F1发动机如何产生1000马力
来源:5播体育2024-01-03 20:235播体育网 目前的F1发动机仅用1.6升排量即可产生高达1000马力的功率。
从技术上讲,F1赛车有“动力装置”,而不是“发动机”,因为1.6升涡轮增压V-6只是混合动力系统的一部分。自2014年以来,F1 强制要求设置包括微型90度V-6发动机和两个电动发电机组,即MGU-K(电动发电机单元-动力学)和MGU-H(电动发电机单元-加热)。
两种电动发电机组都以不同的方式收集能量。MGU-H由涡轮增压器的多余废气流旋转,这些废气流通常由废气旁通阀排出,收集的能量可以存储在电池组中,用于在关闭油门时旋转涡轮增压器,或直接发送到MGU-K。MGU-K安装在曲轴上,可提供高达160马力的功率,以帮助推动赛车或再生制动以回收更多能量。
MGU-K仅提供160马力,并且仅在电池组充满电时短暂爆发,燃油发动机仍在完成大部分工作。它还必须以规则规定的流速从油箱中抽出有限数量的燃料(因为F1不再允许在比赛中加油)。这个速度(最大100kg/h)也意味着,虽然F1允许发动机转速达到15000rpm,但功率实际上在10500 rpm时达到峰值,因为那是发动机达到最大转速的时候。
车队声称F1中使用的燃料类似于泵汽油,因此他们在那里没有优势。然而,众所周知,F1发动机的运行效率比典型的公路车发动机高得多。梅赛德斯-AMG声称其发动机的热效率已达到50%以上,这意味着它们燃烧的燃料中至少有一半的势能实际上用于移动赛车。这就是这些大功率数字的关键。
考虑到大多数公路车内燃机都难以达到35%的热效率,F1工程师不得不采用大量技巧。一种是预燃室点火,即在主室上方使用较小的燃烧室,从而产生更稀薄的空气燃料混合物,非常适合F1的燃料流量限制。此功能不是特定于赛车的;这是原始本田思域的CVCC发动机如此省油的功能之一,目前用于玛莎拉蒂的3.0升双涡轮增压V-6发动机。
另一个效率提升是允许压缩比高达18:1 的规则。这比公路车发动机要高得多,虽然目前尚不清楚车队是否真的达到了这一极限,但它为效率提升留下了空间。更高的压缩比效率更高,即使没有一直跑到18:1的比率,F1赛车也可能比公路车运行更高的压缩比并获得这一好处。
最后一个因素是涡轮增压。在公路车中,高水平的增压有助于小型发动机产生大功率,但在F1中可能并不那么简单。F1发动机的增压可能比一些公路车(车队不公布实际数字)更多或更少,这取决于空燃比,这也可能根据赛道而变化,例如,在高海拔的墨西哥城使用更多的增压。
归根结底,正是整个封装的效率使F1动力装置能够以如此小的排量获得如此多的动力。这就是现代 F1 动力装置成为真正的技术奇迹的原因。