F1的发动机

自上世纪五十年代以来，F1赛车每年都会为最优秀的车手和车队颁发世界冠军的称号。有一个特别的例外，那就是发动机，它一直在默默地为一年的冠军荣誉付出努力，却从未被正式命名为冠军。

铝已成为当今一级方程式赛车发动机的主要材料，自上世纪八十年代起，铸铁已被更轻的铝所取代。尽管镁也曾被使用，但因接触水会腐蚀而被铝取而代之。对于必须承受巨大作用力的运动件，我们仍使用钛和钢来制造。这些材料的分配大致如下：铝占63%，钢占29.5%，镁占1.5%，碳素纤维占1%，钛占5%。

制造一台F1发动机需要超过150名专业人员的协同工作。这其中，包括28名工程师、20名制图员、35名发动机机械师、8名电子专家以及若干机械工和装配工、系统工程师等。还有专门负责采购、生产和检验的团队，以及管理人员。

在F1引擎的制造过程中，铝合金仍然是主要的材料，同时还加入了一些复合材料。根据FIA的规定，引擎制造商只能选择10汽缸的设计。这种选择的主要原因是在现有的规定下，V10引擎具有最高的效率。引擎的夹角也是一个重要的设计考虑因素。从最初的60度到后来的72度、90度，甚至出现过Renault车厂的108度大夹角V10引擎。F1引擎内的曲轴每分钟旋转超过18000次，这意味着每秒钟内，10个汽缸内的活塞行程超过25公尺。

每年，F1车队大约有一半的预算用于引擎的研发和制作。F1引擎所需的零件都需要具备高强度和轻量化的特性。为了实现高转速和惊人的动力输出，F1引擎采用了多种特殊合金材质，这使得其造价极为高昂。即使不考虑研发费用，每具F1引擎的造价也高达15万美元。以Mercedes-Benz为例，他们每年需要为Mclaren-Mercedes车队制作约80至100具引擎。

F1引擎的性能卓越，但同时也需要考虑到可靠度的问题。一具无法完成比赛的引擎会让车队的所有努力付诸东流。在研发阶段之后，重要的是不断测试和提高引擎的耐用度和可靠度。要在守旧的科技中寻找答案并赢得比赛是不可能的。引擎工程师必须在马力、油耗、重量、尺寸、高转速和可靠度的矛盾中寻找平衡，创造新的F1动力奇迹。

关于F1引擎的一些有趣的事实包括：一具引擎约有5000个零件；每年大约使用100具引擎，包括测试、练习和比赛；每一站比赛后，引擎需要完全分解检验并重新组装；全速运转时产生的声浪高达160分贝，比波音747飞机起飞时还要响；引擎的重量低于100公斤；在全速运转时，每秒进气量超过600公升；每秒钟点火150次，活塞往复循环300次等等。制作一支F1引擎使用的曲轴需要6星期的时间，使用的材料包括20种合金。在技术上，F1发动机遵循一些规则，例如必须是四冲程往复式活塞引擎等。可变几何长度的进气系统是被禁止使用的等等一系列技术规则限制了发动机的制造技术和性能发挥的方向和挑战的机遇！