内燃机想要获得更大的马力,只要做到高转速、高增压、高压缩比即可,而F1的发动机则是将这三点做到了极致;更高的转速、更高的增压值、更高的压缩比令1.6T的动力单元爆发出六百匹左右的马力,当然如今1.6T动力单元是一套混动系统,剩余的匹马力则是由电机Ers来实现;所以这套混动单元、内燃机部分输出功率在匹马力左右!
就目前而言即便是民间改装机构、在不考虑机器寿命的条件下,将1.6T的机器升级到5、6百匹的状态也并非不可能,所以如今F1动力单元内燃机部分功率达到6、7百匹也不算夸张,至少对比当年2.4Lv8自吸仅仅依靠转速拉出千匹马力容易的多,过去的2.4L自吸转速可以拉过两万转、而如今F1的1.6T动力单元转速被限制在1.50万转以内;而1.6T的机器利用高增压以及1.50万转的转速拉出6、7百匹的马力也并不离谱!
F1发动机的强大,不仅仅体现在极限功率方面
对于这些不考虑寿命的赛用机型而言、拉出很高的极限马力并不出奇,即便是民用1.6T发动机如果不考虑使用寿命,马力达到6、7百也不夸张,而F1动力单元的精髓在于、可以在超短的时间内把转速拉过万、从而实现在最短时间内爆发高功率,简单点说就是比赛没有那么多功夫拉高转速,所以转速攀升越迅猛、功率爆发的越快!
F1动力单元的缸径、行程比高达1.60,而大部分民用车缸径、行程比小于1.00,部分性能车的发动机缸径、行程比刚刚达到1.00;所以F1动力单元的活塞行程非常短、短到令人瞠目结舌的地步;如上图所示、这就是斯巴鲁研发的性能机fa20的缸径、行程参数,两者皆为86毫米、比值为一,该2.0L自吸发动机可以爆发出匹的马力、升功率高达P每升;这已经属于优秀性能发动机了;而1.6T的F1动力单元缸径为80毫米、而行程在53毫米左右,缸径活塞比达到了恐怖的1.60左右;而过去2.4L自吸比值更大,缸径98毫米、而行程为39.7毫米左右,缸径、行程比为2.50!
也正是由于拥有这超短的行程、F1的动力单元才能拉到1.50万这样的转速,即便是一款普通的2.0L自吸、拉到1.50万转,也能拉出接近于p的马力,所以竞技发动机的精髓永远是高转速;转速够、什么样的马力拉不出来?因为功率的计算公式就是。。。
功率=(扭矩*转速)/
所以想提高功率要么增加扭矩、要么就拉高转速,拉高转速最简单的办法就是缩短行程(上段已经提到),而增加输出扭矩的方式也很容易理解、就是增加缸内平均有效压力,想提高平均有效压力的方式一般有两种,要么增加排量、要么上增压(包括机械、涡轮等),既然排量被限制在1.6L,所以F1的动力单元就选择上了涡轮增压器(电动涡轮、响应非常迅速而几乎无迟滞);高增压、配合高转速,极大程度压缩了F1动力单元的寿命,它的平均寿命仅仅在1千米左右、坚持两周比赛即可,所以F1机器厉害么?关键看怎么比,咱们民用机接近百万公里的使用寿命碾压F1!
高增压、高转速,压缩比却不低
F1动力单元另一大特色就是压缩比超高、达到了16,要知道在高增压机型运转时产生的高温及高压很容易导致爆震;一般而言那些民用性能发动机打高增压的同时、都是通过降低压缩比来抑制爆震的,比如奔驰2.0t的M发动机可以爆发出四百匹的马力,但压缩比仅为8.40左右,就是为了避免爆震现象;德国人对于爆震的处理永远都是绕开,不从根源上去解决问题,而是通过降压缩比来缓解点火前过高的缸压与温度;但降低压缩比必然造成燃料、以及部分动力的损失!
所谓的爆震就是一次正常点燃、与混合气自燃的博弈,当火花塞跳火引燃周围混合气、逐渐向外传播是需要时间的,如果在火花外传过程中、外围混合气由于高温高压导致自燃,那么点燃火花自内向外、而自燃火花自外向内产生碰撞,碰撞的结果就是爆震(是不是有点共振的味道呢?),而F1动力单元高达16的压缩比是如何抑制爆震的?实际上这就是依赖湍流射流点火技术,实现了从单一着火点、向着密集火花喷射的过度!
湍流射流点火技术原理容易理解,燃油在喷射到燃烧室前、先喷射少量入预燃烧室,在预燃烧室内先进行少量燃油的引燃,之后预燃烧室内已经燃烧的高温混合气流会被推出、利用这足够高温的气流(火花)去引燃主燃烧室内更多的燃油;如果说传统的火花塞跳火、只是利用单一火点进行传播,那么这湍流射流技术就是利用预燃烧室内的无数火花进行喷射,所以在火花引燃油气的速度上要更快,换句话说只要抢在混合气自燃之前将其引燃,就可以很好的避免爆震,F1动力单元正是利用这项技术实现了高达16的压缩比!
总而言之F1动力单元之所以惊人,并非体现在它的功率上,1千米的使用寿命、即便是家用1.6T发动机也能达到p马力,所以牺牲寿命换来高功率挺正常的!F1的亮点在于它可以快速攀升的转速、高达16的压缩比、以及接近于50%的热效率;这些才是F1动力单元真正引以为傲的地方,赛车作为民用车的未来导向不仅仅是要做到更快,如今的环保意识已经深入了赛车领域,所以如今的F1采用涡轮、采用混动技术更是出于对环境的一种保护,而单看内燃机部分,1.6t爆发p马力对比过去2.4L拉出千匹马力其实已经温和了许多!
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