F1赛车的车身酷似火箭倒放于四个轮子之上,发动机位于后部,除必要的总成、部件外,力求结构简单、操作方便。根据FIA规定,F1赛车连同车手的质量不小于595千克、宽度不大于2000毫米,从车架最低部位算起的总高度不大于950毫米。因此,厂家制作时的质量不会比规定值高出太多,并能乘受25个重力加速度的冲击。底盘材料采用航空航天设备用的碳素纤维板,内夹铝制蜂窝状结构板,比传统铝板质量轻一倍而强度高一倍。赛车疾驶时,迎面会遇到极大的空气阻力,为了减小空气阻力,赛车外形要尽可能呈流线型,座椅靠背倾角便于使车手处于半
F1赛车的车身结构、内部构造及原理是什么?
主要分为空力套件(每次比赛可以随意更换结构/外形设计的部件)和车身构件(由于规则限制或其他原因无法修改或限制修改的部件)但是具体其实并不好说,举个栗子:前翼上的各种小翼可以在规则限制内随意修改,算是空力套件;而前翼的主体结构、安装位置却被规则限制住无法调整。作为发电机将动能转化为电能储存在电池;在加速时作为电动机辅助引擎工作底盘,单体壳座舱,动力系统,空气动力学组件组成。
1、研发组:负责统筹整体赛车研发工作及进度监督;
2、车身组:单体壳设计制作工作(我们学校豪有碳纤维赞助~~);
3.底盘组下辖悬挂组(本人组长);
4 制动组。
5、电子组:负责电子模块。
赛车的内部构造是什么?
为了保证赢得F1大赛的胜利,当然拥有一辆性能优越的F1赛车是最为关键的。因此各大汽车公司以及开展汽车运动的各国均拥有一批专门从事赛车设计、制造和研究工作的科技人才。德国约有2000余人,美国有10000多人,而在日本,则有20000多人专为这一工作忙碌着。目前,由车队制作车架、车壳,由车厂制作发动机已成为赛车制造的主流,例如,麦凯伦车队与奔驰公司的合作、威廉姆斯车队与宝马公司的合作均属此类。只有法拉利是一家既生产发动机又生产车架、车壳的公司。
当然这种制造赛车与制造普通汽车在技术上存在着天壤之别,一辆造价超过百万美元F1赛车是大量采用现代科学技术、凭借电子计算器对每个总成及零部件进行精心设计而制造而成的,具有极好的动力性(含加速性)和可靠性,其价值不亚于一架中、小型飞机。
F1赛车的外形是综合考虑减小车身迎风面积和增加与地面附着力以及赛车运动规则而成型的。车身酷似火箭倒放于四个轮子之上,发动机位于后部。除必要的总成、部件外,力求结构简单、操作方便。根据FIA规定,F1赛车连同车手的质量不小于595千克(1995年以前规定赛车自身质量不小于505千克)、宽度不大于2000毫米、从车架最低部位算起的总高度不大于950毫米。因此,厂家制作时的质量不会比规定值高出太多,并能乘受25个重力加速度的冲击。底盘材料采用航空航天设备用的碳素纤维板,内夹铝制蜂窝状结构板,比传统铝板质量轻一倍而强度高一倍。赛车疾驶时,迎面会遇到极大的空气阻力,为了减小空气阻力,赛车外形要尽可能呈流线型(但前端与前轴中心线间的距离不得超过1200毫米,宽度不超过1400毫米),座椅靠背倾角便于使车手处于半卧坐姿,以获得较小的迎风面积。通过减小迎风面积并采用扰流装置,藉以减小空气阻力,提高速度。另外,由于造型的原因,当赛车高速前进时还会产生方向向上的升力,使车轮与地面之间的附着力减小,导致赛车?#21457;飘?#65292;影响加速和制动。在赛车尾部安装后翼板后,可以增加向下的压力,使赛车行驶时的附着力增大。但后翼板的长、宽、高尺寸应分别控制在1000毫米、500毫米、800毫米之内。
在50年代,F1赛车曾采用过增压发动机,1977~1989年间,则流行涡轮增压发动机(1986年,本田1.5升涡轮增压发动机曾创下了880千瓦最大功率的记录)。从1989年起,FIA规定禁止使用涡轮增压器,一律使用排量不大于3.5升(1995年又限定为3.0升)、汽缸数目不超过12个的自然吸气式发动机(禁止使用转子发动机),并且限制进排气门的尺寸。在某些赛车的发动机上,为防止受热后尺寸变化影响进、排气量,每缸均采用了3个进气门、2个排气门。在F--1赛车史上,福特.考斯沃兹DFV型发动机堪称最为成功的发动机,它在1967~1982年间共赢得了154次大赛的胜利,并获得了10次世界冠军的称号。目前,雷诺V10、法拉利V12、奔驰V10、标致V10、雅马哈V10、福特V8、本田V10等都是著名的赛车发动机。其中,较为流行的结构型式是以雷诺V10型为代表的发动机。
燃料箱(兼作赛车手的靠背)必须是既可变形而又不是破损的,一般采用强化橡胶制成,其中出油管做成自动断油式结构。它靠一条?#20845;点式?#23433;全带与车手紧扣在一起。燃料箱前面的空间刚好能够包容车手的身体。
发动机采用高标号汽油作燃料,百公里油耗为60~80升(每升汽油的价格高达1-2英镑),并且采用非常先进的计算器控制点火装置。机油和水的冷却均靠行驶时产生的气流进行?#31354;冷?#65292;不设散热器和风扇。
底盘离地间隙只有50.8-76.2毫米(目的在于减低赛车重心高度),以致赛车在飞速行驶而造成震颤时与地面相碰发生串串火花。为加大制动力,F1赛车不像普通汽车那样采用鼓式制动器,而是采用双管路式的制动卡钳(凭两个或四个活塞推动)。制动器底盘则采用碳化合物制成,这样既可获得高的摩擦系数,又可耐高温。
F1赛车必须采用四轮结构,车轮宽度不能超过380毫米,车身不能盖住轮子。轮胎分干地胎和湿地胎两种,干地胎表面光滑,以利于与地面良好贴合;湿地胎具有明显的坑纹,以利于排出轮胎与地面之间的积水,保持必要附着力。为使发动机动力能可靠地传到路面,轮胎制作得相当宽大(前轮约为290毫米,后轮约为380毫米),用以增加与地面的接触面积。轮胎气压需依路面调整,但一般不易过高,以防止高速行驶时产生?#36454;跳?#12290;赛前需用特制的轮胎毯套对其进行加热,使之尽快达到工作温度,以获得较大的附着力(100oC左右时的附着力最大),避免起动或转弯时打滑。比赛中的高速行驶及频繁的强力转向和急刹车,使轮胎磨损极快,经常需要在中途换胎。因此,赛车轮胎只有一个紧固螺栓,便于迅速拆装。
为减少发动机功率损耗,赛车一般不采用自动变速系统。但若选用纯机械变速装置的话,操作起来又比较困难,因此,半自动式变速系统得到广泛采用。变速系统一般采用6~7个前进档,1个倒档。方向盘与转向轮的转角比约为1:1,以保证车手感觉直接,转向灵敏。
方向盘不是固定式地安装在转向轴上,而是采用可拆卸式结构型式,这使车手每次出入时都可将方向盘拆开,非常方便。 大多数赛车均不安装起动机,目的在于减小自重。比赛开始前,发动机预先发动,整装待发,随着比赛信号的出现,车手松开离合器,冲出起跑线。在维修站内,工作人员用轻便起动器发动赛车。但若发动机在比赛途中因故熄火的话,车手只能放弃比赛。不过,在练习赛时,车手可以让维修人员推动赛车来起动发动机。
F1赛车不像普通汽车那样在驾驶过程中不可调校,车手用方向盘上的调整按钮可以调校悬挂系统,以便适应不同的赛道;还可调校刹车系统,以分配前后制动力的大小。所以,车手在车内并非单纯地开车,还要不停地调校各种电子设备。
正是因为F1赛车具有如此先进的结构和装备,才使它具有了普通汽车所难以达到的良好性能。如乔丹车队F1赛车的性能参数为:最大功率515千瓦(700马力);最高油耗80升/百公里;最高车速340公里/小时;从静止状态起步后12秒钟可前进1000米;从100公里/小时制动至完全停止只有18米。而普通汽车公司生产的小轿车的上述参数则分别为:80千瓦(120马力)、10升/百公里、180千米/小时、280米、46米。
谁能介绍赛车内部构造?
F1赛场内的每一台赛车,都拥有一台超级发动机。目前,国际汽联规定F1赛车发动机的排量上限为3000cc,所以各车队就将赛车发动机的排量定为3000cc。
一部F1赛车的发动机大约有900个运动部件,其最高转速可以突破19000转/分,而普通轿车发动机的最高转速通常不会超过8000转/分。当F1赛车的发动机以最高速运转时,火花塞每秒点火150次,活塞往复循环300次,其加速度更高达8500G。如今F1赛场上功率最大的发动机已经突破900马力,约是民用1600cc排量发动机功率的10倍,是民用3000cc排量发动机的4倍。其质量却不会超过100kg,而普通的1600cc发动机的质量都要超过120kg。
F1赛车的发动机不但质量轻,尺寸同样精巧,以至于让人很难相信赛车的澎湃动力是来源于这样的“瘦小身躯”,而小巧的发动机无疑会对提升整部赛车的空气动力学特性十分有利。F1赛车的发动机普遍采用V10结构,每个汽缸为4气门结构,这种结构目前在普通发动机上也被广泛采用。F1的发动机属于短冲程发动机,其活塞的直径都要大于其行程。此外F1赛车的发动机还应用了许多在普通发动机上见不到的技术与构造,比如气动气门,即用压缩机空气代替普通发动机上的金属气门弹簧。因为只有这样的设计,才能保证在发动机的超高速转动下,气门不至于脱落。
F1赛车发动机的马力惊人,“胃口”也同样惊人,其油耗约为每百公里70升左右,几乎是普通轿车的7倍,不过其寿命却十分短暂,只有1站比赛几个小时的时间。
■轻量化的赛车
F1赛车的超高速性能不仅取决于其超强的动力,轻量化的结构对此的贡献同样重要。2004年F1的赛事规则规定参加比赛的赛车的重量必须要达到605kg,而这个重量还包括车手、油料、摄像机和赛车的配重在内。据此推算,F1赛车本身的重量只有500kg左右,而普通家庭轿车的重量几乎都要超过1000kg。如此轻盈的车身,用超过900马力的发动机驱动,结果大家应该可想而知了。
参考资料:
请问:汽车(赛车)的构造,及各部件的用处
汽车一般由发动机、底盘、车身和电气设备等四个基本部分组成。
汽车发动机:发动机是汽车的动力装置。由机体,曲柄连杆机构,配气机构,冷却系,润滑系,燃料系和点火系(柴油机没有点火系)等组成。按燃料分发动机有汽油和柴油发动机两 种;按工作方式分有二冲程和四冲程两种,一般发动机为四冲程发动机。
四冲程发动机的工作过程: 四冲程发动机是活塞往复四个行程完成一个工作循环,包括进气、压缩、作功、排气四个过程。四行程柴油机和汽油机一样经历进气、压缩、作功、排气的过程。但与汽油机的不同之处在于:汽油机是点燃,柴油机是压燃。
冷却系:一般由水箱、水泵、散热器、风扇、节温器、水温表和放水开关组成。汽车发动机采用两种冷却方式,即空气冷却和水冷却。一般汽车发动机多采用水冷却。
润滑系:发动机润滑系由机油泵、集滤器、机油滤清器、油道、限压阀、机油表、感压塞及油尺等组成。
燃料系:汽油机燃料系由汽油箱、汽油表、汽油管、汽油滤清器、汽油泵、化油器、空气滤清器、进排气歧管等组成。
化油器:是将汽油与空气以一定的比例混合为一种雾化气体的装置,这种雾化气体叫可燃混合气,及时适量供入气缸。
汽车的底盘:
传动系:主要是由离合器、变速器、万向节、传动轴和驱动桥等组成。
离合器:其作用是使发动机的动力与传动装置平稳地接合或暂时地分离,以便于驾驶员进行汽车的起步、停车、换档等操作。
变速器:由变速器壳、变速器盖、第一轴、第二轴、中间轴、倒档轴、齿轮、轴承、操纵机构等机件构成,用于汽车变速、变输出扭矩。
行驶系:由车架、车桥、悬架和车轮等部分组成。它的基本功用是支持全车质量并保证汽车的行驶。
钢板弹簧与减震器:钢板弹簧的作用是使车架和车身与车轮或车桥之间保持弹性联系。减震器的作用是当汽车受到震动冲击时使震动得到缓和。减震器与钢板弹簧并联使用。�
转向系:由方向盘、转向器、转向节、转向节臂、横拉杆、直拉杆等组成,作用是转向。
前轮定位:为了使汽车保持稳定直线行驶,转向轻便,减少汽车在行驶中轮胎和转向机件的磨损,前轮、转向主销、前轴三者之间的安装具有一定的相对位置,这就叫“前轮定位”。它包括主销后倾、产销内倾、前轮前束。前束值是指两前轮的前边缘距离小于后边缘距离的差值。�制动系:机动车的制动性能是指车辆在最短的时间内强制停车的效能。�
手制动器的作用:手制动器是一种使汽车停放时不致溜滑,在特殊情况下,配合脚制动的装置。
液压制动构造:液压制动装置由制动踏板、制动总泵、分泵、鼓式(车轮)制动器和油管等机件组成。
气压制动装置:由制动踏板、空气压缩机、气压表、制动阀、制动气室、鼓式(车轮)制动 器和气管等机件组成。
电气设备:
汽车电气设备主要由蓄电池、发电机、调节器、起动机、点火系、仪表、照明装置、音响装置、雨刷器等组成。
蓄电池:蓄电池的作用是供给起动机用电,在发动机起动或低速运转时向发动机点火系及其他用电设备供电。当发动机高速运转时发电机发电充足,蓄电池可以储存多余的电能。蓄电池上每个单电池都有正、负极柱。其识别方法为:正极柱上刻有“+”号,呈深褐色;负极 柱上刻有“-”号,呈淡灰色。
起动机: 其作用是将电能转变成机械能,带动曲轴旋转,起动发动机。起动机使用时,应注意每次起动时间不得超过5秒,每次使用间隔不小于10-15秒,连续使用不得超过3次。若连续起动时间过长,将造成蓄电池大量放电和起动机线圈过热冒烟,极易损坏机件。
点型轿车构造示意图
汽车驾驶部份
当以三档上微斜路时应加大油门还是应减低一档增速?
这是一个很复杂也很有趣的问题,如果你开的车辆,配用的发动机最大扭力在很低转速出现,同时没个波档比例相距很远的话,便不应随便转落低档,这种设计通常会在商用车或一些柴油发动机上出现.这些汽车转低一档会令发动机转速大幅攀升,结果离开Power Band更远,虽然得到排档比例的增进,令车轮输出扭力大一点,但耗油量会大增.相反保持档位及转速在峰值扭力点,加点油便足可以应付上斜了.
但对于大部分使用汽油发动机的私家车或跑车,其最大扭力都在中高速之上,在中低速时感到乏力,加大油门的作用是不大的,因为汽油发动机的Air Fuel Ratio是有限制的,由低负荷的15:1至高负荷及高输出的12:1.超过这比例无论是过多或过少汽油,都会令发动机更为乏力.所以当你感到乏力时再加油,行车电脑感应到发动机要输出多点扭力,便会将Air Fuel Ratio调浓一点,及将点火时间延后一点以应付负荷.这其实可分为三方面来决定应不应换档的:一,若这增加了的扭力仍不足以应付斜路,发动机转速会继续往下跌,这便必须要转档了,否则就会死火了.
二,若增加了的扭力足以应付上斜,车速和发动机转速会逐渐上升,于是扭力输出会进一步增强,这时电脑便将供油和点火时间恢复至较低负荷的水平.
三,若踏下油门,发动机增加了的扭力仍刚好抵抗上斜力度,这时便应考虑转落低档,虽然保持波档的做法最终会比较省油,但那是对发动机没有好处的,引起的问题包括水温上升,积碳甚至内部零件损蚀等等.
1.怎样做Double Declutching和Heel and Toe的动作?
因为太过于专业,以及无图难以讲解,故不在此详细说明.
2.侧滑过弯会影响入弯速度,为何拉力赛车手仍要这样做?
侧滑过弯车胎和地面之间的摩擦是动摩擦,抓着力一定不及车轮True Roll的Static Friction好,这是无论干路,湿路或雪地都对的道理,但要在不同路面找出最理想的Grip,对拉力比赛来说是十分困难的,同时若将车速降低维持车轮不打滑,对于使用Turbo发动机的拉力赛车更为不利,再加上在陡峭的山岭比赛,用尾横扫入弯即使有意外都只是会撞山,所以这种甩尾横扫入弯差不多成了拉力赛的标准入弯方式.
3.为何要使用Double Declutch的技术?
Double Declutch的用意是令手动排档箱的输入和输出轴转速吻合,输出轴是直接连接着主传动轴和车轮,而输入轴是经由离合器连接曲轴,若踏下离合器并转入空档,输入轴便脱离发动机的带动和输出轴的齿合而失去所有动力来转动,因此在转下低档的时候,若要输入轴的转速吻合输出轴便要在空档放开离合器和加一点油,让发动机的动力提升输入轴的转速.
4.当驾驶手波车时,若想获得最佳的动力输出和达至顺畅的效果,应补油至什么转速才适当?
要达到顺畅有力的转档,当中的原则十分简单,就是尽量将离合器两边(发动机和排档)的转速调整至一样,然后才接合,而这个衔接应该是清脆快速的接合,无须靠”吊”离合器来达到平滑的目的.这个原则说起来简单,但做起来是要下点功夫才会成功的.以下是一些速成的窍门,首先你要知道自己部车每个波段的比例,在你买车的说明书上就可以找到,一般五速的手波车,每个档是相差约1.5倍左右,即转低一个档,发动机转速会升高50%左右,反过来说转高一档,转速便应下跌到原来转速的70%左右,这是假设转档时车速保持不变,事实上转档不过是数秒之间的事,速度应不会大幅下跌的.
有了这个概念,转档时便可尝试将转速调至合适才松离合器,例如一档加速到两千转,转上二档时应以约二千转的转速来接合离合器,但其实转上高档是不必刻意加油来调整转速的,因为当收油及踏下离合器转档时,发动机回因为Throttle本身的延滞及飞轮的惯性,不会立即跌到怠速,它需要两三秒才会跌到怠速,当你转入高档后,若掌握的好,无须补油便可以接合离合器,这时候发动机转速刚好跌到理想的约两千转,这样便得到一个完美的转档.若开的是六前速,例如IS200的六前速,三档以后是极密的比例,转档以后要保持原来转速的85%以上,便需要补一点油才可松离合器,但注意转上高挡补油幅度肯定比转档前的油门深度少,因为速度必须会较低,同时空档下恐没有负荷,油门反应会较强烈.
至于从高档转落低档,便必须补油,目前转档后发动机转速应该是高一点的,至于高多少可应用上列的方法计算.有一点非常重要的是转低档通常是上落斜才会做的事,上斜问题不大,但落斜时便要注意不要只顾着左脚踏下离合器,右脚补油,这样一来部车就会在没有制动的情况下向前滑,这是十分危险的,所以我们不应在落斜时补油,那么落斜松离合器的一刹那凸兀感是否无法解决?方法是有的,就是我们常说的Heel&Toe
5.有些开自动波的人为了使停车停的顺畅,会在快要停车之际转入空档;也有些人常不使用制动减速,只靠拖波来减速,这些方法适当吗?
以空档滑行的方式制停是不对的,原因是若路上突然发生危险,驾驶员无法及时给予汽车动力驶离险境,停车后才入空档的原因亦在此.此外籍所谓拖波来减速,也不恰当,排档使用的一大原则是配合车速,汽车慢下来自然要降低档位,所以应制动至一定车速,才可降档.
6.有云开自动波车不应只用D档,但亦有云开自动波不应常常人手转档,哪个说法才对?
在普通平坦路面上开自动波,的确可用D波应付,那是舒适可靠兼有效的方法,但崎岖及会有交通突变的路面情况下,驾驶员若懂得主动地控制档位,是会较顺畅地让车辆行驶的做法.问题是必须懂得控制之道,否则还是交回D波让它自动操作.
文章列表 - 汽车技术
■ 电子控制汽油发动机的简介 2006-12-01 13:25:15
■ 现代汽车电子技术 2006-11-30 10:12:40
■ 制动系简介 2006-11-29 11:10:18
■ 转向系简介 2006-11-29 11:00:34
■ 行驶系简介 2006-11-29 10:59:03
■ 传动系简介 2006-11-29 10:56:25
■ 可变正时气门技术(VVT-i VECT) 2006-11-28 10:47:43
■ 汽油直喷技术(FSI) 2006-11-28 10:45:12
■ 全铝发动机 2006-11-27 17:19:02
■ 转子发动机 2006-11-27 11:34:33
■ 水平对置发动机 2006-11-27 10:39:29
■ 机械增压器发动机(Supercharger)介绍 2006-11-26 17:11:34
■ 涡轮增压发动机(Turbo)技术讲解 2006-11-26 17:00:14
■ 发动机的分类 2006-11-25 17:34:47
■ 发动机的基本结构 2006-11-25 14:07:59
■ 发动机类型与技术 2006-11-25 13:57:10
F1赛车驾驶舱内部结构怎样
专业车迷来答题了~
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文字叙述部分:
1、驾驶舱内部像一个澡盆,没有太大空间。
2、进去以后半躺的姿势
3、你将被六点式安全带绑住,除了头部和手部身子基本上动不了。
4、左右脚控制油门和刹车
5、换挡用手控制(加档和减档都在方向盘上)
6、座舱后部有挂钩,挂住头盔和汉斯系统。
7、上下车要先拆方向盘
看文字没意思就去看看图吧
座舱图:
驾仓尺寸
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驾驶座椅
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头盔结构
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F1方向盘
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以后有F1的问题尽管找我~ 专业车迷
F1赛车的组成部分及其作用
F1赛车的组成部分及其作用如下:
车身(BODY):F1赛车的车身采用碳素纤维增强塑料(CFRP)。这是一种异常坚固但却有着轻微重量的优异材料。在使用这种材料之后,被称为无大梁单体结构(Monocogue)的车身基础部分的重量竟然不可思议地只有30KG。而最后在安装了所有所需部件以及坐上驾驶员之后,整辆F1的重量也只有600KG而已,只有一般民用汽车的重量的三分之一左右。
发动机(ENGINE):根据规定,现在的F1赛车可以使用排气量3000CC以内的10缸发动机,其最高转速可以达到每分钟19000转,最高输出功率达到900马力。由于F1比赛所需要的稳定性,引擎制作的方向不只是单纯的高速,更需要适应长时间的高速运转以及为了得到更好的转弯性能,也必须提出小体积、轻重量和小尺寸等设计需求。
悬挂系统(SUSPENSION):F1赛车的悬挂系统被暴露在车身的外侧,这是所有方程式赛车的一个退热顶。虽然悬挂系统在F1中的功能与市面上销售的民用汽车相同,但是其较舒适来说更需要的是良好的驾驶性能,这需要让4个轮胎始终保持与地面接触行驶。而由于活动更好的空气动力学效果,在悬挂系统的形状上,F1也参考了一些飞机的设计。
轮胎(TYPE):试想持续以200公里以上的速度在路面上飞驰,没有一款好的轮胎显然是不行的。轮胎采用高抓地力的软质橡胶。一般使用的干胎有4条槽,而雨天使用的雨胎则更多且具有向外的排水槽。一般轮胎的寿命在150公里左右,也就是整个赛程的一半。现在F1的比赛中只有两大轮胎,桥石(Bridgestone)和米其林(MICHELIN)可供应选择。两大轮胎各具备优势,桥石各方面性能优秀,但是其工作所需要的温度却高过米其林,这使得新装配的轮胎在抓地力上略失优势,而且足以致命。而米其林各方面相对要略逊一点,特别是雨胎的设计更是被一些车队指责。
方向盘(STEERING):F1赛车的方向盘比起一般汽车的方向盘要来得小,整个体积相当于一个A4大小的笔记本电脑。虽小巧,但是其所拥有的功能却一点都不少。除了可以方便的转向、不离方向盘来换档等基本功能外,它更提供了对汽车内各部分的控制按钮。在这个方向盘上你可以随时调节汽车空气燃烧比、牵引力控制调节、与车队的工作人员进行沟通,甚至还可以控制自己身上的饮料。
刹车系统(BREAK SYSTEM):F1赛车的刹车系统与一般房车并无多太差异。也是由刹车碟和刹车缓冲器两个部分组成。不过由于比赛的激烈程度需要经常从300公里的极限降低到80公里的低谷,使得整个刹车系统的工作温度高达600度,所以整个系统的损耗率也相当之高。刹车碟和刹车缓冲器都有碳纤维材料制造而成,比较起以前使用的铁和石棉,显然碳纤维拥有更优秀的稳定性以及相对更轻巧的重量,比起过去的材质,现在整个刹车系统轻了6-8公斤。一个刹车系统的制造周期在3-5个月左右。在比赛中车手可以通过方向盘调节刹车的前后比例,一般是60%在前,40%在后,否则会造成后轮胎锁死。
车翼(WING):F1对空气动力学有着相当严格的要求,所以车翼部分至关重要。车翼分前翼和后翼,在F1比赛中,显然前翼更为重要。因为它的位置,它控制着空气在赛车其余部位的流动。对于车翼的使用国际汽联也有着严格的尺寸规定,前翼的直径不能超过1400毫米,深度不超过550毫米,高度不超过200毫米。但是前翼的翼面数量却不想后翼要被限制在两片。前翼的材料是碳纤维制成,虽然坚硬到不会由于空气动力受损,但是却十分容易碰撞破裂。特别是因为其位于前轮的前面,所以在起步与超车的时候特别容易因为互相碰撞而造成前翼损坏而不得不去维修站更换。后翼的作用十分简单,只是牢牢地将车身抓在地面上。国际汽联规后翼的制作必须遵守1000毫米宽,350毫米长,200毫米深的范围。它也必须拥有足够的强度,必须能够承受1000牛顿的重力测试。针对不同的场地,车队一般具高、中、低三种不同下压力的后翼存在。
解析F1赛车结构?
车身(BODY):F1赛车的车身采用碳素纤维增强塑料(CFRP)。这是一种异常坚固但却有着轻微重量的优异材料。在使用这种材料之后,被称为无大梁单体结构(Monocogue)的车身基础部分的重量竟然不可思议地只有30KG。而最后在安装了所有所需部件以及坐上驾驶员之后,整辆F1的重量也只有600KG而已,只有一般民用汽车的重量的三分之一左右。 发动机(ENGINE):根据规定,现在的F1赛车可以使用排气量3000CC以内的10缸发动机,其最高转速可以达到每分钟19000转,最高输出功率达到900马力。由于F1比赛所需要的稳定性,引擎制作的方向不只是单纯的高速,更需要适应长时间的高速运转以及为了得到更好的转弯性能,也必须提出小体积、轻重量和小尺寸等设计需求。 悬挂系统(SUSPENSION):F1赛车的悬挂系统被暴露在车身的外侧,这是所有方程式赛车的一个退热顶。虽然悬挂系统在F1中的功能与市面上销售的民用汽车相同,但是其较舒适来说更需要的是良好的驾驶性能,这需要让4个轮胎始终保持与地面接触行驶。而由于活动更好的空气动力学效果,在悬挂系统的形状上,F1也参考了一些飞机的设计。 轮胎(TYPE):试想持续以200公里以上的速度在路面上飞驰,没有一款好的轮胎显然是不行的。轮胎采用高抓地力的软质橡胶。一般使用的干胎有4条槽,而雨天使用的雨胎则更多且具有向外的排水槽。一般轮胎的寿命在150公里左右,也就是整个赛程的一半。现在F1的比赛中只有两大轮胎,桥石(Bridgestone)和米其林(MICHELIN)可供应选择。两大轮胎各具备优势,桥石各方面性能优秀,但是其工作所需要的温度却高过米其林,这使得新装配的轮胎在抓地力上略失优势,而且足以致命。而米其林各方面相对要略逊一点,特别是雨胎的设计更是被一些车队指责。 方向盘(STEERING):F1赛车的方向盘比起一般汽车的方向盘要来得小,整个体积相当于一个A4大小的笔记本电脑。虽小巧,但是其所拥有的功能却一点都不少。除了可以方便的转向、不离方向盘来换档等基本功能外,它更提供了对汽车内各部分的控制按钮。在这个方向盘上你可以随时调节汽车空气燃烧比、牵引力控制调节、与车队的工作人员进行沟通,甚至还可以控制自己身上的饮料。 刹车系统(BREAK SYSTEM):F1赛车的刹车系统与一般房车并无多太差异。也是由刹车碟和刹车缓冲器两个部分组成。不过由于比赛的激烈程度需要经常从300公里的极限降低到80公里的低谷,使得整个刹车系统的工作温度高达600度,所以整个系统的损耗率也相当之高。刹车碟和刹车缓冲器都有碳纤维材料制造而成,比较起以前使用的铁和石棉,显然碳纤维拥有更优秀的稳定性以及相对更轻巧的重量,比起过去的材质,现在整个刹车系统轻了6-8公斤。一个刹车系统的制造周期在3-5个月左右。在比赛中车手可以通过方向盘调节刹车的前后比例,一般是60%在前,40%在后,否则会造成后轮胎锁死。 车翼(WING):F1对空气动力学有着相当严格的要求,所以车翼部分至关重要。车翼分前翼和后翼,在F1比赛中,显然前翼更为重要。因为它的位置,它控制着空气在赛车其余部位的流动。对于车翼的使用国际汽联也有着严格的尺寸规定,前翼的直径不能超过1400毫米,深度不超过550毫米,高度不超过200毫米。但是前翼的翼面数量却不想后翼要被限制在两片。前翼的材料是碳纤维制成,虽然坚硬到不会由于空气动力受损,但是却十分容易碰撞破裂。特别是因为其位于前轮的前面,所以在起步与超车的时候特别容易因为互相碰撞而造成前翼损坏而不得不去维修站更换。后翼的作用十分简单,只是牢牢地将车身抓在地面上。国际汽联规后翼的制作必须遵守1000毫米宽,350毫米长,200毫米深的范围。它也必须拥有足够的强度,必须能够承受1000牛顿的重力测试。针对不同的场地,车队一般具高、中、低三种不同下压力的后翼存在。 很复杂的
详细介绍F1赛车的结构
新浪体育讯 2007赛季的F1世锦赛,在技术上最大的变化是统一使用普利司通轮胎。这一因素,对于本赛季的竞争格局造成了深远的影响。过去两个赛季的双料冠军——雷诺,因为这一原因,竟跌出前三的行列。法拉利VS迈凯轮,成为了本赛季的F1世锦赛的新主题。 下面,是一篇由前乔丹F1车队工程师加里-安德森(Gary Anderson)撰写的技术分析,他以最全面的视角,对这一变化背后的原因进行了专业的分析。文章总共分为三部分:第一部分,讲解普利司通轮胎与米其林轮胎的差别,以及伴随而来的新技术挑战;第二部分,讲解当前F1赛车的核心技术发展领域:前翼和底盘;第三,分析冠军争夺主角——法拉利和迈凯轮之间的技术对抗。 为了方便读者阅读,我们将按照文章的结构,将其拆分为三部分呈现给大家。以下是的第二部分:核心技术发展区域分析:前翼和龙骨。 一,前翼方案 1,三种前翼方案 在前翼的设计上,存在多种不同的概念。即便避开位于上方的附加翼不谈,只看主翼板。仍可划分为:两片式、两片半和三片式,这三种前翼方案。在这里关于两片半这个概念大家可能有些不解,别急,我们将在下文中对其进行讲解。 不管前翼采用何种方案,它们的目的只有一个:控制气流的分离。为什么控制气流分离呢?因为在前翼的中央位置存在非常低的点,而这总会导致一定程度的气流分离。换言之,现在的前翼形状总是存在气流出现分离的滋生土壤。特别是在制动和高速弯道,前翼要得到足够的气流以保证气流贴着翼片流动是非常困难的。 工程师将副翼塑造成非常具有攻击性的形状(以获得最大的前部下压力)。他们不想发生的事情是:在翼片的中央出现严重的气流分离问题,因此在翼片间开凿了狭长的开口。这些开口,能让气流附着在翼片上,保持气流不断的输送向副翼表面。当然,它同时会降低翼片的峰值下压力。 但是前翼气流出现分离的问题,并未彻底得到解决。在整个前翼下面是低压区,流经鼻锥下方——这个被称为咽喉区域的气流,会因为其极高的速度导致附近的气流发生分离。因此工程师再次想到了开口的方法,也就有了雷诺和宝马那样的设计。 几年前,威廉姆斯采用过一个主翼很小,副翼很大的前翼方案,这是一个灾难性的组合。因为这使得气流过早的抵达副翼,此时要让气流附着在翼片上是相当困难的。单副翼意味着前翼有一个开口,双副翼则有两个开口。图2中雷诺在主翼上开凿了长度约为前翼一半长度的开口,这意味着他的前翼的开口为一个半(即上文提到的“两片半”式前翼)。当然,开口为一个半还有宝马,只不过西威尔的工程师时将口子开在副翼上。 F1技术分析专家加里-安德森表示,使用现代化的计算机流体力学技术(computational fluid dynamics)——CFD,可以让工程师轻松知道气流会在什么地方出现分离、在什么地方开口最好,让气流更加可控! 2,前翼附加翼 各队安装在前翼上方的附加翼片,只有两侧50~60%的部分用于创造下压力。延长至鼻锥的链接部分,其横断面是普通的外形,而非倒机翼状,因此不创造下压力。 在所有的前翼附加方案中,迈凯轮的设计尤为特殊。其上方的翼片没有和鼻锥相连,而是从上方跨过。之所以采用这样的设计,原因很简单:因为迈凯轮的鼻锥下探的非常厉害(见图4),只有这样才能让翼片处于正确的位置——加里-安德森如是说。 尽管它看起来不同于其他任何车队的设计,但是其效能是一样的:本身创造一定的下压力,并不破坏流向侧箱导流板的气流。在有些车上,额外的前部下压力并非真的需要。那么为什么还要添加副翼呢?主要是因为这样做允许工程师将主翼板后移,让它不用处于临界状态。让前翼处于自己的工作区间内,以确保整个赛车的总体下压力最大化,而不是仅仅让前翼的下压力达到最大化。这样,能保持气流附着在翼面上,更好的向后面的下压力制造设备输送气流。如果将前翼的角度调的过大,就会导致前翼越过其自己的工作区间,就会破坏气流进一步向后流动。此时,赛车的下压力中心的确前移了,但是却严重的损害了车尾的下压力。换言之:这样做是通过减少了赛车后方的下压力,来实现下压力中心前移的。加里-安德森表示:F1工程师很容易便会被这种现象蒙骗。 总而言之,这些附加的翼片的最终目的在于保持前翼位于其自身的工作区间内,防止被迫采用过大的前翼角度,进而损坏车尾的性能。使用这些附加翼片,将让左右侧箱导流板之间送向车底的气流遭到最小的破坏,让气流以最佳状态输入车底,进而流向车尾的扩散器。 <CC>3,端板方案 在端板的设计上,这几年我们看到最明显的变化是将其加宽,而这其中最突出的当数迈凯轮(见图五)和红牛。下面,将为大家讲述背后的技术原因。 一般来讲,为了让前翼效能得到最大限度的发挥,工程师通常将端板设计的很小(让主翼宽度最大化),只要它能提供所需的前端需求即可。但是,当赛车在转向的时候,前轮就会与前翼工作强度最大的区域形成一个交叉角。 此时,问题出来了,而且将进入一个恶性循环。众所周知:赛车在低速弯道通常会倾向于转向不足;同时在低速弯,也是需要更大转向角度的地方,所以需要将前轮的角度转的更大。但是轮胎转动的角度越大,意味着对前端空气动力学造成的破坏就越大,接着便会出现更加严重的转向不足! 但是,如果使用大尺寸的端板设计,便将这种影响降至最低。当然,这需要在前翼的峰值下压力上作出妥协,因为这样占用了前翼翼板的有效设计长度。单侧用于增加端板的部分,可能占用翼板6~7厘米的长度,其结果必然会导致前翼性能的下降。但是:当赛车在弯道上、当车手转动方向时,前翼的性能仍能保持稳定。迈凯轮的端板设计,就是走的这条路,这可能占用了其前翼15厘米的长度。</CC> <CC>二,底盘结构 1,龙骨的设计方案 现在,F1工程师在单龙骨、双龙骨和零龙骨这三种设计方案之间,到底哪种更好上仍然存在分歧。与此同时,在单体壳的安装高度上,也存在不同的选择。下面,我们将先“绕一个弯子”——从空气动力学入手来讲解该领域的技术问题。 在F1现行的技术规则中,国际汽联规定了底盘的横切面积。虽然各队可以按照自己的想法设计高度,但是它必须以赛车的中心线为轴左右对称。在底盘的横断面上增加任何东西,都会对气流造成一定的阻碍。从两个前轮之间向后流动的气流是工程师在设计赛车时,可以利用的。利用这部分气流,工程师有三件事情需要处理:1)冷却制动系统,2)冷却引擎,3)制造下压力。 用于冷却制动系统的气流越多,意味着在其他两个方面可用的气流就会越少。上面已经提到,在底盘的横断面上增加任何东西都会对气流造成阻碍,也就意味着可利用的气流会减少。所以F1工程师希望,将这种阻挡降至最低。因此就诞生了双龙骨和零龙骨方案。 但是,工程师需要在强度和几何结构间作出妥协!且听加里-安德森的分析:“最初的风洞研究让双龙骨看起来非常好,但是当你做出它的结构,让整个结构组合能够承受起实际负荷时,其优势便会在你面前丧失一部分。”下面讲一个这方面的特例——丰田的零龙骨。 2,关于丰田的零龙骨设计 在龙骨设计上,丰田选择了最激进的道路。日本车队不仅采用了零龙骨方案(见图6右侧,左侧为2006年的初期采用的单龙骨方案),而且赛车底盘的前部比任何对手都高。日本人最大限度的举升底盘是为了让导入车底的气流最大化。但是将底盘的这个位置升高40到50毫米,意味着赛车的重心将上升大约5个百分点。同时,悬挂的几何结构也会出现瑕疵。 在赛道上观察丰田的赛车可以发现,车头的动向与车手的操控输入是不一致的。当车手对其有信心时可以很快,但如果没有,其结果会非常糟糕。对此,加里安德森这样说道:“我认为这来自悬挂结构的妥协,丰田为了满足零龙骨的要求,不得不将前悬挂的下叉臂尽可能的抬高。” 接着,他指出了丰田这种设计的缺陷:“使用条纹轮胎,与使用光头胎存在巨大的差异。使用条纹轮胎,你不可能再有持续的负载/抓地力关系,此时胎面的每一块都是独立工作。使用像丰田这样的悬挂结构,轮胎将发生更多的滚动运动,而且会出现更多的轮胎接触面横向运动。虽然所有的赛车都存在这样的问题,但是将叉臂安装的如此高,出现这种情况的频率就会更高。”</CC> CC>3,推杆的安装方式 在前悬挂的结构上,法拉利是唯一一支将推杆安装在下叉臂之下的车队(见图7红色箭头所指,圈中展示的是雷诺R27的推杆安装位置),但是从法国站开始,本田几乎采用了一个完全相同的结构。 从理论上讲,不论是将推杆安装在下叉臂上方还是下方,对于整个悬挂系统而言,其起到的作用几乎是一样的。但是,使用法拉利这样的结构,意味着工程师可以改变赛车转向特征。这对于低速弯道是有利的,能减少转向不足的出现。 “它能改变车手的驾驶感受,所以必须非常谨慎。但是你能用它做很多事情。有时,它能给车手带来更少转向不足的驾驶感受,即使情况没变。”加里-安德森在谈到该设计的优势时说道。</CC>
赛车的结构是怎么样的。为什么车手会撞不死
我不是很专业,曾经在一个节目上有介绍过方程式赛车,主要是钢结构的骨架都是采用无缝隙的。应该比较结实,不易变形。
一般交通死亡大多是头部撞击,或挡风玻璃或车体碎片刺入要害部位导致的致命伤。
赛车人员的安全装置也比较高比如头盔·安全带护具之类的,自身的防范意识也比较高
希望对你有帮助
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