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发信人: f1star(Schumy's Fan) 整理人: ayrton(2001-06-19 17:11:08), 站内信件 |
| 现今F1引擎之所以能够达到18000rpm以上的高转速，最主要是有pneumatic valve技术的引进。此项技术最早在1986年由Renault率先使用，但是直到90年代初才渐渐成熟。我们知道四行程引擎转速愈快气门运作的速度要愈快，传统上使用线圈弹簧在极高转速运转时会有气门来不及回复关闭的情况发生，而为了避免有此情况发生一般最直接的想法是采用更高弹性系数的弹簧，但是采用高弹性系数的弹簧却会造成当凸轮驱动汽门开启时会有过大的阻力，浪费引擎的功率，所以有人即想出以气压来取代传统的线圈弹簧，而有pneumatic valve的出现。pneumatic valve是在气门杆的末端连结一个小活塞，活塞在一个小型的汽缸运动，汽缸内则由外部供给压缩氮气，而汽缸上也装置双向阀门来控制其内部压力。当凸轮驱动汽门开启时双向阀门会减少汽缸内部的压力使汽门开启时的抵抗力减少，当气门要关闭时则由外部供给压缩氮气使其有足够的力量关闭气门，而因引擎温度或活塞汽缸间气密性所造成的汽缸内压力的变化也可由双向阀门来调节。此种装置最大的问题是压缩氮气的供应，因为当压缩氮气用完或压力不足时系统即无法正常运作，因此有时比赛进pit时可以看到工作人员补充压缩氮气的压力。采用pneumatic valve系统的引擎将不在是F1赛车的专利，2002年GP500将开放使用四行程引擎，马来西亚Petronas与Sauber合作发展的一部989cc 3缸的四行程GP500引擎即用了pneumatic valve系统，据推测有200匹以上的实力（500cc二行程大约180匹马力）。不过要运用在市售车上应该很困难，因为压缩氮的补充就是一个大问题。
CBR响应说.... [2001/6/16 PM 05:39:37] [响应] 太好了..精辟而且专业的讲解...小弟给您最大的喝采说..可惜这里没有能贴图 要不然更是精彩万分了 可以来个图文讲解..虽然您说的很棒..小弟也理解了..不过小弟有几个疑问 还请您多指教..一您说的凸轮..就像是一般市售车的凸轮轴吗 驱动的构造是否相同..二那凸轮是用何种方式驱动 因为一般市售车是藉皮带..靠引擎的力量来驱动凸轮轴(当然什么炼条..或其它方式也有啦)不过从所有F1引擎的照片 都没看到类似的装置ㄟ(连马达也没看到) 况且F1极重动力 如果会损耗引擎本身马力的话..他们应该不愿意吧..所以驱动凸轮就是很伤脑筋的一件事了..三那个凸轮的名称原文是什么 这样小弟方便找资料四对于此本身小弟曾思索过 如果有凸轮的存在 光驱动方式(如果由引擎带动 耗损马力)而且机械上的耗损跟润滑等等..真的满伤脑筋的 如果不是引擎带动的 首先它是如何带动 二考虑它的外在环境 一颗20000RPM的引擎 当到红线区时 凸轮的惯性在降转速时 那所产生的力量(那怕转速只掉一点)都会大的吓人了..在力学的应力上 只怕很少能承受这样的装置了...五从很多方面看来..小弟才会认为凸轮的可能性低..当然也有可能是一种类似"凸轮轴"的东西 但如果是真的..那..不是也很多地方都有疑问了吗..六而且那么高的转速..凸轮的角度真的很难想象..再说为了高转高马力 那它的低速怠速怎么能稳呢..可是看F1时..没发现它们有市售车改HIGH CAM的毛病啊(小弟会如此疑惑 也是因为..为了高转高马力 凸轮的角度势必要大而且轻 因为轻可以减少耗损 可是同时它的强度问题..却..七这一点是小弟的浅见啦 如果小弟是设计师 那为什么不把您说的pneumatic valve设计成 类似史特灵引擎的方式..全部用高压气体驱动..所有的问题都解决了..只要气体多带点..藉由现在的计算机强大运算的实力..也可以达到高转 高马力 准确控制气门 低磨损..也没有需要严格润滑的问题了..不是吗..哈哈..真的..非常感谢Wackyangra兄 更希望你多帮忙..帮忙小弟解答心中的疑问...谢谢... Wackyangra也响应说.... [2001/6/17 AM 12:58:41] 1.就是一般的凸轮轴2.驱动也是来自于引擎的动力(用链条之类的),在照片上看不到大概是因为在F1赛车上引擎也是属于车身结构的一部分,引擎前端连接驾驶舱部分的前段车身,引擎后端连接变速箱,所以其引擎脚是在引擎的前后端,而不是像一般引擎在底部,所以引擎前后端自然必须是封闭的结构,3.凸轮不是重点,重点在此系统是用来取代传统的气门弹簧,我们可以把他看成是气压式弹簧,就像把针筒的活塞拉开一段距离后,将针筒的开口封闭,在将活塞压到底,然后放开力量,则活塞又回复到原来的位置,此系统全名叫pneumatic valve return systems4.凸轮轴的惯性应该不是问题,四行程引擎凸轮轴的转速只有引擎曲轴的一半,而且凸轮轴在大支也不会比曲轴大5.F1引擎的操作转速大约在15500rpm以上,怠速也相当高6.Stirling engine的工作流体是完全封闭在引擎内部,由"在生器"(regenerator)对工作流体吸热放热和外来热源提供热量使工作流体能膨胀及升压来驱动机构运转,所以要以相似原理来驱动则机构必定会变得复杂而且不易精确控制 CBR也响应说.... [2001/6/17 AM 03:48:40] 首先非常感谢Wackyangra兄的说明 您解释的非常清楚而且详尽 真的让小弟获益不少 当然小弟也有一点拜托您..可以多说一点吗 一来小弟好奇 二来造福大家嘛..1您说就是一般的凸轮轴 您指的是设计还是..??说真的 小弟手边恰好缺这方面的资料 如果您有这方面的图片或文章 请告诉小弟出处 让小弟可以满足一下好奇心好吗!....2因为您说凸轮驱动是来自引擎 以类似炼条的方式 而F1引擎又是连接底盘的一部份 小弟几经思索后 首先照您的说法 那凸轮驱动的部份 应该是用东西盖住了(因为照片上都没看到 所以可能盖住了) 然后前面接前段车身..后面接变速箱 小弟理解了后 马上找照片出来看(小弟看的是麦拿伦的F0110K引擎..今年的)首先..他的本身的体积非常的小 从排气口的位置(就是连排气管的部份)来看 每一个排气的位置 间距都一样(距离也近) 而且两端离本体距离极近 等于说空间上来说 很难再挤出空间了 再考虑一下 1外面看不到 那一定在里面或盖住了2可是以引擎的空间(用推测的) 装里面的机会不高 外面拿东西盖住了 又会在盖住的一边增加长度 可是又没有加长的现象 而且盖住又要接车身 跟变速箱 也要考虑强度的问题 所以..真的..小弟在这还有不懂的地方..还请多帮忙了..3您说的凸轮不是重点 我知道 这样的设计..重点是取代汽门弹簧 您这次又解释的更清楚了 可是小弟有想过 本身机械上的自然耗损(就是磨擦所损失的力) 只有靠材料科学..润滑科技..等等来改善 但是相信F1在这方面已经很强了(等于进步的空间有限) 而有凸轮的话 那会吃掉引擎多少力量呢(所以先前有人说到 有人实验电子伺服..)所以我想到一个有趣的念头 如果在实验室中 先做一个以引擎动力驱动凸轮的 然后找一个其它方式来带动凸轮的(就是凸轮销耗不到引擎的力量) 然后测量固定转数下(因固定转速..那驱动凸轮的效率 不会影响输出) 引擎所输出力量的差别 这样一定很有趣 可以看出到底有凸轮会影响多少引擎的性能..4至于你说的惯性不是问题 我能了解 可是如果连结的是引擎 那整个转速的变化 将会传到引擎的每一处就算这些忽略不计..但是少了它 引擎的负担会不会少一点 另外..你说的凸轮转速是引擎的一半 那凸轮是双凸轮轴啰 因为小弟不知道F1是否用双凸轮轴..请您帮忙解决小弟的疑惑..5那关于F1引擎的操作转速 小弟略知 但是怠速的转速..这方面小弟又该如何得知..?6哈哈..小弟真的不好意思..脑筋老是不灵光 举例又举错了 小弟先说声对不起 让您误会了我说的史特灵引擎的原理 让您用正统史特灵引擎来想..对不起..我说的是既然pneumatic valve 取代了气门弹簧 由气压的力量 把汽门关上 然后汽门的开启 则由凸轮开起 那如果我开启气门 也用氮气推动..不行吗 简单地描述原理(不很精确 可以当举例) 汽车杆上有活塞 活赛在一个唧筒内 而唧筒的上下方..分别各具一个泄气的阀门 及让高压气体进入的阀门..这样一来..当要汽门往上时 下方的高压气体进入 上方的排气阀门排气要汽门往下时 上方的高压气体进入 下方泄气阀则排气就完成了汽门的控制 (当然这只是想法..不好别见怪)这样一不用凸轮轴 省去耗损 二跟pneumatic valve 的原理构造也没差太多 唯一的缺点是气体的销耗加倍..整个系统 结合计算机的运算 应该可以准确的控制 而且控制压力 可以跟 pneumatic valve有一样的功能..哈哈..这是小弟随便想的 别见怪啊..最后谢谢您..还请您不吝指教了.... kol也响应说.... [2001/6/17 AM 04:43:52] 8v单凸轮轴转速也只有曲轴的一半 CBR也响应说.... [2001/6/17 AM 06:15:21] 咦...八V的单凸轮轴 转速也只有一半..??天啊..谢谢KOL的教正 可能是小弟近来睡眠不好 所以一直凸槌啦..等小弟体力恢复 求证一下..小弟再来道歉吧...哈哈谢谢你..KOL.. ----  
好多事情总是后来才看清楚， 然而我已经找不到来时的路， 好多事情当时一点也不觉得苦， 就算是苦， 我想，我也不会在乎！ |
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