Turbo技术回归 析2014年F1赛车动力系统

2014-02-13 00:17:47 作者:常庆林

  【太平洋汽车网 技术频道】2014年注定是不平凡的一年,F1赛车将换用全新规格的动力系统。其中最引人注目的便是之前采用的2.4L V8自然进气发动机将全面更新为1.6L V6涡轮增压发动机。这是F1赛车历史上的又一次重大变革,也标志着涡轮增压技术重回F1赛场。本文将详细解析一下2014年F1赛车的新发动机以及改进的能量回收系统。

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● 2014年F1赛车动力系统主要变化

Turbo技术回归 析2014年F1赛车动力系统

  2014年,F1赛车上的整套动力系统较以往增加了约50kg的质量。质量的增加主要是ERS系统在2014年归入动力系统中,且在动能回收单元(MGU-K)的基础上增加了热能回收单元(MGU-H)。

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  2014年将采用1.6L V6涡轮增压发动机取代2.4L V8自然进气发动机。新款发动机的动力被限制在475Kw(通过限制燃油流速不得超过100kg/h),加上ERS系统(KERS系统进化版,后面我们会详细介绍)提供的120KW的功率补偿,系统输出总功率接近600Kw,与老款V8动力总成持平。扭矩输出上,新款发动机当目标功率为475kW时,扭矩输出可达375Nm左右,加上ERS系统的200Nm扭矩,峰值扭矩接近600Nm,几乎比不带KERS的老款动力总成翻了一番。

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  小排量V6发动机在F1赛车历史上也曾被运用过,那是将近30年前的事情了。那时候舒马赫还没晋身F1赛事。1986年,也是采用1.5L V6T发动机的最后一年。当年的世界冠军是法国人阿兰·普罗斯特(Alain Prost)。这位被尊称为“教授”的F1车手以总积分两分的优势赢得了1986年F1赛事的总冠军。

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  新款的V6发动机与过去的V8发动机相比缸径更小、行程更长,同样采用了90度夹角的设计。通过计算可知,新款的V6发动机的活塞平均速度是有所提高的。这导致活塞和气缸将面临更严酷的工作环境。

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  对于涡轮,F1技术规定只能使用一个涡轮,最高转速不得超过125000转;不得采用可变涡轮叶片技术VTG。对于涡轮迟滞,由于规则的限制不能通过采用大小双涡轮的方法来解决,而需要另辟蹊径。但对于单涡轮双涡管技术,F1技术则是允许的。

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  ERS系统作为KERS系统的进化版,增加了能够回收热能的电机。动能电机和热能电机共同组成了ERS动能回收系统。和KERS(2009-2013年)相比,ERS系统的动能电机由60kW增加到120kW,新增的热能电机能达到90kW的功率。

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  由于ERS系统的输出功率倍增,储能单元每圈的释放时间由原来的6.6秒增加到33.3秒。相应的能量存储也提高到4MJ,为原来的十倍。

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