解构F1引擎给予赛车最好表现 散热器成阻碍待解决

发布:admin | 来源:本站原创 | 时间:2012-01-09 12:08
一台当今的F1引擎,当它被安装在底盘上,是为了给予赛车最好的表现。这意味着为了使用更可能多的气流来制造下压力,引擎的冷却需求需要降至最低。为了实现这个目标,引擎制造的时候被设计成在启动之前就需要加热到80摄氏度,不然就会有内部损坏或甚至卡死的风险。因此,他们在赛道上的工作温度区间非常的小,如果温度掉到75-85度,这可能会是个悲剧。
 
当赛车驶上赛道,在变化的速度下,面对外界在不同赛道条件下20度的温差,保持住引擎的水温油温分别在120度和110度上下,可不是简单的差事。
制造一个冷却系统的基本原理就是计算出对抗引擎提供的热量所需的散热器尺寸。这没有捷径。很多人都尝试过——包括我——结果上赛道测试后,我们就不得不塞进赛车一个更大的散热器。
 
然后散热导管的入口将需要放置在一个干净的、高压的气流中,覆盖着20%的散热器核心。出口需要被放置在一个低压的区域,覆盖到散热器核心面积的30%。这样,由于尺寸和位置的原因,散热器核心将会获得合理的压降。当这些元件遵崇着整车的设计原理布局后,就可以开始空气动力学测试了。然而,违背科学规律的减少冷却系统的尺寸在这时是很容易发生的。下压力数据上会很好看,但是当赛车一下赛道,现实就让人清醒了。
 
车队们包装赛车元件的不同方式体现了车身下的空气动力原件与车身的表面对赛车表现的影响同样重要。
 
我记得1998年在巴塞罗那,帕特里克•海德在他的一台赛车前站着,就在我的乔丹赛车同排的发车位上,用最大的声音对杰夫•威利斯说:“杰夫,下面的空气动力原件才是问题所在!”同往常一样,帕特里克是对的,那是没人注意到引擎盖区域的形状——当时那只是没有被挖掘的地方。
 
红牛
红牛的散热器有几分倾角,只要导管入口是高效的,没有气流分离导致散热器核心的前部暴露于气流的低压区的情况,就不会有问题。
散热器的出口端,排气管道与散热器的后面很接近。当赛车在发车位上,这可能会导致过热的问题。因为没有气流去带走热量。但是一旦赛车开动起来,只要像之前提到的,出口覆盖到30%以上的面积,不会有什么问题。
引擎整流罩的作用是最小化通过赛车表面的气流量的变化,保持一个稳定,来帮助减少会影响气流效率的气体涡流的风险。
 
雷诺
雷诺的散热器与气流的角度事实上更大。这是因为车队拥有向前走行的排气系统。排气管沿着散热器的下面走行,一直继续到底板的前缘,在那90度转向,把气体排向外侧。高能量的排气气流跨过底板的前缘和从侧箱伸出的用来在这个区域制造下压力的小的肩翼。
当时车队提出的这个设计本来不错,但随着赛季的进行,这没有发展的方向,而其他车队的向扩散器吹起的排气系统改进了。结果就是雷诺落后了。虽然使用前置排气后,散热器后面没有同样体积的填充物了。但如果这可以被正确的操作,就不会带来这么严重的后果了。
 
迈凯轮
事实上这是一月份新车发布时的照片,而且确实没有那些让包装复杂化的附属元件。但是它展示出了引擎进气管道的细节。并不是许多年前,这个部件比现在大得多,从入口处形成一个扩展的导管连接在速度栈上。前段和后侧的外廓也会连接在速度栈的末端。
随着发展的进行,原先的设计被发现不能提供给每个速度栈同等的气流,而且随着移动气流的同时,它也会移动燃油,从而降低了引擎表现的潜力。如果一位底盘设计师提议使用现在这种进气箱管道的设计,90年代中期的日本引擎制造者们将会变得狂暴——在他们看来,越大才越好。
 
法拉利
法拉利的这张图呈现了一堆电子元件箱和连接的线束全部需要在赛车的某处被成套包装好。每一个箱子需要一定的冷却元件和防震动的设备,这本身就是一个基本的设计工作的训练。他们的布置需要尽可能的远离热源。
还有被展示的是,散热器的顶端,是需要通过非常严格的FIA碰撞测试的四个冲压管中的两个。另外的两个要低一些,也许连接在底板上。当底板放置到位后,他们需要拴在底盘上来分散侧面冲击的负载。我们看到索伯赛车的这个区域在摩纳哥被好好测试了一番。幸运的是他走了出来。
 
 

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