
2014年,F1迎来了近25年内最大的技术变革。与之前相比,这次改革不仅进一步限制了空气动力学的应用,还涉及到了赛车的核心装置——发动机。从今年起,F1将使用1.6T V6涡增压引擎代替之前的2.4L V8自然吸气引擎。历史上,F1上次使用涡轮增压技术还要追朔到30年前,因此,新的发动机对于现役的车队来说无疑是一个陌生而又充满挑战性的领域。一方面,自然吸气和涡轮增压两种发动机在工作原理上存在着巨大的差异;另一方面,由于新发动机的工作特点与之前截然不同,因此在整车层面,底盘和空气动力学设置,甚至是车手的驾驶方式都需要及时做出调整。在本次赛前技术分析中,我们就以发动机为核心,看一看新的技术改革究竟带来了怎样的变化。
如果说2009年F1使用动能回收系统是“投石问路”,那么在2014年,FIA的改革就可谓是“大刀阔斧”了。时下,能源与环保问题已经成为了世界的主流话题,而作为世界汽车工业先锋角色的一级方程式赛车如果不能顺应这一趋势,就会逐渐与以节能环保为主题的现实社会脱节,最终难逃衰亡的厄运。因此,为了能使这项运动依旧保持活力,为了这项运动依然可以成为世界汽车工业的先驱,F1就必须要从已经固化了的圈子里跳出来,走出一条节能环保的道路来。
国际汽联改革的首要目标就是降低油耗。在2013年以前,每场大奖赛V8引擎要消耗的燃油要达到150kg,而现在,随着1.6T涡轮增压发动机的引入,每场比赛的油耗被 限制在了100kg。用三分之二的燃油跑完整场比赛,很明显,新的涡轮增压发动机具有更高的效率,这与涡轮增压这项技术有着密不可分的关系。
概述
所谓增压就是将空气在供入汽缸之前预先压缩,以提高空气密度、增加进气量的一项技术,由于进气量的增加,可以相应地循环增加供油量,从而增加发动机的升功率。因此,增压不仅可以改善燃油经济性,还因为其能有效控制排放而被广泛应用。
目前最常见的增压方式有两种:机械增压和涡轮增压,机械增压是通过发动机曲轴直接驱动压缩机的一种装置,能有效地提高发动机功率,但由于驱动增压器需消耗发动机功率,因此燃油消耗率比非增压发动机略高。
涡轮增压是将发动机排出的废气引入涡轮机,利用废气能量推动涡轮机旋转,驱动与涡轮同轴的压缩机实现加压。废气涡轮与发动机无机械联系。这种方式,能有效地利用排气的能量进行增压,所以经济性比机械增压和非增压发动机都好。但由于涡轮机是流体机械,而发动机是动力机械装置,因此二者在协调时存在缺点和不足。这点我们在之后的工作特点中重点分析。