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发表于 2009-5-7 11:27:45 |显示全部楼层
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现在中国的F1迷几乎在以几何级数增长,这项刺激的运动正吸引越来越多的人周末坐在电视机前。而作为一个高科技的综合体,F1赛车本身就是一个夺目的焦点,所以,此次我们便来看看,F1赛车究竟主要蕴含了那些先进技术。而鉴于整车系统的庞杂,我们将分为车身底盘、动力及制动系统、空气动力学及TC系统三个篇章为大家逐次讲解:
相信所有人对今年宝马车手库比卡从撞车事故安然无恙的生还,并且两天之后就出院的奇迹记忆犹新,当时彻底损毁的赛车仅剩的那部分就是驾驶舱,这个保护车手免于事故伤害的部分正是F1赛车上最坚固的部分。

    驾驶舱在F1赛车上处于车身结构的中央位置,它的前面是前鼻锥和前悬,后面则是引擎和后悬架,它是一种单壳体结构,行话称之为“tub”。在结构上它是底盘的一部分,也是车手的救生舱。


宝马索伯F1赛车的单壳体,微观上是蜂窝状结构

碰撞后仅存的救生舱救了罗伯特库比卡
驾驶舱都是根据车队正式车手的身材量身打造,用很多层碳素纤维粘合而成,并且在高温中定形,要知道碳纤材料的强度是同等质量钢的5倍,所以驾驶舱几乎是金刚不坏之身。

    F1有条基本规定是车手在不移动任何部件(但是必须拆下方向盘),可以在五秒之内离开驾驶舱,所以驾驶舱必须有足够的结构强度,而且不能在碰撞中飞出任何零件。驾驶舱的前后部分是所谓吸能区,在碰撞中就像我们看到的,它们都会变成碎片,以此尽量分散冲击力。驾驶舱的顶部(引擎进气口)包括T形臂也是非常重要的安全设计,它们可以保护车手的头部在翻滚中不会受伤,和敞篷跑车上的防滚架原理一样。为了减小来自侧面的碰撞碎片对车手的头部的伤害,驾驶舱侧沿也被有意加高。

翻车事故中车顶的T形臂充当了防滚架的角色,它也是安装摄像头的地方,根据颜色可以区别车队的一号和二号车手
我们都知道市面上的量产车要经过一些碰撞测试,比如著名的Euro-NCAP(欧洲新车安全评鉴协会 )。虽然欧盟的标准在世界上已经算是最严格的了,但是诸如54kM/h的正面碰撞测试拿到F1来可以说几乎没有任何意义。F1的碰撞测试都是在模拟比赛情况的条件下进行的,它的速度可想而知,而且除了民用车常用的正面和侧面碰撞测试,F1还重点要求后面和转向柱碰撞测试,目的就是全面保证车手的安全。也正式因为这一点,FIA关于驾驶舱的严格规定成了车队们乐意接受的少数条款之一。
方向盘
以前教大家认识过方向盘 ,由于F1驾驶舱太过狭小,根本没有地方安装仪表,所以方向盘在F1上不仅是手控制方向的工具,还是车手控制车上各种系统的媒介。

    最早的F1方向盘和民用车基本是完全一样的,甚至是木材制作的。到了上世纪六七十年代随着车身高度降低和驾驶舱缩小,车内已没有地方放置圆形方向盘了。所以方向盘逐渐缩小,最后变成现在的接近长方形的样子。现在的F1的换挡拨片被集成到方向盘后面,几乎所有的控制按钮也被集成到方向盘。虽然每支车队的方向盘都根据自己车手的习惯设计,但是一些基本的功能还是相同的。比如:方向盘上都会有一个空挡按钮,在赛车失控的情况下车手按一下可以断开发动机和变速器的联接,防止引擎熄火;一个无线电按钮以方便车手和车队通话;一个进站限速按钮在车手进站时自动锁定进站车速;一个饮水按钮可以让车手通过头盔内的吸管喝水。还会有一些旋钮是用来控制比如引擎的进气空燃比,刹车系统的前后制动力分配,牵引力控制程度等,车手都可以在比赛过程中随时的进行调整。方向盘中间偏上会有一个高亮度LCD显示器,另外可以通过一排LED灯提示车手发动机转速,换挡时机,还有赛场上出示的旗帜信号等信息。

法拉利赛车的方向盘,显示屏在方向盘上

迈凯伦-奔驰赛车的方向盘,显示屏在驾驶舱上
F1的转向比接近1:1,所以方向盘往一边只能打四分之三圈就到头了,这样车手在过弯时也不用交叉打轮(当然也不可能),而且手上的一点动作都会传递到前轮。由于F1没有转向助力,所以工程师要把方向盘做的尽量大一点,即使这样,比赛中要控制好方向也需要非常持久的臂力。F1方向盘最神奇的结构要属方向盘和转向柱的连接了,它不仅要包括各种按钮的电路传输,必须有足够的强度保证在撞车事故中不会脱落,而且要让车手在5秒的逃生时间内能迅速拆下方向盘??这也是最重要的一点。
赛车悬挂
F1的悬挂是赛车上最精密的结构之一,虽然我们都觉得F1暴露在外的前后悬看起来很简单,但是想想就是它,不仅要支持引擎传递给轮胎的巨大动力,还要承受巨大的下压力和过弯时的离心力,而且必须足够精确的反馈给车手路面信息并把车手的操纵施加到轮胎上,就知道悬架的工作并不比引擎轻松。

前悬架结构

我们都可以看见F1的悬架结构非常坚固(实际上在两悬架联接处有减震器,比如前悬的在前鼻锥内,只是我们看不见,当然它们不是为了舒适而设计的),使车子可以紧抓地面。F1也是采用双叉臂的悬架结构,采用碳纤维材料制造,上下支臂长度不等,下臂更长,这样轮胎与地面实际成“八”字形,这样在过弯时即使离心力很大,轮胎也可以贴住地面

工程师会针对不同赛道对轮胎倾角进行调整

现在很多跑车都使用电控可调的悬架,可以在舒适和运动模式中间切换,不过F1在九十年代彻底禁止的这类主动悬架。所以车队在每站比赛要对悬挂进行调整,主要根据比赛当天的天气、路面、轮胎的情况,还有车手的习惯和空气动力学套件的需要,对比如避震器、悬架的几何角度做出调整以使赛车偏向转向不足或是转向过度(其实主要是根据车手的特点)。动力系统如果调校不好你可能会跑不快,但是悬挂如果设定不好的话这辆车就很难驾驶了。
轮胎
最后我们回到地面,回到F1赛直接与地面打交道的轮胎上。把轮胎放在最后恰恰是因为它是整个F1赛车上最关键的部件,比发动机和空力套件还要重要。有这么一句话:一台好的引擎可以让你的单圈提高零点几秒,但是正确的轮胎可以让你提高一点几秒。

    F1轮胎和其它部件一样寿命很短,不超过200公里。和民用车一样是无内胆的子午线轮胎,但是它的强度很高,因为它经常会承受5G的横向(过弯时)和纵向(刹车时)加速度冲击,当然还有一直都有的高达两吨半的下压力。

    从六十年代到1998年F1在干燥路面一直使用光头胎(就是胎面没有没有任何花纹)。理论上说光头胎与地面接触面积最大,可以获得最大抓地力,所以为了降低车速,FIA从98年开始规定在胎面上挖出四条凹槽(可惜事实是车速变得更快了),凹槽深2.5Mm,间隔宽度50mm。除了干胎,F1还有中性胎,和雨胎,主要可以从轮胎花纹看出来。

F1使用了很久的光头胎

上面中间的是半雨胎,其它是干胎
F1轮胎正常工作时很软,有一定粘性(你可以注意到当赛车冲进缓冲区,轮胎上会粘起很多小石子),但是工作温度的要求很高,一般在90~100摄氏度,雨胎会低一点,大概80度。为了保持轮胎工作温度,车手开始比赛前要进行暖胎圈,尽快提高轮胎温度(即使比赛前也会给轮胎包上保温毯)。但是轮胎温度过高会让轮胎内气压升高,也会造成抓地不足甚至爆胎。

F1的轮胎跑成这样就要报废了,其实它只跑了一百多公里
F1轮胎最神秘的就是它的轮胎配方,据说每一场比赛都是单独的配方,原料除了基本的橡胶、碳黑、硫磺、石油外,还有超过200种其它的添加剂,由此调配出适合不同的赛道的硬胎、软胎和超软胎。一般来说橡胶里的石油越多,轮胎会越软。雨胎上的花纹是用来排水的,因为轮胎在轧过积水路面时路面和胎面之间会有一层水膜,如果不把这些水排干,赛车就等于在水面上滑行,是十分危险的。而雨胎的排水能力也是非常惊人的,达到每秒26L(车速300公里时),这就是为什么雨战时在赛车驶过的路面我们会看到两条干燥的轮胎印记。另外,值得关注的是,F1轮胎充的都是氮气,利用氮气的高稳定性获得更好的驾驶性能。

    现在F1轮胎只由普利斯通一家公司提供,不过历史上获得分站冠军最多的轮胎供应商是来自美国的固特异而不是米其林。F1的轮毂都是BBS或者OZ的牌子,轮毂只用一个螺栓固定(所以千万不能弄错左右车轮的螺栓),轮毂与悬架有锁链连接,这样即使发生事故,轮胎一般也不会飞出去伤人,而是连在车身上。
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帖子标签: F1赛车, 认识
 
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吉吉cls500 + 1 很不错,以后继续努力!
 
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cosmos120      

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[LV.1]1初来乍到

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发表于 2009-5-7 21:16:37 |显示全部楼层
好复杂
怪不得说F1一个轮胎就买一台轿车···
.
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吉吉      

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发表于 2009-5-8 10:19:47 |显示全部楼层
很不错!   以后继续努力!!!!!
ˋ﹫゛ 其实流氓不可怕,就怕流氓有文化!....  Just soso..
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