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F1動力科技大觀~結構篇

F1動力科技大觀~結構篇


RENAULT F1 2012年RS27引擎

賽場如戰場!尤其是在F1賽場上,「分秒必爭」不足以形容交戰中的激烈程度,各車隊拼的不是一秒的落差,而是從0.001秒開始計算!因為在排位賽之中,往往因0.05秒的些微差距而讓出竿位,不論是引擎、輪胎、車體、空氣力學設計,甚至連載油量,任何細節都可能成為關鍵。F1賽車重量雖輕,但是科技性比其他賽車更為複雜,本回就F1動力科技的結構部分,進行初步剖析。


開宗明義,F1賽車的引擎與變速箱,不只是一個動力單元,還兼具「車體剛性結構」的重責大任!首先從重量方面來分析,儘管每年FIA賽制都有變動,但一輛F1賽車重量都不到600kg,2012年規定賽車含車手重量不得低於600kg,換句話說一輛F1賽車重量可能只有540kg。無庸置疑,F1賽車全車重量最高的部分,當屬車體結構與引擎,在2012年賽制中,引擎重量為95kg,佔全車重量比例接近20%,比例相當高,如果像一般賽車的結構,車體結構還要負擔引擎重量,全車重量很難壓低在600kg以內,加上車手的體重,可能達到660kg以上!

於是結構工程師們將腦筋動到引擎與變速箱上,讓動力系統成為車體剛性結構的一部份,從解剖圖來看,F1賽車主結構為座艙,用於乘載賽車手,並結合前懸吊與後動力系統,兩側懸掛油箱與進氣、散熱、油壓系統,工程師們將引擎與變速箱結構設計得相當紮實,引擎本體牢固地鎖在座艙結構上,後端連結變速箱,後懸吊、車殼、尾翼、底板直接固定在變速箱與引擎本體上。底板面積雖大,但功能上主要是針對空氣力學考量,結構上只是一層薄薄的碳纖維板,無法提供高支撐性,尾端仍是藉由引擎支撐,如此不難想像,F1賽車結構有多麼緊湊,引擎與變速箱的重要性有多麼深遠!

仍而此概念並非F1的專利,目前市售車也有類似設計,少數超級跑車,如PAGANI Zonda車系,採用DTM賽車等級的水平式避震器,後懸吊雖然是固定在鋁合金副車架上,但是避震器則是直接固定在變速箱上,用以節省車體結構的重量。


F1的引擎前端固定在座艙上而非底板,後懸吊與尾翼則是直接固定在動力系統上,中間再加上連桿強化剛性,動力系統亦是車體剛性結構的一部份。




PAGANI Zonda R的車身結構宛如一件藝術品,為了減輕後方鋁合金副車架的重量,後懸吊直接固定在變速箱上。

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