有人说“赛车场是汽车发展的温床”,在最近100年的汽车发展历程中,几乎每一个优秀的品牌都经历了赛车场的磨练,而赛车本身也像赛马一样,释放了人们向往“速度与激情”的天性。本周的阅车,我们将带来一期不太一样的文化主题:赛车会给汽车发展带来怎样的改变?
不过,由于中国特殊的汽车工业环境,在1996年珠海国际赛车场建成之前,内地找不到任何能举办国际赛事的场地,著名的赛车解说人张海宁对那个时期是这样说的:“1996年以前,中国内地每年只有一场场地赛车比赛可以看——珠海街道赛。”
好在随着经济的飞速发展,中国的汽车运动也慢慢由爱好者团体和中国“汽摩联”发展了起来,现在在北京、上海、广州等城市,每个月都有专业的赛事举办,而国内专业化的赛车场数量也已经达到了两位数。
在赛车场成长的最著名的品牌有两个:法拉利和保时捷,法拉利是F1史上最成功的车队,旗下的超跑富有野性,总会给人无限的遐想;保时捷作为勒芒24小时耐力赛史上最成功的车队,其各款车型在赛道上的表现都令人闻风丧胆。
但由于专注的赛车领域不同,法拉利和保时捷的跑车无论是设计,还是最终产品表现出的特质都截然不同。例如常年涉足耐力赛的保时捷,旗下跑车的可靠性甚至比许多品牌的普通轿车都高,而这正源于不同赛事为厂商带来的反哺。
F1为什么被称为方程式赛车?
F1的全称为“FIA Formula 1 World Championship”,其简称F1来自中间的Formula 1,而单词Formula正是“公式、准则”的意思,在数学中也成为“方程式”。
事实上:2018年的F1赛车并不比2004年的F1赛车快。
没错,2018年的F1赛车并不是最快的F1赛车。在2004年,巅峰期的法拉利车手舒马赫和巴里切洛共创造了9个F1赛道历史记录,而在2004年,F1共留下了13个赛道的历史最快纪录:
1、澳大利亚大阿尔伯特公园赛道记录:1分24秒125(2004/舒马赫/法拉利)
2、马来西亚雪邦赛道记录:1分34秒223(2004/蒙托亚/威廉姆斯)
3、巴林萨基尔赛道记录:1分30秒252(2004/舒马赫/法拉利)
4、摩纳哥蒙特卡罗赛道记录:1分14秒439(2004/舒马赫/法拉利)
5、加拿大维伦纽夫赛道记录:1分13秒622(2004/巴里切罗/法拉利)
6、法国马尼库尔赛道记录:1分15秒377(2004/舒马赫/法拉利)
7、英国银石赛道记录:1分18秒739(2004/舒马赫/法拉利)
8、德国霍根海姆赛道记录:1分13秒780(2004/莱科宁/迈凯轮)
9、匈牙利亨格罗林赛道记录:1分19秒071(2004/舒马赫/法拉利)
10、比利时斯帕赛道记录:1:45.108(2004/莱科宁/迈凯轮)
11、意大利蒙扎赛道记录:1分21秒046(2004/巴里切罗/法拉利)
12、中国上海国际赛车场记录:1分32秒238(2004/舒马赫/法拉利)
13、巴西英特拉格斯赛道记录:1分11秒473(2004/蒙托亚/威廉姆斯)
我知道,聊到这里,大家最想问的问题是:难道经过了14年的发展,赛车技术没有进步?答案:当然不是。
F1赛车被称为最烧钱的运动,其难点就藏在各种“Formula”里,为了限制F1赛车提速,国际汽联每年都会针对性的增加一堆规则限制,并且加入可能促进汽车技术进步的新技术要求。
我们都知道,想要赛车跑得快,做到2点就可以:
1.更大的马力。
2.更高的弯道极限。
前者的技术手段是升级发动机,而后者则可以通过提升弯道下压力和升级轮胎完成。对此,国际汽联(FIA)自然更加清楚,所以每年的规则改革就是围绕着这些层面展开的。
被F1赛车开发出的黑科技
F1历史上就曾出现过一些破坏比赛平衡的黑科技,上世纪的70年代末,莲花车队为F1赛事引入了一项非常重要的空气动力学原理——“地面效应”。
所谓的“地面效应”早就被航空所利用,飞机的机翼将撞到的空气往下压,气流向地面流动时与地面作用,形成高压气垫提升了飞机的升力。而在赛车上,则是要全力减少“地面效应”,增加下压力。1977年,莲花78赛车成为了应用这项原理的第一款赛车,而隔年莲花79再次优化了风道设计,近乎完美的消除了“地面效应”,莲花79赛车也统治了当年一半以上的比赛,并获得当年的总冠军。
随后布拉汉姆车队开发出了更夸张的风扇赛车BT46,这套大风扇系统原本是为了保证来自阿尔法罗密欧的12缸发动机的散热而被设计的,但赛车的总设计师戈登・穆雷(日后设计了McLaren MP4/4)同时也意识到,这台大风扇系统可以主动对赛车底部进行抽气,形成真空,有效避免了“地面效应”,可大幅提高赛车的下压力。
虽然由于戈登・穆雷宣称,这套大风扇系统是为了发动机散热而设计,但最终在BT46的首场比赛中,尼基・劳达以领先第二名34.6秒的成绩在瑞典大奖赛夺冠。意识到BT46赛车违反空气动力学规则的对手们也纷纷向FIA投诉,最终FIA以存在安全隐患为由,禁止了带有风扇装置的赛车设计。
现今,几乎所有赛事都不允许在“地面效应”上做文章,主要原因是因为避免“地面效应”需要让车底与地面保持相对密封,一旦车辆因为碰撞损坏或路面颠簸,赛车瞬间就会失去下压力,进而引发车辆失控,风险很高。
在那个规则相对宽松的年代,F1工程师都以开发出黑科技为荣,例如现在被广泛应用的主动悬挂技术,其实也早在1985年的莲花赛车上就开始使用了。90年代威廉姆斯车队在主动悬挂技术的基础上,引入了参数记忆功能,将测试中赛车在每段路跑出最好成绩的参数输入系统,让赛车在每个弯都保持最佳的悬挂调校,进而大幅提升成绩。
如果没有种种“Formula”的限制,在2018年能设计出的赛车速度,早已能突破人类身体可承受的极限,但这样无限制的追求速度并没有意义。F1通过为赛车增加严苛的“Formula”,不断在通过设计改良积累技术优化,最终为民用车的进步获取了大量技术沉淀。
F1赛车到底能给汽车带来多大的进步?
赛车运动可以反哺汽车技术是毋容置疑的,在高强度的比赛中,车辆的每一处性能都会最终体现在数据和成绩上,并且不接受任何解释和反驳。
就拿赛车的发动机举例,在大众的印象中,赛车的发动机就是排量大、马力大,事实上F1赛车的马力在1966年使用1.5T涡轮增压时就达到了1350匹马力,而FIA在1989年禁止涡轮增压发动机也正是因为本田的RA168-E 1.5T涡轮增压发动机性能过于强大。
本田也正是在F1的1988赛季,通过迈凯伦本田车队全年16个分站中,勇夺15个冠军打响了自家发动机的名声。
但每当有车队制造出怪物级的发动机时,FIA就是对规则进行修改,刺激大家再次研发新的技术。2006年,为了遏制法拉利发动机的强势,FIA将原来3.0L自然吸气的V10发动机规格改为了2.4L的V8发动机规格,但相比降低排量和砍掉两个燃烧缸,细微规则的改变对于技术研发才是最关键的。
2006年,F1引擎规则核心修改内容:
1)必须统一采用夹角为 90 度的 V 型结构;
2)缸径不得超过 98 毫米,缸距必须保持在 106.5mm (+/- 0.2mm)之间;
3)禁止使用可变进气歧管;
4)曲轴中心到车底参考面的距离应在 58 毫米以上;
5)引擎质量不得低于 95 公斤;
6)引擎重心距车底参考面的距离不得低于 165 毫米。
首先,由于缸数的减少,曲柄夹角改变了,对于V10发动机而言,两组5缸结构决定了曲柄夹角为360度/5=72度,而对于V8发动机,曲柄夹角则变为了360度/4=90度,后者的曲柄夹角也与我们常见的直接四缸发动机相同,由此也会带来点火顺序的改变,以及引擎震动特性的改变。
我们都知道,F1发动机的转速高达15000rpm以上,细微的参数改变会随之而来一系列的问题,技术攻克的同时,也为厂商积累许多发动机研发的一手资料。
虽然FIA不直接限制发动机参数,每支车队也都想尽可能的获取高动力发动机,但“缸径不得超过98mm,缸距必须保持在 106.5mm (+/- 0.2mm)之间”的规定,明确了所有赛车的发动机规格都将极为相似,而想要提升动力,就必须在其他细节上付出更多的努力。
并且FIA所指定的规则也是与时俱进的,环保法规的重压下,民用车使用小排量涡轮增压发动机是大势所趋,所以F1现在也采用了1.6T涡轮增压发动机,让车队在研发F1赛车的同时,其技术与经验也可以应用到民用车的生产研发之中。
当然,赛车也不是万能的
当然,说了这么多赛车促进汽车研发的地方,我们也要承认:赛车并不是万能的,例如与舒适性相关的研发就几乎都与赛车搭不上边。
对于车辆舒适性表现极为重要的有悬挂系统,对于赛车性能来说悬挂同样重要,在车辆行驶中悬挂系统需要负责吸收车辆多余的震动,并且维持车身的平稳,但取向上的根本不同,导致二者的研发技术并不互通。
日系车有许多在赛车领域表现抢眼的厂商,WRC(世界拉力锦标赛)冠军上有斯巴鲁和三菱,勒芒24小时耐力赛冠军有马自达和丰田,涉足F1的也有丰田和本田,整个90年代,日本厂商更是制造了无数的经典跑车。但直到今天,无法兼顾行驶品质、稳定性、舒适性的问题依然困扰着在发动机技术、制造精度、空间设计取得极大成果的日系厂商,被广为认可的豪华品牌也只有雷克萨斯一家。而这些难题,对于中国品牌来说更为严峻。
其实,无论是高规格的赛车比赛还是顶尖的技术研发,都是一项相当烧钱的工作,而人们期望的产出往往还是无法预期的。国内投入赛车领域的厂商很多,例如海马、宝骏、北汽都曾参加过CTCC(中国房车锦标赛),但并没能真正提升品牌的造车水平。
而最近比较火的吉利,在领克03上市的同时,推出了一款领克03 WTRC赛车,看起来也有模有样,但其实WTRC是一项门槛较低的房车改装赛事,其2.0T的动力总成参数被赛会统一限制为350匹,420牛·米就能看出,这项比赛对技术研发的要求并不高。
作为替代研发成本过高的WTCC而举办的赛事,WTRC更希望可以让更多人可以公平的参与到赛车运动中来,这样的赛事对技术研发的提升极为有限,但对于吉利来说,适当的投入更多是为了换回了良好的口碑宣传效果。
如果国产车能迎来真正的赛车时代,国内的整体造车水平一定可以取得巨大的进步,但缺少匠心,太过资本化,或许才是目前国内品牌在技术上难以取得重大突破的困局所在。