的最大功率的1.6T的引擎是Mini JCW上的那臺N14B16C,其最大功率是155kw 最大扭矩為260Nm。而業內的平均水平也不過是130kw與240nm組合,這樣看來,似乎內燃機的技術差不多已經到了天花板了,即使各大廠家使出渾身解數,水平也不過如此。

不過,翻開F1引擎的技術參數後可以發現,這層天花板早就壓不住F1的動力了,如今圍場裡,那些“動力怪獸”們可以產生最大超過735kw的功率,在扭矩上面,1.6T引擎的扭矩則大幅度超過2.4L時代的引擎, 2006年豐田車隊使用的2.4L RVX-06 v8自然吸氣引擎的扭矩大概在274Nm,那麼到底是什麼原因導致f1引擎它有如此恐怖的數據呢?

同樣是1.6T發動機,為什麼F1性能卻能甩民用車幾十條街?

1.輕量化引擎部件,優化部件的尺寸:

根據牛頓第一定律 物體質量越低,慣性越低 這樣的設計有助於發動機發揮更多的動力包括活塞,連桿,凸輪軸 曲軸等部件,在不影響部件強度的情況下會使用更輕的鋁鉻合金

除了使用輕質化材料外,f1的工程師還大大減小了尺寸,這樣可以進一步減少引擎部件質量並減少系統的慣性

2.引擎的設計

民用車的引擎設計更偏向使用和經濟性,其設計壽命會遠超於f1引擎,在過去,為了極端的成績,通常是一場比賽就要更好一臺引擎,到現在 國際汽聯為了限制車隊花銷,規定了一個賽季每位車手只有三臺引擎的配額,折算下來,每臺引擎需要跑完2500km,對於民用車來說,2500km,半個保養週期還沒到...

同樣是1.6T發動機,為什麼F1性能卻能甩民用車幾十條街?

f1賽車的引擎設計理念和民用車完全不同

3. 高轉速

為了產生更大的動力自然離不開發動機的高轉速與高扭矩,在 f1的引擎中,兩者都增加以獲得最大的總輸出,在我們的民用車當中通常紅線約為3000-4000轉,即使想法拉利和蘭博基尼這樣的高端汽車中,發動機的轉速也通常只達到8000-9000轉,而f1引擎的轉速一度可以達到20000rpm,最終FIA不得不對這種轉速競賽畫上句號,提出了轉速的要求,先是限制到19000rpm,然後是18000rpm,現在降到了15000rpm

4. 特殊的“衝程缸徑比”

民用發動機處於對熱傳導 火焰傳播 和爆震抑制難度的考慮,這個比值一般在0.8~1.2,這樣還會獲得更好的燃油經濟性,而f1發動機尤其注意動力,這是獲勝的關鍵參數之一,所以會選擇0.4-0.6,犧牲一些經濟性,此外作為爆震,敲缸等負面影響,都可以通過爆震管理和賽事專用汽油來解決 自2014年,國際汽聯將汽油總消耗量的限制壓低35%至100kg後,燃油經濟性也開始被各車隊重視起來

5.高噴油壓力

f1發動機的燃油噴射壓力可答500bar,國際汽聯如果不設定這個上限的話,還會無法無天,而號稱高壓直噴的民用發動機才150-200bar。噴油壓力高帶來更好的霧化效果,更細小的燃料顆粒和完美的油氣混合物,燃燒就更充分,排放更好。但f1提高油軌壓力的目的不是為了降低排放,別忘了,發動機最高轉速達15000rpm,那麼每個汽缸工作循環的時間就相當有限,留給噴油的窗口也很窄,如果不能保證一瞬間完成噴油,那麼噴油寬度就會成為提高轉速的瓶頸,所以超高油軌壓力是為了不影響提升最大轉速的

同樣是1.6T發動機,為什麼F1性能卻能甩民用車幾十條街?

所以,最後總結來說,在f1這個寸土寸金的地方,所有的技術都是為了在賽場上更快的圈速所服務的,經濟性,使用性並不是各個引擎製造商首要考慮的地方,所以同樣是1.6T f1引擎的動力是民用發動機的5倍以上,而自重只有同排量民用車的一半左右,這樣“大馬拉小車”的搭配,比民用車跑的快也不足為奇了


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