赛车与改装的误区之赛车一定大马力吗?

十年前的汽车圈,四、五百马力的车就自居超跑,如今接近一千马力才有底气被别人称为超跑。马力是一个时效性极强的东西,就像80年代的喇叭裤和爆炸头,因此媒体以马力数值僵化地衡量一辆车的性能高低是相当不专业的,相反,智者在民间,对车一知半解的人反而懂得用“大马力”一词来高度概括一辆车(曲线要说明)。大马力一词之于车迷用家,就好像“新品”一词之于销售员,大家都不清楚所谓新品有什么吸引力,但重复啰嗦强调之下,任何新品都是好,正如大马力就是好,回想一下你买车的时候,4S销售员怎样语言伪术吹嘘一辆车的马力。

超跑大马力是必须的,赛车大马力也是常识吧!赛车需要大马力吗?解答这个问题之前,首先要弄清马力和扭矩之间的关系。马力也就是引擎的功率,代表引擎在单位时间内做工的量,套用在汽车上,马力包含着力矩、距离和时间等物理量,衡量一辆汽车在特定时间、距离内加速的快慢,直接体现引擎的工作效率。扭矩是曲轴输出的一个力矩,只是衡量力的大小,没有时间的规限,跟做功效率无关。马力和扭矩可以通过公式来换算,功率=扭矩×转速/9550。根据这个公式,再结合实例来分析。柴油车的扭力较大,即便在较低转速下,代入公式算出的功率仍然很高,表现出低转起步有力,然而在高转状态下,柴油引擎的扭矩下跌得很厉害,公式得出的功率较低,这也是柴油车起步出色,但在特定的时间、距离内,做功效率比不上汽油引擎的原因,简而言之柴油车低转起步很强,但高转状态下还是汽油车厉害。再来举一个极端但真实的例子,功率强大但扭矩小得可怜的F1引擎,例如2006年丰田TF106 F1赛车所搭载的RVX-06 2.4升V8 NA引擎,可输出740马力,然而峰值扭矩仅有27.9kgm,光看数据的话TF106赛车的起步岂不是很渣?当然不是,NA时代F1引擎的杀手锏在于高转,怠速状态下6,000rpm,并以10,000rpm左右的转速起步,再套入上述公式,即便只有27.9kgm的峰值扭矩,但10,000rpm下引擎的做功效率仍然非常高,3秒内完成0-100km/h加速不成问题。

图:直线加速类的赛车,尤其是最顶尖的NHRA Top Fuel,毫无疑问是大马力赛车,准确来说是全球最大马力的赛车。这类赛车只顾直线,完全不用考虑过弯,当然要用最极端的动力将车速推向极限。赛车一定大马力?这个问题放在NHRA领域的话,答案是肯定的。

通过上述的公式和实例分析,不难发现赛车的一些基本特性,哪怕牺牲低扭,也尽可能拉高转,换来更高的引擎功率,这样才是刷新圈速的最有效做法。所以大家看到的赛车几乎都是同出一辙,将排气打通,越往高转越有力,站在街车的对立面。再来解答刚才的问题,赛车需要大马力吗?某程度上说,需要。身处满城尽是超跑的年代(每个车主都认为自己开的是超跑),顶级超跑往一千马力迈进,稍微改得深入一点的性能车也轻松突破五百马力,稍微运动点的掀背车也有两、三百马力,难免会堕入一个误区,民用车尚且如此,赛车的引擎马力必须更大。赛车一定大马力吗?不一定!

第一,规则限制了赛车马力。绝大部分的汽车赛事都有规则指引,尤其是FIA管理下的房车或GT赛事,对于赛车引擎有明确的规则限制,最常见的例如限流阀,目的就是限制引擎的进气量,使不同引擎的赛车的圈速尽可能接近,创造一个相对持平的竞争环境。在赛车上安装限流阀,直接影响就是降低了引擎的动力输出,GT3赛车就是一个例子(详情请点击《狂牛赛车日记 兰博基尼Huracan GT3》),引擎动力比原厂的低。而且近年来FIA将GT赛的门槛降低,打造出更低级别的GT4赛车,GT4的动力输出比GT3更低,这可是车迷眼中高大上的GT赛车,说好的大马力呢?除了有限制马力的规则,也有催生大马力赛车的规则,例如全球顶尖的赛车运动F1。F1是一项商业味非常重的赛事,充斥着太多的抢收视伎俩,更像是一场大戏,将车迷当戏迷来培育,而高频率的规则修改就是培育戏迷的“新品”,不断带来新鲜感,同时也不断试探戏迷的底线。2014年引入1.6T涡轮增压引擎后,动力水平降至千禧年以来的新低,被无数戏迷臭骂。尽管“新品”被臭骂,不过作为“销售员”的FIA仍然笑面迎人,放开那双隐形的手让引擎制造商将混合动力提升至接近1,000马力(网传2016赛季梅赛德斯W07的内燃机+ERS达到一千匹),以满足戏迷的胃口。1.6T混合动力架构下,F1动力单元在短期内可能会榨取出更大马力,在人类真实确切感受到能源危机之前,F1赛车也脱离不了大马力的套路。

图:很多改装入门者总以为赛车、尤其是这类平时也能见到的跑车的赛车版就一定是大马力,错!

图:专业赛车与那些标榜马力数据的量产街道跑车最大的分别不是动力 ,而是底盘操控性能,而绝非多点儿少点儿的马力数据。

图:笼统地归纳同一级别里的赛车里各种元素的重要性排序:人是第一的,车架底盘调教第二、空气动力学设计第三、最后才是引擎。

图:直至上世纪80年代,F1引擎的最高转速仍然突破不了12,000rpm,因为传统气门弹簧的反应动作不够快。90年代雷诺率先推出了气动式气门,使F1引擎的最高转速提升到接近20,000rpm。这是赛车史上的一个重要突破,使引擎推向更高的转速,将高转引擎的优势发挥得更加淋漓尽致。随后所有F1引擎制造商都使用气动式气门设计,2006年Cosworth成为第一个达到20,000rpm的F1引擎制造商,不过2007年FIA将最高转速限制在19,000rpm,自此之后再没有制造商将F1引擎的最高转速突破20,000rpm。

第二,赛车不是两三圈。在马力不设防、引擎数不设限的年代,豪门车队每场比赛预备十多颗引擎,每天爆一颗也不要紧,所以那些年F1引擎的耐用性毫无长进。2006年F1告别V10,同时也告别无节制的引擎耗费,每个车手只有8颗引擎来跑一个赛季,连同正赛、排位、自由练习等环节在内,平均每颗引擎的里程数超过3,000公里,随后单赛季的引擎数减少到6颗,2014年使用1.6T涡轮增压引擎后,每个赛季的引擎配额只有5颗,违例者需接受退后发车的处罚。为了让引擎达到指定的里程数,F1这样以引擎马力优先的赛车,也不能马力全开,就如上述的梅赛德斯W07,排位赛冲刺模式下,动力单元可输出近1,000马力,不过在正赛模式下,动力输出调低一百多马力,除了保护引擎,还有省油的作用。短途赛的F1尚且需要省油,像WEC这类耐力赛更需要省油,而且WEC的竞争环境更为复杂,汽油和柴油引擎战成一团,2014赛季WEC LMP1的油耗数据显示,奥迪R18 e-tron Quattro(4.0升V6涡轮增压柴油引擎+2MJ动能回收)百公里油耗39.98升,丰田TS040 Hybrid(3.7升V8汽油引擎+6MJ动能回收)百公里油耗50.07升,保时捷919 Hybrid(2.0升V4涡轮增压汽油引擎+6MJ动能回收)百公里油耗50.66升。柴油引擎的油耗优势太明显了,如果不是FIA限制了奥迪R18的油箱容积,丰田和保时捷的汽油引擎则需要调低功率输出以达到省油目的。现时职业化的汽车赛事,都是赛季积分制,为了赢一场比赛,甚至跑一个杆位圈速而把引擎搞得五劳七伤,肯定是得不偿失的,更稳妥的做法当然是调低动力输出,大马力赛车只是噱头,跑完比赛才有机会取胜。

图:以前的F1没有引擎数量限制,豪门车队有大量的备用引擎,踩爆了就换,经常看到引擎爆缸的场面。

图:现时F1引擎的耐用性已经大幅提高,但还是会偶尔发生爆缸,2016赛季马来西亚站Lewis Hamilton的赛车引擎冒出白烟,使他退出该站比赛,也间接让他输掉2016赛季的年度车手总冠军。

图:2014年勒芒24小时耐力赛中,凭着柴油引擎的优势,奥迪2号和1号赛车包揽冠、亚军,成为当年勒芒的大赢家。

第三,与其大马力,不如响应快。我们置身于马力崇拜型汽车消费世界,别管动力是否用得着,总之动力储备必须充足,生怕自己某天会摇身一变成为007,妄想甩开阿尔法罗密欧159的追击。这样的消费观下,随便问十个人:“马力越大,就越快吗?”恐怕有七、八个人都会说是的。他们从不关心引擎推动的东西有多大、多重,引擎的效率有多高,只知道大马力就是快。这么说轮船的引擎马力也很大,少则以万马力做单位,多则超过10万马力,但沉重的轮船航行速度缓慢,完全跟“快”扯不上关系,其他的大型运输设备也基本如此,马力大就跑得快吗?这个道理推移到赛车领域也是如此,马力大但效率不高的引擎不是速度机器,不适宜用于赛车。如果是职业程度没那么高的赛事,与其豪掷千金改装或购买大马力引擎,倒不如来一颗轻巧的小排量引擎,以更快速的响应和更高效的工况,换来更多的驾驶乐趣。

图:专门为轮船而设计的Wartsila-Sulzer RTA96-C涡轮增压柴油引擎,有直列6缸到直列14缸的多个不同型号,每个汽缸的直径960mm,单缸排量已经达到1,820升,其中直列14缸版本引擎的整体长度达到13.5米,成为全球最大的往复式活塞引擎,最大功率107,390马力,峰值扭矩775,552kgm,不过引擎的自身重量已经超过2,300吨。排量为王的Wartsila-Sulzer RTA96-C是低转型的二冲程引擎,工作范围仅是22rpm至120rpm,以更低转获得更大马力,来达到省油目的。低转型引擎只是一个美丽的掩饰,事实上这颗重型引擎拉不起高转,响应性也异常迟钝,曲轴的重量达到300吨,仅仅一个活塞的重量就达到了5.5吨,满负荷状态下活塞的移动速度仅是8.5米/秒,要让这14个大型活塞改变运动状态来改变船速,恐怕需要喝一杯咖啡的时间。

图:部分Wartsila-Sulzer RTA96-C直列14缸引擎供给Emma Mærsk号(全球最大的集装箱货轮)使用,推动一艘397米长的巨型货轮是不容易的,即便引擎动力超过10万马力,最高航速也只是47.2km/h。或许用这个例子来过渡到赛车不太恰当,但道理是相通的,马力大但效率不高的引擎不是速度机器,不适宜用于赛车。

图:与其执着于意义不大的大马力,倒不如尝试一下小巧高效,而DIG-T R则是非常有代表性的一颗小巧高效引擎。1.5升排量的三缸DIG-T R涡轮增压引擎,三围尺寸仅有500mm高×400mm长×200mm宽,非常小巧的一颗引擎,重量只有40kg,光用双手就可以将它扛起。

图:虽然DIG-T R的排量只有1.5升,不过动力输出达到400马力,可以说是非常高效的一颗赛车引擎。

图:这款DIG-T R小型引擎用于日产ZEOD RC赛车上。

图:日产ZEOD RC是混合动力赛车,参加过勒芒24小时耐力赛,400马力的动力表现,对于勒芒原型车来说是偏小的一个数值,而ZEOD RC的战绩也不太理想。

全文结束前,还是要提个醒,无论是赛车爱好者还是改装用户,其实都必须清晰一点:马力多寡只是浮云,最好用的还是适合自己的扭力输出!正如汽车工程师常说的一句话:马力是用卖车的,扭力才是用来开车的!

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