好文推荐 | F1涡轮革命初章:起源

  

  2014年3月16日,F1将迎来1986澳大利亚站以来首场全涡轮赛事。而在此之前,这项运动只曾在1986赛季时有过强制使用涡轮引擎的规则。

  自从88年底涡轮引擎被禁止以来,F1围场内就一直充满了自然吸气的味道。但即使这样,人们还是会时常想起那些能产出1500bhp,1.6升V形或是直列四缸的喷火怪兽,一边狂叫一边统治了整整一个时代。

  但当人们看到今年的新一代涡轮引擎时,大概并不能将它们与往日那些机器联系起来。

  这些设计精密的引擎,连带着它们与以往差别巨大的功率,尽善尽美的能效,绿色环保的能量回收和极其复杂的控制系统,足以令其先辈看上去像是推荐年龄十二岁及以下的幼稚积木。

  然而实际上,老一代的涡轮引擎也远没有那么基础和简单。当雷诺那台搭载1.5升V6引擎和一个Garrett涡轮的RS01首次在法国的Paul Ricard赛道踏上钢索时,日期还是1977年的3月23号。

  而直到830天后,RS01的继任者RS10——这次带着一款久经升级的双涡轮引擎——才在Jean-Pierre Jabouille的操纵下,拿到了涡轮在F1历史上的第一场分站胜利。如果再考虑到雷诺其实自76年初就已经开始对涡轮原型车的测试,这实在是一段漫长的旅途。

  在各类传说故事中,人们常常见到的说法是:当时的围场对涡轮引擎这个想法纷纷嗤之以鼻,认为这不过是法国佬们又在异想天开罢了。但事实是,尽管质疑的声音的确存在,更多的人已经意识到了这一想法背后的无限可能。

  而当Jabouille在1977年六月——RS01的初次亮相英国站前几星期——于法国Dijon赛道的一场测试中拿出仅次于Jacques Laffite的Ligier的圈速时,其他车队真的在担心RS01的到来会改变竞争格局,或甚至彻底统治当时的比赛节奏。当然,那时仍处于研发阶段的雷诺赛车仍然问题多多,不过Jabouille所创下的1分12秒89的圈速的确震动了围场。

  “我觉得我本可以轻松跑进1分12秒5”,Jabouille表示,“但我一直遇到引擎哑火的问题,也因此不能连续做出两或三个以上的圈速。”

  当时颇为广泛的观点是,压缩机引擎要能运转,更高级的燃油必不可少。而自从五十年代起,F1就因规则限制等种种原因一直在使用普通的公路车用油,也就令这一想法无法被实施。

  不过与此同时,也有人意识到一个问题——如果想要1.5升强制进气发动机产生能与三升自然吸气发动机相匹敌的动力,二比一的燃油比必不可少——而这一比值,很可能不是那么准确。

  雷诺F1引擎的起点,是他们之前在F2和跑车赛中使用过的两升V6引擎。这一基础被确定下来之后,摆在工程师面前的路有两条:一是将它改造成1.5升涡轮,二则是一款古怪的三升W9布局。他们并没有花多久就确定了增压引擎这一方案——而其中重要的原因之一,是基础引擎的铸铁身躯足以承受涡轮增压时带来的的严酷抽打。

  当雷诺即将打造涡轮F1引擎的消息被证实之后,立刻便有人开始试图游说禁止现存车队追随这一行为——围场众人心知肚明,若有人能造出尽善尽美的涡轮引擎,其潜力可谓非比寻常。

  “在那之前,大家一直觉得所有人一直在使用的三升自吸引擎不可能有任何值得一提的对手。”凹凸体育传奇技术编辑John Bolster在RS01银石首秀前夜写道。

  “但现在,人们的预计突然出现了彻底的转变:涡轮增压引擎赛车看起来如此之快,老旧的自吸引擎只会显得愚蠢至极。而它的造价如此之贵,足以令赞助商们转身逃跑。”

  几乎所有人都在担心雷诺会即刻开始统治F1赛场——直到排位赛结束才放下心来。Jabouille所驾驶的RS01只排在第21位,圈速比杆位慢了1.62秒之多。

  除去速度上的问题,雷诺赛车的稳定性也是一团糟。练习赛中连续遇到的问题之后意味着车队费了不少劲才把RS01搞进发车格。比赛开始后仅仅十六圈,赛车的涡轮就宣告罢工,而这期间Jabouille的最高名次也只是第十六位。速度和可靠性无处可寻,一段沉痛而冗长的旅程也由此展开。

  车队当时遇到的主要问题之一是对温度的控制;而涡轮和活塞部件的制造,由于它们要能经受高压气体冲击,不仅难度颇高,而且耗资巨大。

  对于当时规模尚小的雷诺车队来说,这无疑是巨大的挑战。尽管有项目主管Bernard Dudot, 雷诺技术总监Francois Castaing和F1项目领导Jean-Pierre Boudy三叉戟的指挥,但整个团队只有区区八个成员。

  所幸雷诺时任总裁Bernand Hanon对涡轮引擎兴致颇高,对整个项目的支持也——用Dudot的话说,“若为今日之时绝无可能”。

  其实当时的性能目标——或者准确点讲,峰值功率——并不那么难以实现。雷诺的涡轮引擎在这一点上几乎是立刻就拿出了足以超越自吸对手的表现。但要真正做到实际赛道上的竞争力,这实在是远远不够。

  稳定性对雷诺和他们的配件供应商来说才是真正的恶魔。所需的科技水平直白地讲尚未现世;而F1规则对赛车燃油的限制——如前文所说,必须为公路车用油——更是令上加霜。

  但随着研发一步步前行,雷诺的引擎不仅有了可观的动力增长,可靠性也在逐步提高——而这里面有相当一部分要感谢雷诺的燃油供应商Elf。他们不惜巨资研发的燃油含有各类添加物,例如可以帮助温度控制的抗爆震剂等等。

  “最初我们的引擎能产出大概550匹马力,增压则在2.5bar。”Dudot表示,“但由于涡轮延迟现象,这并不足以匹敌竞争者们。一段时间后我们拿出的第二版引擎大概有600匹马力,增压则在3bar左右。那之后每年我们涡轮引擎的马力都能有30到50马力的提升。到我们给莲花和塞纳提供引擎时,已经达到了1500匹马力,5.5bar增压的水平。”

  研发的前期阶段,四位数的马力输出还只是完全不切实际的幻想。不过雷诺在项目开始的前一年到一年半仍然获取了长足的进步:引擎马力不断爬升,Jabouille也在1978年第三站比赛,在Kyalami赛道举行的南非大奖赛排位赛中跑出了第六快的圈速。不过直到同年十月份的美国大奖赛,他的第四名才意味着雷诺首次获得F1积分。

  之后的1979赛季,雷诺打造了RS01的替代者,搭配双涡轮增压引擎的RS10。双涡轮的布局很好地改善了涡轮延迟的问题(早期延迟甚至长达几秒),Jabouille也在法国站拿下车队和他个人的首场大奖赛胜利。

  多数车迷对这场比赛的印象可能局限于雷诺另一位车手Rene Arnoux与法拉利车手Gilles Villeneuve在比赛最后时刻令人心跳暂停的缠斗,但其实它作为一场分水岭比赛的意义,比这要远大许多。涡轮引擎的动力输出已经遥遥领先自吸引擎,而其可靠性的提升也有目共睹。

  与此同时,法拉利的涡轮研发也在紧锣密鼓地进行。尽管Enzo Ferrari在1977年就曾表示情况一片大好,事实却并不完全如此。意大利车队的V6涡轮引擎气缸夹角为120度,比雷诺的宽开了30度之多。这一设计意味着引擎区域内有更多的空间放置涡轮本身,以及其他附属部件。

  这台引擎的首次亮相出现在1980意大利大奖赛的练习赛中,但直到1981赛季法拉利才正式拿出他们的涡轮赛车126CK。再加上托勒曼车队的直四Hart引擎赛车TG181,F1的涡轮大幕正式拉开。

  其他厂家迅速加入了革命的步伐。1982赛季来临时布拉汉姆BT50搭载宝马涡轮引擎横空出世,并迅速树立了涡轮引擎赛车性能的新标杆。

  本田也带来了他们的V6涡轮引擎——先是在1983年Race of Champions赛事时Spirit车队的 201C赛车中出现,随后又与威廉姆斯合作拿下1986和1987车队两连冠。麦克拉伦则与保时捷达成协议,由TAG前卫科技控股公司注资,加入了涡轮引擎研发的战争——其成果在1983赛季末期首次露面后,成功统治了1984年的F1赛场。

  这一时期的科技水平也在迅速发展:雷诺在1983年引入电控燃油喷射,但其他厂商已经逐渐开始掌握研发主动权。越发复杂的引擎控制系统不仅提升了引擎动力的可控性,对车辆可靠性和对动力的有效利用也有很大的帮助。

  再加上燃油科技中的一系列重大创新——宝马发动机所使用的“火箭级燃油”便是例证之一——自吸引擎面对涡轮增压对手可以说是毫无还手之力。

  “最开始的燃油喷射引擎用的还是Kugelfischer系统【译注:上世纪六七十年代性能车中常见的一套全机械油喷系统,曾被用于宝马2002 Turbo,宝马M1, 蓝旗亚Flavia和第一代保时捷911等车型】。它只有两个参数:增压和油门位置。”Dudot说。

  “这样一来油气混合的比例就很不精确。我们最早的电控系统是由雷诺附属的Renix公司研发,可以说是并不成功。Magneti Marelli公司则跟法拉利走得太近,而雷诺并不想跟直接竞争对手搞在一起。”

  “事实证明这一步走错了。两年后Marelli在涡轮延迟,温度控制和活塞稳定性上都取得了长足的进步。”

  1983年底特律Michele Alboreto为泰瑞尔带回的胜利,是自然吸气对强制进气挥出的最后一拳。涡轮彻底统治了F1接下来的整整五个赛季­­——尽管有种种限制性规则以公平竞争的名号被引入。

  1984赛季开始时,FIA推出了220升的单场燃油用量限制,两年后被降低到195升。1987年规则又瞄准了增压值,最高值被限定在了4bar。到了涡轮在F1的最后一年——1988赛季,增压值被限定到2.5bar,燃油用量则被卡到155升,但这一切可以说是收效甚微。那年的麦克拉伦MP4/4赛车搭配本田RA168-E引擎神挡杀神,轻取车队车手双料冠军,留下一段至今被歌颂的传奇,和身后一地碎成片的记录。

  尽管雷诺没能取得日思夜想的车队总冠军(译注:雷诺在F1九年共获得31杆15冠,最好成绩是83赛季的车队第二。82到88年七个涡轮引擎总冠军分别被法拉利,保时捷和本田包揽),但若不是他们的先驱精神,这一切可能根本不会发生。

  而雷诺所带来的这场颠覆性的涡轮革命,也正是对他们的创新,努力,以及公司高层在早年那些困窘的退赛下不灭信念的最好证明。

  

(原文由 jonx 发表在虎扑·F1赛车场https://bbs.hupu.com/f1)

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