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F1三连冠之后

2024-01-24金木

名车志 2023年6期
关键词:红牛压缩比内燃机

金木

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红牛车队在F1日本大奖赛上拿到车队两连冠,维斯塔潘在卡塔尔大奖赛上连续三年拿到车手总冠军。除了红牛赛车出色的底盘性能之外,本田动力单元功不可没。

今年F1日本站,FIA举办了动力单元宣讲会,邀请媒体记者现场了解本田动力单元技术。从2022年开始,HRC总工程师角田哲史接过浅木泰昭的工作,负责整个本田F1发动机项目,他也是现款本田动力单元RBPTH001的总设计师。

活动现场使用本田RA621H发动机做实物模型,对角田来说它不只是帮助红牛车队取得车手总冠军的动力单元,更因经历无数挑战而具有特殊意义。RA621H的设计难点之一是高压缩比。压缩比是内燃机汽缸容积的最大值和最小值的比例,高压缩比带来高燃烧效率的同时能提升性能,也更容易引发爆震,所以开发高压缩比发动机有一定难度。

F1技术规则将压缩比上限设置在18,然而并不是所有F1发动机制造商都能达到这一数值。实际上,本田直到2021赛季才让内燃机达到压缩比上限,之前只有梅赛德斯的内燃机能做到。

按照角田計划,大小红牛车队将在2021赛季使用缩小燃烧室的新内燃机设计,本田将其称作“新骨骼”。2020年10月,本田宣布退出F1之后,浅木亲自找当时的社长谈判加速研发。然而由于部件生产精度问题,燃烧仍不稳定,内燃机距离达到压缩比上限还有一段距离。2021赛季,本田领先法拉利和雷诺,在燃烧领域取得领先优势,内燃机性能无限接近梅赛德斯。这也帮助维斯塔潘在最后一战险胜汉密尔顿,取得红牛第一座年度车手冠军奖杯。

本田在2022赛季投入使用的动力单元RBPTH001,压缩比终于达到上限,通过压燃技术实现的高速燃烧也日臻成熟。想要实现高压缩比,就需要在内燃机每个汽缸内使用特殊压力传感器。当曲轴角度稍有变化时,ECU将通过分析传感器信号迅速调整点火时机,让发动机始终处于最佳燃烧状态。

但是,2026赛季新动力单元规则中,内燃机的压缩比上限下调到16,并以降低成本为由,禁用价格昂贵的压力传感器,现在本田正在使用的压力传感器也将被禁用。FIA以技术调整为由,希望减少本田和梅赛德斯的动力单元性能优势。

对本田来说,为了将高速燃烧技术优势发挥出来,压缩比越高越好。角田坦言,本田必须调整内燃机技术路线,挑战并不小。由于2026赛季将使用100%碳中和燃料,这就意味着重新设计整个动力单元。

面对2026赛季动力单元研发,HRC樱花将分别对内燃机和ERS系统进行开发测试,再组合到一起。明年开始将会连接变速箱进行台架测试。

经历2023赛季的成功之后,红牛与本田的合作关系还将延续两个赛季。面对2026年动力单元新规,红牛将与新合作伙伴福特共同研发F1动力单元。面对未知挑战,同时兼任红牛车队经理和RBPT CEO的霍纳已经开始新动力单元研发工作。

RBPT成立的契机是2020年本田宣布退出F1。霍纳回忆,最初的计划是在红牛找到新动力单元制造商之前,RBPT在本田的帮助下生产动力单元。不久之后,霍纳发现红牛从厂队回归客户车队,并不是好主意。

红牛曾和本田研究,如何在2022年之后以制造商身份参加F1。2021年上半年,红牛想出了解决方案,不过当时动力单元新规仍不透明,新规延期一年实施。充裕的研发时间,让红牛自研发动机计划顺利通过董事会批准。

红牛自研动力单元曾得到已故创始人马特希茨大力支持。红牛想要长期在F1中征战,自研动力单元必不可少。因为只有自研底盘和动力单元,才能被F1认定是制造商。霍纳认为,红牛不必为当前的动力单元性能操心,为自研动力单元争取了时间和资源优势。既然红牛能研发制造F1最强底盘,那么用相同的开发方式攻克动力单元难关,应该也不是难事。

从2022到2025赛季,红牛将支付给本田大量发动机使用费用。根据红牛计算,自研发动机能在一定程度上节约资金,考虑到2026赛季与福特合作,红牛股东的负担将减半。

红牛自研发动机项目关键并非本田留下的遗产。RBPT从梅赛德斯AMG高性能动力链中心挖来了大量优秀工程师,他们也参与打造了台架等发动机测试和制造设施,并且已经开始运转。现在红牛拥有20万平米基地,18栋建筑,在F1当中也是规模最大的。不过红牛的建筑不像迈凯伦那样造型别致,湖水环绕,他们追求的是工程开发效率。

红牛与福特合作的另一个好处在于,福特不会在技术上提供任何帮助,抑或是对开发团队提出任何意见。福特只是红牛的股东,福特与红牛有着长期合作关系,他们也相信专业的事应该交给专业的人。福特在电动化和电池技术上有一定积累,他们也愿意与RBPT工程师进行深入技术交流。福特也表示如果RBPT需要,愿意在内燃机、电控、电机、电池等各个方面展开合作。

几个月前,霍纳曾对2026赛季动力单元规则表示担忧,电机带来的动力达到整个动力单元的50%。RBPT进行台架测试之后发现,电机动力占比过高意味着内燃机将始终处于全力输出状态。车手踩下油门踏板时,赛车只需调整电机动力输出即可,高达100公斤的电池重量无异于将F1变成电动方程式。现在调整内燃机和电机的动力输出占比还来得及。

2026赛季本田转投阿斯顿·马丁之后,红牛的冠军之路能否延续,两年半之后,RBPT工程师们的努力将在赛道上见分晓。

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