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生活处处有F1

2018-09-14 11:53 来源: 百科知识

以高科技著称、位居汽车运动金字塔尖的F1(Formula1,世界一级方程式汽车大奖赛)是当今世界最昂贵、最能点燃人类激情的赛事之一。不用说组建一支车队、研发一辆尖端的赛车需要花多少钱,光是一个分站赛所需的物流、燃油、商业推广、车队食宿等费用就是个天文数字。可想而知,这是一项多么烧钱的运动。

从另一方面来看,F1运动在大量消耗金钱的同时,其尖端的研发更代表了一个时期内汽车技术领域的极致,F1赛车不仅是征战赛道的工具,而且为我们的日常生活提供一个技术标杆,让我们能一睹未来汽车工业发展的方向。

生活处处有F1

涡轮增压

现在我们去4S店买车,销售人员一般会问,是要带“T”的还是不带“T”的汽车?什么是“T”呢?所谓“T”,就是Turbocharger(即涡轮增压)。不带“T”,就是发动机在做功时通过活塞的移动自然吸气。汽车带“T”,就是发动机中配备了涡轮增压系统,这种汽车的发动机油耗与同款的自然吸气发动机相当,但马力要比后者高出25%~30%。因此,带“T”的汽车逐渐成为汽车销售市场的新宠。那么,这项技术是怎么来的呢?

最早的汽车都是使用自然吸气的发动机。在1977年的F1赛场上,来自英国的泰瑞尔车队凭借着新款3.0升自然吸气发动机所向披靡,惊人的战绩令对手胆寒。法拉利、托莱曼车队纷纷研发新技术,力图追赶对手,但效果并不明显。倒是法国的雷诺车队另辟蹊径,拿出了一项“黑科技”,才扭转了不利局面。

这到底是一项什么样的“黑科技”呢?原来,雷诺车队一名年轻的工程师去东南亚度假时发现,厨师在炒牛肉时,为了使灶头的火旺一些,顺手打开了鼓风机开关。鼓风机呜呜地轰鸣起来,将四周的空气迅速送进炉灶,霎时,火苗冒得老高。厨师三两下就把一盘炒得香喷喷的牛肉送到顾客面前……工程师看得入了神,突然灵光一现——能不能把这个“鼓风机”搬到赛车上去?回到车队,他把自己的想法和同事们沟通后,大家一起动手设计出一套特别的“鼓风机”,其形状类似一个田螺壳,里面安装有一个可以旋转的叶轮。

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“鼓风机”一头连于发动机的排气口,另一头连于发动机的进气口。当发动机运转时,排出的废气本身具有较高的温度和压力,这些废气进入“鼓风机”后推动叶轮飞速旋转,将外部空气鼓入,再通过另一出口将其推入发动机的气缸,这样气缸内氧气的密度和压强升高,燃料燃烧得更为充分,进而可以产生更大的功率。这个田螺状的“鼓风机”就是后来人们所熟知的涡轮增压器。

团队的努力使雷诺车队在短时间内设计出一款最新的1.5升6缸涡轮增压引擎,它不仅马力大而且非常轻巧,这一秘密武器的投入使得原本叱咤风云的泰瑞尔车队顿时黯然失色。后来,其他车队也发现了涡轮增压的好处,纷纷放弃原先的自然吸气引擎,开始设计自己的涡轮增压系统。

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最早搭载涡轮增压引擎的雷诺赛车(1977年)

在众多的制造商中,本田车队对涡轮增压的解读最为深刻,他们设计的RA168E型涡轮增压引擎创纪录地达到1050匹马力,在1988年,“车王”塞纳和另一位车手普罗斯特驾驶着搭载这款引擎的赛车拿下了全年16站比赛的15场分站冠军……

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“车王”塞纳驾驶搭载了本田涡轮增压引擎的迈凯伦MP4-4型赛车

在我们的生活中,涡轮增压系统最早装备在一些中高档汽车上,车主发现排量为1.5升的涡轮增压发动机所产生的动力与原先老款1.8、2.0升的自然吸气发动机相当,但是排量越小的发动机油耗越小,尾气排放量也越少,因此涡轮增压技术不仅在民用汽车领域广受欢迎,现今也相继出现在内燃机火车头、坦克、大型发动机组的动力系统中。

定速巡航

前段时间,有媒体报道称,2018年3月14日,一位河南车主驾驶奔驰C级轿车行驶在高速公路上,由于打开的定速巡航系统失灵,导致车子以120千米的时速在公路上狂奔而无法停下来。虽然该事件后来被证实为车主的谎言,但这条消息还是让定速巡航这个概念成为人们茶余饭后的谈资。

定速巡航(Cruise Control System,简称CCS),顾名思义就是确保车辆以一个固定速度行驶的一种驾驶模式。这套技术也是从F1赛车移植过来的。

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在F1比赛中,由于轮胎磨损、燃油消耗等原因,比赛车辆需要在中途进入维修站加油、换胎。为了保证工作人员的安全,国际汽联规定,凡是进站加油、换胎的赛车,在维修站内的时速不得超过80千米(早先的规定为60千米/小时),违者将会受罚。

这样一来,车手进站时,如果赛车时速低于80千米,就会导致在维修站停留的时间过长,在赛道上好容易攒下的优势很容易被对手反超;若狠踩一脚油门,时速可能超过80千米,结果又带来赛会的惩罚,车手们在这样的限速规定面前吃尽了苦头。

后来,一个聪明的技术员想出了一个办法:在赛车发动机的油门和进气门上加装一个电子传感器。传感器可以通过脉冲信号来控制油门与进气门开放的角度,使进入引擎的燃油与空气始终保持一个恒定的比例,从而使车手在不踩油门的情况下,发动机也能输出一个固定的转速。

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今天的F1比赛中,车手在进站加油前只要按下一个定速巡航按钮,赛车就会自动保持80千米的时速行驶在维修站工作区。

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