F1的发动机
自从1950年以来,F1每年都给最优秀的车手授予世界冠军的称号,自1958年开始给最优秀的车队授予冠军称号。发动机是没有正式的冠军的。
铝,是当今一级方程式赛车发动机使用最普遍的材料。在80年代,铸铁已经全部被较轻的铝取代。铝还取代了镁,因为镁接触水会腐蚀。然而,必须承受强大作用力的运动件还是要用钛和钢来制造。材料基本分配为:铝 63%(汽缸盖、机油盘、活塞);钢 29.5%(凸轮轴、曲轴、正时齿轮);镁 1.5%(油泵壳);碳素纤维 1%(空气罐、线圈罩);钛 5%(连杆、紧固件)。
制造一台发动机需要150名以上的职工,其中28名工程师、20名制图员、35名发动机机械师、8名电子专家、20名机械工和装配工、4名系统工程师、6名台架实验技术员、15人从事采购、生产和检验,另有15人为管理人员。
打造F1引擎的材料大部分仍然是铝合金,外加上少部分的复合材料。FIA规定引擎制造商只能选择10汽缸的设计,主要原因是在现有的规定之下V10引擎最有效率。另一个大家经常注意的地方是引擎夹角,V型汽缸夹角的角度从最早的60度到之后的72度、90度,甚至曾有Renault车厂108度的大夹角V10引擎,F1引擎内的曲轴每分钟旋转超过18000次,10个汽缸内活塞每秒钟的位移超过25公尺。
F1车队每年的预算约有50%用在引擎的研发与制作上。高转速、动力输出惊人的F1引擎,所需的零件都需具备高强度与轻量化的特质。因些会用上多种特殊合金材质,让F1引擎的造价惊人。不含研发费用,每具F1引擎的造价就高达15万美元,而Mercedes-Benz每年需要约制作80~100具F1引擎以供Mclaren-Mercedes车队使用。
各项性能兼具的F1引擎,仍需考量可靠度的问题,一具无法完成比赛的引擎,会让车队的一切努力变得徒劳无功,因此在研发阶段之后,重要的工作就是不断地测试,提高引擎的耐用度与可靠度。不过,F1无法在守旧的科技中寻找答案,要赢就必须冒险,因此就引擎而言,100%的可靠度是不可能的。而引擎工程师仍须继续不断的在马力、油耗、重量、尺寸、高转速,可靠度的矛盾中寻求奇迹,创造新的F1动力!
F1引擎小百科
1、 一具引擎约有5000个零件。
2、 包含测试、练习与比赛,每年大约要用掉100具引擎。
3、 每一站比赛后,引擎必须完全分解检验后再重新组装。
4、 全速时产生的引擎声浪高达160分贝,比波音747飞机起飞时还要响。
5、 每100公里需要用掉60公升以上的无铅汽油。
6、 在引擎全速运转时每秒钟进气量超过600公升。
7、 每秒钟点火150次,活塞往复循环300次。
8、 最高转速时,活赛的加速力相当于8500G,因此活塞连杆的强度必须很强。
9、 制作一支F1引擎使用的曲轴需要6星期。
10、组装一具F1引擎需要2个星期。
11、使用的材料包括20种合金。
12、重量低于100公斤。
F1发动机的技术规则
1、 四冲程往复式活塞引擎。
2、 排气量不得超过3000cc。
3、 必须使用自然进气引擎,不得使用涡轮增压或机械增压。
4、 汽缸数必须为10缸,而且汽缸形状必须是圆的。
5、 每缸气门数以5汽门为限。
6、 禁止使用可变几何长度的排气系统。
7、 曲轴、凸轮轴必须以钢或铸铁为基本材质。
8、 活塞、汽缸顶、汽缸本体,禁止以碳纤维或强化纤维为材料。