不考虑寿命、不考虑油耗,不计成本采用钛合金、锻造合金技术,发动机可以达到18000转/分的高转速,涡轮增压器的泄压压力极限提高,使F1赛车的1.6T发动机自然就可以极限压榨并爆发出惊人的动力!
F1赛车的发动机的使用寿命通常情况下只有几千公里,因此,不必像家用车那样考虑长寿命设计,也不需要过分的考虑燃油经济性,F1赛车自然不可能缺油,更不需要过分的考虑散热,因为F1赛车在行驶时的高转速可以为发动机降温,在不考虑以上的因素的前提下,为了提升发动机的输出功率,通常提升F1赛车发动机最简单的办法主要有两个:
我们可以简单的把气缸比喻成两个同样容量的水杯,一个是短矮胖另一个是细高长,水杯的直径越大高度越小,而增大气缸直径,就意味着缩小气缸上止点到下止点的距离,减少距离就可以减少活塞和曲轴的惯性,使发动机的转速更容易提升, 释放出比较大的输出功率,因此,通常F1方程式赛车的发动机都属于高转速发动机。实际上为了实现发动机的高转数还需要很多配套的设备,如需要高频率的点火线圈,需要超高压的燃油压力,以适应发动机的高转速。
此外,为了避免高温、高转速所带来的磨损,发动机活塞为铝合金制造,连杆为钛合金制造,曲轴则为合金钢和钨钢制造。这样设计的目的就是为了使活塞、连杆、曲轴在保持耐磨性的前提下尽量减轻重量。
对于涡轮增压发动机来说增加进气压力就等于增加进气量,然后再通过电喷发动机喷入经过计算的适量的燃油,实现燃油在气缸内完全燃烧,就可以在不增加发动机物理排量的前提下,极限的增加发动机的输出功率。但是涡轮增压发动机的缸内压力是不可能无限增加的,否则就会有爆缸的风险。
大家可能对速度与激情8古巴飞车中范迪塞尔利用易拉环拔掉一根管子那一幕仍然记忆犹新,拔掉管子以后的那台破烂老爷车就像打了鸡血、吃了伟哥一样,暴躁的追上其他车辆,当然,这台老爷车也最终也因为承受不住药力而寿终正寝了。实际上这根管子就是控制涡轮增压器的泄压阀管路,拔掉以后,相当于泄压阀完全关闭,无限增压。
之所以提到这一个场景,是因为对于F1方程式赛车来说,为了极限的适应气缸内的高压和高温,发动机缸体材料是经过钛合金、锻造铝合金等高科技材料加强和强化过的,缸套采用高强度钢锻造,并且局部搭配碳纤维辅助,允许涡轮增压器采用近乎于极限的方式增加进气压力增加进气量,从而大大的增加发动机的输出功率。当然,即使有各种强化和保护,F1方程式赛车发动机的寿命也只有短短的几千公里。
实际上也正是因为不用顾忌发动机的寿命使参赛车企采用各种方法 榨取发动机的最大输出功率,这种行为也导致F1方程式赛车事故频出。于是为了避免事故的发生,F1赛事组委会开始限制涡轮增压发动机排量:
1987年限制最大排量为1.5L, 涡轮增压器最大压力值4.0bar
1988年提升自然吸气发动机的排量限制为3.5L,涡轮增压器最大压力值2.5bar
1989年 全面禁止增压引擎,自然吸气发动机引擎限制为3.5L