AutoNet 汽车日报 记者：Vincent http://ppt.cc/YBM6 Renault R27 Engine 话说近十年来，F1赛车引擎最高转速可达18000～20000rpm！这的确是一个惊人的数据， 个中关键之前已经讨论过了，但是读者有没有想过，为何要使用3.0L V10及2.4L V8设计 ？区区2.4升的排气量，有必要使用八汽缸？体积庞大且结构复杂，不符合竞技精神。目 前市售车2.4L引擎多半使用直四设计，F1引擎采用四缸设计岂不是更小更轻？但答案是： 除非采用增压设计，否则最大马力将达不到现行规范的一半！关键为何？ 答案就在於活塞冲程与引擎压缩比的设计。 http://ppt.cc/~QLd 在2.4L V8引擎之前，F1动力规范为3.0L引擎，可采用V10或V12架构， 两种规格任选，但基於体积与重量，各车队不约而同选择了V10引擎。 为了让读者更了解冲程设计的关键，首先来谈谈「活塞速度」，先从超级跑车看起。 FERRARI 458 Italia堪称目前市售车自然进气引擎的极致，可於9000rpm爆发出570hp最大 马力，换算引擎排气量每公升可输出126.6匹马力，远超越其他市售车引擎的水准。结构 设计上，458 Italia的活塞缸径与冲程分别为94mm与81mm，在9000rpm高转速下，活塞速 度为每秒24.3m，每秒移动24.3公尺看似不是一个很夸张的数字，因为音速高达每秒333公 尺，子弹高达900m/sec以上。 然而活塞的作动乃是来回式的「折返跑」，对活塞座、插销与连杆的应力承受是一大考验 。事实上，考虑摩擦力、耐用度、散热、润滑、材料与结构强度等诸多因素，引擎活塞每 秒移动25m大概就是引擎结构设计的上限，虽然还可以再快，但是耐用度将急遽下滑。 就算是F1引擎，采用重量最轻、结构最强的活塞，搭配钛合金连杆，活塞速度也难以突破 27m/sec的门槛，这是一个物理上的限制，接着来探讨一下，如果F1引擎采用市售车的结 构设计，结果会如何？以Honda Accord为例，缸径与冲程为87mm与99mm，引擎转速想要拉 到一万转，活塞速度高达每秒33m，转速达两万转时，活塞速度则是66m！远超乎当今机械 结构的极限，更别说「上看二万转」！ 从基本看起，马力计算方式为「马力＝扭力×转速」，相同排气量的引擎，除非藉由增压 结构，否则以自然进气设计而言，扭力输出仅能靠压缩比等细微设计来小幅提升，很难大 幅跃进，增进马力的唯一方式就是高转速化。因此没有18000rpm的加持，就不可能以2.4L 引擎压榨750hp以上的马力。此时唯一方式就是采用极短的冲程设计，搭配八汽缸架构， 这关系到容积计算问题，相信数学或机械头脑好的读者应该很快就能体会。 目前F1引擎的活塞尺码大约在95～100mm之间，冲程约为40mm，活塞结构极其轻薄，整体 设计概念完全不同於一般的市售引擎。因此FIA制订规范时，并非刻意要用V8引擎刁难各 个车队，而是非得采用8汽缸以上的设计，才能达到今日的动力水准。 http://ppt.cc/5IRZ、http://ppt.cc/fdw! 目前F1赛车的缸径约为97mm，冲程大约在40mm左右，在18000rpm时， 活塞速度约为24m/sec。 http://ppt.cc/z7WV 既然买得到F1引擎的钛合金汽门，铝合金活塞当然也有出售， 活塞直径虽大，但造型设计极为轻薄。 http://ppt.cc/zRJS --

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