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用户:Unkown creature 666/沙盒:一级方程赛车引擎

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宝马 M12是一级方程赛车历史上马力输出最高的一级方程赛车引擎，马力输出高达1,500 bhp（1,119 kW；1,521 PS）。
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一级方程赛车引擎（英语：Formula One engines），又称一级方程赛车动力单元（英语：Formula One power unit）是一种高性能的汽车引擎，用以驱动一级方程赛车。一级方程自1947年成立以来使用了多种引擎规格。[1]在第一次世界大战之后，“方程”限制了用于大奖赛中的引擎容量。不同规格的一级方程赛车引擎把一级方程划分成不同时代。[2][3]一级方程赛车目前使用1.6升四冲程涡轮增压双顶置凸轮轴（DOHC）90°V6往复式引擎。随着一级方程赛车比赛在2014年进入混能时代，赛车就一直使用V6引擎。[4]有史以来马力输出最高的一级方程赛车引擎是宝马 M12（英语：BMW M12），能够输出高达1,500 bhp（1,119 kW；1,521 PS）[5]

运作方式[编辑]

一级方程赛车引擎通过以高达20,000每分钟转速（rpm）运行而产生动力。虽然现在的规矩没有限制引擎转速的上限，但由于规则限制燃油流量不能超过100公斤/小时，在这个流速下，增加转速需要更低的增压或更小的空气燃料比例，因此引擎制造商通常将发动机最高转限速制在13,000 rpm左右。[6][7]尽管如此，一级方程赛车引擎转速与类似大小的公路汽车引擎转速有很大分别，后者通常以低于6,000rpm的转速运行。[8]一级方程赛车自然吸气引擎的基本配置自1967年福特-考斯沃斯DFV引擎的平均有效压力（英语：Mean effective pressure）达到14巴（bar）以来没有进行过重大修改。[9]直到1980年代中期，由于引擎使用传统金属弹簧关闭阀门，一级方程赛车引擎的转速被限制在12,000rpm左右。 引擎阀门要以更高的转速运行就需要更硬的弹簧，增加了驱动凸轮轴和气门所需的功率，导致功率损失几乎抵消了通过增加转速获得的功率提升。金属弹簧关闭阀门被雷诺在1986年推出的气动阀弹簧（英语：pneumatic valve springs）所取代。[10][11]自1990年代以来，所有一级方程赛车引擎制造商都使用气动阀弹簧，使引擎的转速能够达到20,000 rpm以上。[11][12][13][14][15]

  • 雷诺RS26 V8引擎，为2006年赛车雷诺R26提供动力。
    雷诺RS26 V8引擎，为2006年赛车雷诺R26提供动力。
  • 宝马 M12/13是1980年代布拉汉姆-宝马赛车的1.5 L4缸涡轮增压引擎，它能在排位赛期间产生了1400匹马力。[16]
    宝马 M12/13是1980年代布拉汉姆-宝马赛车的1.5 L4缸涡轮增压引擎，它能在排位赛期间产生了1400匹马力。[16]
  • 福特-考斯沃斯的DFV发动机是许多私人车队使用的引擎，它在1967年至1983年间赢得了创纪录的167场大奖赛，并赢得了12个车手冠军。
    福特-考斯沃斯的DFV发动机是许多私人车队使用的引擎，它在1967年至1983年间赢得了创纪录的167场大奖赛，并赢得了12个车手冠军。
  • BRM H16引擎，是BRM（英语：BRM）车队使用的16缸64气门引擎。
    BRM H16引擎，是BRM（英语：BRM）车队使用的16缸64气门引擎。
  • 1995年用于法拉利412 T2（英语：Ferrari 412 T2）的Tipo 044 3.0L N/A V12引擎；它能在17,000rpm时产生700匹马力的功率。
    1995年用于法拉利412 T2（英语：Ferrari 412 T2）的Tipo 044 3.0L N/A V12引擎；它能在17,000rpm时产生700匹马力的功率。
  • 1994年用于法拉利412 T1（英语：Ferrari 412 T1）的Tipo 044 3.5L N/A V12引擎；它能在15,800rpm时产生830匹马力的功率。
    1994年用于法拉利412 T1（英语：Ferrari 412 T1）的Tipo 044 3.5L N/A V12引擎；它能在15,800rpm时产生830匹马力的功率。
  • 法拉利Tipo 053引擎，在2004年用于称霸全季的法拉利 F2004；它能在18,300rpm时产生865匹马力的功率。
    法拉利Tipo 053引擎，在2004年用于称霸全季的法拉利 F2004；它能在18,300rpm时产生865匹马力的功率。

短冲程引擎[编辑]

一级方程赛车使用短冲程引擎。[17]引擎为了在高引擎转速下运作，必须使用较短的冲程，以防止通常由连杆引起故障，同时，引擎也承受着非常大的应力。短冲程意味着引擎若要达到1.6升的排气量就必需要有较大的缸径，导致尤其在较低转速下，引擎燃烧冲程效率较低。[18]

法拉利V12 1.5升增压引擎

发展历史[编辑]

1947至1953年[编辑]

在1947至1953年期间，一级方程赛车使用战前的小型汽车（英语：voiturette）发动机法规，配备4.5 L纽可门蒸汽机和1.5 L机械增压引擎。印第安纳波利斯500（从1950至1959年开始是世界一级方程车手锦标赛的其中一轮比赛）使用战前大奖赛赛车的规则，配备4.5 L纽可门蒸汽机和3.0 L机械增压引擎。引擎功率高达425 hp（317 kW）。据报导1953年配备1.5 L增压引擎的BRM 15型（英语：BRM Type 15）引擎功率达到600 hp（447 kW）。

在1952年和1953年，世界一级方程车手锦标赛使用二级方程规则，但还有一些使用一级方程规则的一级方程比赛仍然在那些年举行。

蓝旗亚-法拉利 D50（1955-1956年）中的2.5L V8引擎

1954至1960年[编辑]

规则把自然吸气引擎的容量减小到2.5 L和机械增压引擎的容量限制至750 cc。没有引擎制造商为车队制造增压引擎。印第安纳波利斯500继续使用旧的战前引擎规则，功率高达 290 hp（216 kW）。

1961–1965[编辑]

保时捷 804（英语：Porsche 804）有一个风扇来冷却气冷式引擎

1961年新的1.5 L引擎规格在一些批评中推出，新规格好像每支团队和制造商从前置引擎转向使用中置引擎一样。尽管最初新规格引擎动力不足，但到1965年，新规格引擎的平均功率增加了近50%，单圈时间比1960年时更快。旧的2.5 L规格一直被保留用于国际方程赛车比赛，但这并没有取得多大成功。使用1.5 L引擎的赛车是这段时间欧洲最快的单座赛车，引擎功率范围在150 hp（112 kW）和225 hp（168 kW）之间。

1968年BRM H16 64气门一级方程赛车引擎

1966至1986年[编辑]

考斯沃斯DFV 3.0 LV8引擎
雷诺1.5 L涡轮引擎

1966年，由于跑车拥有更大、更强的引擎，能够超越一级方程赛车，国际汽联将引擎容量增加到3.0 L（纽可门蒸汽机）和1.5升（压缩引擎）。[19]尽管一些引擎制造商一直在呼吁使用更大容量的发动机，但并不顺利，1966年是过渡的一年，有几家新引擎制造商使用了2.0 L BRM和考文垂-顶点V8引擎。1967年量产的考斯沃斯DFV的出现使小型引擎制造商可以使用内部设计的车架加入一级方程赛车。1960年首次允许在引擎上使用压缩机，但直到1977年才有一家公司真正有资金和兴趣建造一台。当时雷诺在当年的英国大奖赛上首次推出了他们新的Gordini V6涡轮增压引擎。与自然吸气的考斯沃斯DFV、法拉利和爱快罗密欧引擎相比，Gordini V6涡轮增压引擎具有相当大的马力优势。到1980年代初，雷诺已经证明试用涡轮增压引擎是保持一级方程赛车竞争力的唯一出路，尤其是在卡亚拉米和若泽·卡洛斯·帕塞赛道等高海拔赛道。法拉利在1981年推出了他们全新的V6涡轮增压发动机，之后布拉汉姆老板伯尼·埃克莱斯顿设法说服宝马从1982年开始为他的车队制造直列四缸涡轮增压引擎。 1983年，爱快罗密欧推出了V8涡轮增压引擎。到那年年底，本田和保时捷推出了自己的V6涡轮增压引擎（后者命名为TAG）。考斯沃斯和意大利现代汽车（英语：Motori Moderni）公司也在1980年代制造了V6涡轮增压发动机，而哈特赛车引擎（英语：Hart Racing Engines）制造了他们自己的直列四缸涡轮增压引擎。到1985年中期，每辆一级方程赛车都配备了涡轮增压发动机。宝马的直列四缸涡轮增压引擎宝马 M12（英语：M12/13），在排位赛提升超过5 bar时能产生1,400—1,500匹马力（1,040—1,120千瓦特）左右的引擎功率，但在正赛时引擎功率被下调至大约850—900匹马力（630—670千瓦特）。它为1983年（英语：1983 Formula One World Championship）的布拉汉姆BT52（英语：Brabham BT52）提供动力，尼尔森·皮奎特赢得了当年的车手冠军。[20]到1986年，引擎功率数据达到了前所未有的水平，所有引擎在排位赛期间都达到了超过1,000 hp（750 kW）的引擎功率，这在贝纳通车队赛车上的宝马引擎中尤为明显。在排位赛期间，它在5.5 bar的增压压力下达到了约1,400 hp（1,040 kW）的引擎功率。然而，由于引擎强大的动力，使发动机和牙箱变得非常不可靠，只能在比赛中持续行驶大约四圈。在比赛中，涡轮增压器的增压受到限制，以确保发动机的可靠性；但是引擎在比赛中仍然能产生850—1,000 hp（630—750 kW）的引擎功率。从1966年到1986年引擎动力范围在285 hp（210 kW）到500 hp（370 kW）之间，涡轮增压能产生500 hp（370 kW）至900 hp（670 kW）。在比赛和排位赛中，最高引擎功率达到1,400 hp（1,040 kW）。1971年，莲花根据他们在印第安纳波利斯500的经验，使用安装在车架上，由四轮驱动的普惠公司涡轮机进行了一些不成功的试验。[21]

1987至1988年[编辑]

涡轮增压统治时代过后，它在被封禁前还继续被车队使用了两年。在1987年，国际汽联规定排位赛中1.5 L涡轮增压引擎增压压力限制为4 bar，并允许3.5 L自然进气引擎。尽管如此，涡轮增压发动机仍然统治赛场，本田RA167E V6引擎协助尼尔森·皮奎特和威廉姆斯赢得了1987年的车手及车队冠军。紧随其后的车队全都使用了涡轮增压发动机。第二名的迈凯伦使用TAG-保时捷P01 V6引擎，第三名的莲花使用本田RA167E V6引擎，第四名的法拉利使用自家生产的033D V6引擎。

一台1988年的本田RA168E V6涡轮增压发动机

第五名的贝纳通使用福特GBA V6涡轮增压发动机提供动力。只有一些下游的车队，例如泰瑞尔、劳拉（英语：Lola Racing Cars）、AGS（英语：Automobiles Gonfaronnaises Sportives）、马治（英语：March Engineering）和科隆尼（英语：Enzo Coloni Racing Car Systems）使用由福特DFV改良而成，输出575 hp（429 kW）的福特-考斯沃夫DFZ 3.5 L V8​​自然吸气发动机 。[22]强大的宝马 M12/13直列四缸发动机几乎是水平地摆放在布拉汉姆BT55（英语：Brabham BT55）中，而在飞箭车队和利吉娅车队（英语：Equipe Ligier）的赛车上则是直立摆放。宝马 M12/13在比赛中增压至3.8 bar时能产生900 bhp（670 kW），以及在排位赛增压至5.5 bar时能产生令人难以置信的1,400—1,500 bhp（1,040—1,120 kW） 。[23]Zakspeed使用自家研发的涡轮增压直列四缸发动机，奥塞拉使用阿尔法·罗密欧890T V8涡轮增压引擎。

在1988年（英语：1988 Formula One World Championship），六支车队：迈凯伦、法拉利、莲花、飞箭、奥塞拉和Zakspeed继续使用涡轮增压发动机，国际汽联再度下调排位赛中1.5 L涡轮增压引擎增压压力限制至2.5 bar。为迈凯伦MP4/4（英语：McLaren MP4/4）提供动力的本田RA168E V6涡轮增压发动机，在排位赛中达到12,300 rpm时能产生685 hp（511 kW），[24]它协助艾尔顿·塞纳和阿兰·普罗斯特赢得了赛季16场比赛中的15场。[25]意大利大奖赛由格哈德·贝格尔驾驶使用法拉利033E V6涡轮增压发动机的法拉利F1/87/88C（英语：Ferrari F1/87）赢得，引擎在排位赛中达到12,000 rpm时能输出大约620 hp（462 kW）、。[26]本田还为莲花100T（英语：Lotus 100T）提供动力，飞箭继续使用重新命名为Megatron的宝马涡轮增压引擎，奥塞拉继续使用重新命名为Osella的阿尔法·罗密欧V8涡轮增压引擎，Zakspeed继续使用他们自家研发的涡轮增压直列四缸发动机。其他车队都使用自然吸气3.5 L V8​​发动机：贝纳通使用考斯沃夫DFR，在11,000 rpm是能输出585 hp（436 kW）；[27]威廉姆斯、马治和利吉娅则使用能够产生600 hp（447 kW）的贾德（英语：Judd (engine)）CV；[28]剩余车队则使用前一年，能够产生575 hp（429 kW）的考斯沃夫DFZ。

1989至1994年[编辑]

1989年（英语：1989 Formula One World Championship），国际汽联禁止赛车使用涡轮增压器，只能使用3.5 L自然吸气引擎。[29]尽管如此，迈凯伦仍然凭借赛车上的本田RA109E 72°V10引擎夺得车队冠军，使阿兰·普罗斯特能够击败队友艾尔顿·塞纳，夺得1989年车手世界冠军。[30]RA109E在13,500 rpm时能输出685 hp（511 kW）。[31]屈居亚军的是使用雷诺RS1 67° V10引擎的威廉姆斯，RS1在12,500 rpm时能输出650 hp（485 kW）。[32]第三名的法拉利使用自家研发的035/5 65°V12引擎，在13,000 rpm时能输出660 hp（492 kW）。[33]剩余大部分的车队都使用考斯沃斯DFR V8引擎，在10,750 rpm时能输出620 hp（462 kW）。[34]莲花、布拉汉姆和EuroBrun（英语：EuroBrun）则使用贾德CV V8引擎。劳拉（英语：Lola Racing Cars）使用蓝宝基尼3512 80°V12引擎，以及Zakspeed车队使用山叶OX88 75°V8引擎。[35][36]贝纳通使用福特新设计的HBA1 75°V8引擎。[37]

1990年生命车队（英语：Life F1）赛车上的3.5 L W12一级方程引擎

1990年（英语：1990 Formula One World Championship），迈凯伦再次夺得车队世界冠军，赛车上的本田RA100E在13,500 rpm时能输出690 hp（515 kW）。[31]亚军的是法拉利，他们自家研发的Tipo 036在12,750 rpm时能输出680 hp（507 kW）。[38]紧随其后的是贝纳通和威廉姆斯，他们分别使用福特HBA4和雷诺RS2。HBA4在13,000 rpm是能输出650 hp（485 kW），[39]RS2在12,800 rpm时能输出660 hp（492 kW）。[32]剩余大部分的车队都使用福特DFR和贾德CV，[40]除了莲花和劳拉车队使用蓝宝基尼3512，以及布拉汉姆和莱顿豪斯车队（英语：Leyton House Racing）使用贾德EV 76°V8引擎，在12,500 rpm时能输出640 hp（477 kW）。[41]生命车队（英语：Life F1）使用自家制造F35 W12引擎，另一支车队科隆尼（英语：Enzo Coloni Racing Car Systems）使用Subaru提供的1235 flat-12。[42]

1991年本田RA121E V12引擎

1991年（英语：1991 Formula One World Championship），本田继续称霸赛场。使用本田RA121E 60°V12引擎的迈凯伦连续第四个赛季成为车队世界冠军，RA121E在13,500-14,500 rpm时能输出725—780 hp（541—582 kW）。[43]屈居亚军的威廉姆斯使用雷诺RS3，RS3在12,500–13,000 rpm时能输出700—750 hp（520—560 kW）。[32]法拉利在1991年只获得季军，他们继续使用自家研发的引擎。新的Tipo 037 65°V12引擎在13,800 rpm时能输出710 hp（529 kW），米纳尔迪车队也转用法拉利的引擎。[44]第四和第五名的贝纳通和乔丹车队使用福特HBA4/5/6。[45]泰瑞尔车队使用本田RA109E，莲花使用贾德推出的全新GV引擎，布拉汉姆使用能输出660 hp（492 kW）的山叶OX99 70°V12引擎，摩德纳（英语：Modena (racing team)）和利吉娅车队（英语：Equipe Ligier）使用蓝宝基尼引擎。[46]莱顿豪斯车队使用伊摩（英语：Ilmor）研发的LH10 V10引擎，LH10在13,000 rpm能输出680 hp（507 kW）。[47]其后伊摩被马赛地收购，更名为马赛地-伊摩。[48]步法飞箭车队（英语：Footwork Arrows）使用保时捷3512 V12引擎，剩余的车队都使用福特DFR。[49]

到了1992年（英语：1992 Formula One World Championship），雷诺引擎从本田手中抢过王者地位。本田在1992年底退出一级方程。[50]在3.5 L自然吸气引擎时代末期（1992至1994年），威廉姆斯赛车上的雷诺3.5 L V10引擎在13,000–14,300 rpm时能输出750—820 bhp（559—611 kW；760—831 PS）。[32]威廉姆斯赢得了3.5 L自然吸气引擎时代的最后三届车队世界冠军。[51]

1994年，迈凯伦从使用福特引擎转向使用标致A4 V10引擎，赛季初引擎在14,250 rpm时能输出700 bhp（522 kW；710 PS）。迈凯伦在赛季后段使用马力更高的进化版——A6，它在14,500 rpm时能输出760 bhp（567 kW；771 PS）。[52]赛季的车手世界冠军得主迈克·舒马克所属的贝纳通车队使用福特-考斯沃斯EC Zetec-R V8引擎，在14,500 rpm时能产生730—750 bhp（544—559 kW；740—760 PS）[53]赛季末段，法拉利Tipo 043V12引擎在15,800 rpm时能够输出850 hp（634 kW），[54]成为迄今为止在一级方程中马力最高的自然吸气V12引擎，也是3.5 L自然吸气引擎时代中马力最高的引擎。[55]

1994年法拉利Tipo 043 3.5升V12引擎是一级方程历史上马力最高的3.5升引擎

1995至2005年[编辑]

法拉利044/1型3.0升V12 F1发动机（1995年）
法拉利 F2004的法拉利053 V10发动机

这个时代使用3.0 L排量的引擎，功率范围在600 hp（447 kW）至1,000 hp（746 kW）之间（取决于发动机设置），转速在13,000 rpm到20,000 rpm之间，引擎有8到12个气缸。[56]尽管排气量从3.5 L减少至3.0 L，但功率和RPM仍然不断攀升。雷诺是1995年至1997年间作为发动机供应商主导了一级方程，他们在这个时代与威廉姆斯和贝纳通一起赢得了三个世界冠军。[57]1995年获得冠军的贝纳通B195（英语：Benetton B195）在15,200 rpm时能输出了675 hp（503.3 kW），而1996年获得冠军的威廉姆斯FW18（英语：Williams FW18）在16,000 rpm时输出700 hp（522.0 kW）；两者都使用的雷诺RS9（英语：Renault RS engine） 3.0 L V10引擎。[58][59]1997年夺冠的威廉姆斯FW19（英语：Williams FW19）使用雷诺RS9B3.0 L V10引擎，在16,000 rpm时输出730—760 hp（544.4—566.7 kW）。[60]法拉利在1995年使用的最后一个V12引擎——Tipo 044/1（英语：Ferrari 412 T2）。[61]引擎的设计在很大程度上受到了FIA在前一年的可怕事件之后实施的重大规则变化影响：V12引擎从3.5升减少到3.0升。[56]3.0升发动机在比赛达到17,000 rpm产生约700匹马力（522千瓦；但据报导，在排位赛时，它能够产生高达760匹马力（567千瓦）的功率。[62]在1995年至2000年期间，使用3.0 L排量引擎的赛车能产生600 hp至815 hp（取决于发动机类型和调较）。[63]在1997年赛季，大多数一级方程赛车都能轻松地产生665—760 hp（495.9—566.7 kW），具体功率输出取决于是V8或还是V10引擎。[64]从1998年到2000年，马赛地主导了一级方程，他们让迈克尔·哈基宁获得了两次世界冠军。1999年的迈凯伦MP4/14（英语：McLaren MP4/14）在17,000 rpm转速下产生约785到810匹马力。[65][66]法拉利也逐渐改进了他们的引擎。在1996年世界一级方程锦标赛，他们从传统的V12引擎改为使用更小更轻的V10引擎。[67]他们更偏向增强可靠性而不是动力，因此最初在动力方面较马赛地低。法拉利的第一台V10发动机于1996年生产，在15,550 rpm时能产生715 hp（533 kW），[68]与他们最强大的 3.5 L V12引擎（1994年）在15,800 rpm时能产生超过830 hp（619 kW）相比，V10动力较低，但与3.0 L V12引擎（1995 年）在17,000 rpm时产生700 hp（522 kW）比较，动力较高。[69][70]在1998年日本大奖赛（英语：1998 Japanese Grand Prix）上，据说法拉利047D发动机产生了超过800 bhp（600 kW）。[71][72]为了降低成本，所有赛车在2000年及以后必须使用3.0 L V10发动机，这样发动机制造商就不会继续研发。[73]

宝马从2000年开始向威廉姆斯供应发动机。[74]引擎在第一个赛季非常可靠，但与法拉利和马赛地的发动机相比，动力略显不足。[75]2000年使用宝马 E41（英语：BMW E41 / P80 engine）的威廉姆斯FW22（英语：Williams FW22）在17,500 rpm时产生了大约810匹马力。[76]宝马继续开发新引擎，在 2001赛季使用的P81能够达到17,810 rpm。不幸的是，引擎可靠性是一个大问题，它在赛季中发生了几次故障。[77]

2002年威廉姆斯车队使用的发动机——宝马 P82能达到了19,050 rpm。[78]在2002年意大利大奖赛的排位赛中，它也是3.0升V10引擎时代第一个突破19,000 rpm的引擎。[79]宝马在2003赛季使用的P83发动机达到了令人难以想像的19,200 rpm，并能产生940 bhp，而只重不到200磅（91千克）。[80][81]本田RA003E V10引擎（英语：Honda V10 engine）在2003年加拿大大奖赛上也突破了900 bhp（670 kW）。[82]

2005年，3.0 L V10发动机每缸可以使用不超过五个气门。[83]此外，国际汽联引入了新规定，限制每辆赛车每两个大奖赛周末只能使用一台发动机，强调提高可靠性。[84]尽管如此，功率输出仍继续上升。马赛地发动机在赛季中能达到930 bhp（690 kW），考斯沃斯、马赛地、雷诺和法拉利发动机均在19,000 rpm时输出900 bhp（670 kW）到940 bhp（700 kW），[85]本田引擎甚至能达到965 bhp（720 kW），[86][87] 宝马引擎也能达到950 bhp（710 kW）。[88][89]据丰田车队的执行副总裁木下义明说，丰田引擎的功率超过1,000 bhp（750 kW），[90]但是由于要保持可靠性和延续引擎寿命，引擎的功率在比赛中会被下调至960 bhp（720 kW）左右。[91]

2006至2013年[编辑]

2006年，引擎必须为90°2.4升V8发动机，最大圆孔为98 mm（3.9英寸），意味着最大行程直径达到39.8 mm（1.57英寸）。发动机每个气缸必须有两个进气和两个排气阀门，引擎必须是自然进气并且最小重95千克（209磅）。国际汽联资金较少的车队可以选择保留V10引擎，但需要装上转限速制器（英语：rev limiter）以保持公平。[92]唯一选择此选项的车队是红牛第二车队。[93]在红牛收购米纳尔迪后，红牛第二车队在2006年和2007年使用考斯沃夫V10参赛。[94]2006年拥有一级方程赛车历史上最高的转限速制，达到20,000 rpm。[95]在2007年对所有车队实施19,000 rpm强制转限速制之前，考斯沃斯的V8引擎能够达到20,000 rpm，[96]雷诺能够达到20,500 rpm。本田也能达到，但仅在测功机上。

FIA还对2.4L V8发动机引入了进一步的技术限制，例如禁止可变进气阀门，以防止车队过快达到更高的转速和马力。[97]每个气缸只能有一个燃料喷射装置和一个插头进行火花点火。单独的启动装置用于在维修区和发车区中启动发动机。曲轴箱和气缸体必须由铸造或锻造铝合金制成。曲轴和凸轮轴必须由铁合金制成，活塞则由铝合金制成，阀门由铁、镍、钴或钛组成的合金制成。这些限制是为了降低发动机的开发成本。[98]

容量的减少使发动机功率从3升发动机降低约20%，以降低一级方程赛车的速度。[97]尽管如此，在许多情况下，赛车的性能还是有所提高。2006年丰田宣布其新的RVX-06发动机在18,000 rpm时能达到约740 hp（552 kW）的马力输出，[99]但实际数字当然很难获得。这一时期（2006年至2008年）的大多数赛车在19,000 rpm（2006年超过20,000 rpm）时能产生大约720到800匹马力的常规功率输出。[100]

引擎规格在2007年被冻结，以降低开发成本。用于2006年日本大奖赛的发动机必须继续用于2007和2008赛季，并把转限速制在19,000 rpm。[101]2009年，转限速制降至18,000 rpm，每位车手在本赛季最多可使用8台发动机。任何需要额外引擎的车手在使用引擎的第一场比赛中将被罚退十位。[102]这增加了可靠性的重要性，尽管这种效果只在赛季结束时才能看到。某些旨在提高发动机可靠性的设计变更可以在国际汽联的许可下进行。导致一些发动机制造商，尤其是法拉利和马赛地，通过进行设计更改，不仅提高了可靠性，还因而提高了发动机功率输出。由于马赛地发动机被证明是最强的，国际汽联允许重新平衡发动机功率，以允许其他制造商追上马赛地。[103]

2009年，本田退出了一级方程。[104]车队被罗斯·布朗收购，他成立了布朗车队和设计了BGP 001。[105]由于无法使用本田的引擎，布朗车队改为使用马赛地引擎。[106]布朗车队从更知名和更成熟的竞争者法拉利、迈凯伦-马赛地和雷诺手中赢得了车队冠军和车手冠军。[107] How are you how are you 考斯沃斯自2006年后退出一级方程，并于2010年回归。[108]新车队莲花F1、伊斯巴尼亚和维珍以及老牌车队威廉姆斯使用了考斯沃斯的引擎。[109]两家引擎制造商宝马和丰田因为经济大衰退而退出了一级方程。[110]

2009年，国际汽联允许车队使用动能回收系统（KERS），也称为再生制动系统。[111]动能回收系统统旨在减少在制动过程中转化为废热的动能，将其转化为有用的形式（例如飞轮中的能量），然后传送回引擎以提升动力。然而，与自动储存和释放能量的公路汽车动能回收系统不同，能量只有在车手按下按钮时才会释放，并且可以使用长达​​6.5秒，能够额外提供400 kJ和60 kW（80 hp）。[112]四支车队在2009赛季途中使用了它，分别有法拉利、雷诺、宝马和迈凯伦。[113]

因为一级方程车队协会集体同意在2010赛季不使用KERS，所以KERS没有在2010赛季中出现。[114]KERS在2011赛季回归，然而，伊斯巴尼亚车队、维珍车队和莲花车队选择不在2011赛季中使用KERS。[115]2012赛季，只有玛鲁西亚和伊斯巴尼亚没有使用KERS，[116][117]2013年所有参赛车队都有KERS。[118]从2010年到2013年，赛车动力单元的功率为700-800 hp，在18,000 rpm时的平均功率约为750 hp。[119][120]

2014至2021年[编辑]

国际汽联宣布，从2014年赛季开始，所有车队将使用1.6升涡轮增压V6引擎，以代替此前8个赛季所使用的2.4升V8引擎。[121]新规则允许使用动能和热能能量回收系统，增压器也被允许使用，规则没有限制增压水平，但加入了最大每小时100公斤汽油的燃油流量限制。[122]由于新增转速下限（15,000 rpm）和涡轮增压器，引擎声音听起来非常不同。虽然允许使用增压器，但所有引擎制造商都选择使用涡轮增压器。[123]

自1988年（英语：1988 Formula One World Championship）以来一级方程赛车引擎再次使用涡轮增压技术。引擎通过从尾气中回收能量提高了效率。[124]最初提议使用四缸涡轮增压发动机时并未受到一众车队欢迎，尤其是法拉利。车队与国际汽联达成协议，改为使用V6涡轮增压发动机。[124]由于新的燃油流量限制，发动机在排位赛和比赛期间很少超过12,000 rpm。[125]

KERS等能量回收系统提高了160 hp（120 kW）和每圈2兆焦耳。KERS更名为MGU-K。[126]热能回收系统也被允许使用，名为MGU-H。[127]

2015年大多数发动机对比2014年增加了大约30-50匹马力（20-40千瓦），马赛地发动机是最强大的，达到870匹马力（649千瓦）。2019年，雷诺的发动机据称在排位赛时达到了1,000匹马力。[128]

在上一个时代的引擎制造商中，只有马赛地、法拉利和雷诺在2014年为制造1.6升涡轮增压V6引擎，而考斯沃斯则停止供应发动机。[129]本田在2015年回归成为引擎制造商，而迈凯伦则从使用马赛地引擎转向使用本田的引擎。[130]2019年，红牛从使用雷诺发动机转向使用本田动力。[131]本田为红牛和阿尔法托利车队供应引擎。[132]本田将于2021年年底退出一级方程赛车，红牛接管该项目并在内部生产发动机。[133]

2022年及以后[编辑]

2017年，国际汽联开始与现有的引擎制造商和潜在的新引擎制造商就下一代引擎规格进行谈判。新规格预计在2021年推出，但由于2019冠状病毒病疫情而被推迟。[134]最初的提案旨在简化引擎设计、削减成本、吸引新引擎制造商并解决当代发动机的批评。提案保留了1.6 L V6引擎，但放弃了复杂的热能电动发电机组（MGU-H）系统。[135]动能电机发电机组（MGU-K）将变得更加强大，更要求车手需要有效率地使用能量和让战术变得更灵活。提案还呼吁引入标准化组件和设计参数，以使所有制造商生产的组件相互兼容。[135]提案也提出了允许赛车使用四轮驱动的进一步建议，前轮由MGU-K单元驱动，与传统的驱动轴，MGU-K独立为后桥提供动力不同，设计参考了保时捷为919 Hybrid（英语：Porsche 919 Hybrid）赛车开发的系统。[136][137]

然而，主要因为没有引擎供应商申请在2021年或2022年进入一级方程，所以取消MGU-H、引入更强大的MGU-K和四轮驱动系统等都被搁置，并有可能在2026年重新推出。相反，车队和国际汽车联合会同意彻底对车身和车架的空气动力学进行改变，旨在降低跟车以及超车难度，使比赛更加精彩。[138]车队进一步同意将燃料中的酒精含量从5.75%提高到10%，并在2022至2025年冻结动力单元研发，内燃机引擎（ICE）、涡轮增压器（TC）和MGU-H将于3月1日被冻结；能量存储（ES）、MGU-K和控制电子设备（CE）在2022年的9月1日被冻结。[139]在2021年后不再是引擎制造商的本田热衷于保留MGU-H，接管本田引擎生产的红牛动力支持这一观点。[140]四轮驱动系统计划是基于保时捷为919 Hybrid（英语：Porsche 919 Hybrid）赛车开发的系统而设计的，[136]但保时捷最终没有成为2021至2022年的一级方程赛车引擎供应商。[141]

不同年代的引擎规格[编辑]

年份 工作原理[a] 最大排量 规格 RPM限制 燃油流量限制（Qmax） 燃油成分
自然进气 涡轮增压 酒精 汽油
2022至2025年[b][142] 四冲程活塞   1.6 L[c] 90° V6+MGU 不受限制[d] （0.009 x rpm）+5.5
高达100公斤每小时[e] 		10%[f] 无铅
2014至2021年[b] 1.6 L[g] 15,000 rpm[d] 5.75%[h]
2009至2013年[i] 2.4 L 禁止 90° V8+KERS 18,000 rpm 不受限制
2008年 90° V8 19,000 rpm
2007年[j] 禁止
2006年[j][147] 不受限制[148]
2000至2005年 3.0 L V10
1995至1999年 多达12个气缸
1992至1994年 3.5 L
1989至1991年 不受限制
1988年 1.5 L、2.5 bar 不受限制
1987年 1.5 L、4 bar
1986年 禁止 1.5 L
1981至1985年 3.0 L
1966至1980年 未指定
1963至1965年 1.5 L
（最低1.3 L） 		禁止 泵用汽油[149]
1961至1962年 不受限制
1958至1960年 2.5 L 0.75 L
1954至1957年 不受限制
1947至1953年[k] 4.5 L 1.5 L

备注：

  1. ^ 两冲程、燃气涡轮发动机等。
  2. ^ 2.0 2.1 允许使用MGU-K（制动电能发电机组）和MGU-H（排气）能量回收系统。
  3. ^ 排量必须在1,590cc和1,600cc之间。不禁止使用自然吸气发动机。增压压力不受限制。
  4. ^ 4.0 4.1 由于规则限制燃油流量不能超过100公斤/小时，在这个流速下，增加转速需要更低的增压或更薄的空燃比，因此引擎制造商通常将发动机最高转限速制在13,000 rpm左右。[7]
  5. ^ 最大燃油流量（Q）受限于低于10,500 rpm的发动机转速。在10,500 rpm或以上时，适用的最大燃油流量为100公斤每小时。
  6. ^ 泵用汽油中需要含有10%的乙醇。
  7. ^ 自然吸气发动机没有被禁止，但没有被任何车队使用。增压压力不受限制，但燃油流量（2013年之前未规定）限制为每小时 100 kg。[143][144]
  8. ^ 泵用石油中需要含有5.75%的生物源酒精。
  9. ^ 国际汽联允许赛车使用动能回收系统（KERS）。
  10. ^ 10.0 10.1 在2006年和2007年，国际汽联对无法使用新规格发动机的车队给予特殊豁免，资金较少的车队可以选择保留V10引擎，但需要装上转限速制器（英语：rev limiter）以保持公平。[145]唯一选择此选项的车队是红牛第二车队。[146]
  11. ^ 1952年和1953年，世界锦标赛按照二级方程规则进行（0.75 L有压缩机，2 L没有），但一级方程规则保持不变。

现在的引擎规格[编辑]

基本资料[编辑]

增压器[编辑]

  • 涡轮增压器重量：8千克（17.637磅）（取决于​​涡轮机的​​外壳）
  • 涡轮增压器转速上限：125,000 rpm
  • 增压方法：共轴单级压缩机和排气涡轮
  • 涡轮增压水平压力：无限但通常是400—500 kPa（58—73 psi；3,000—3,800 Torr；120—150 inHg）
  • 排气阀门：最多两个，由电力或气动控制

能量回收系统[编辑]

  • 动能回收系统的每分钟转速：最高50,000 rpm
  • 动能回收系统的动力：最高120 kW
  • 动能回收系统所回收的能量：每圈最高2 MJ
  • 动能回收系统所释放的能量：每圈最高4 MJ
  • 热能回收系统的每分钟转速：超过100,000 rpm
  • 热能回收系统所回收的能量：无限（每圈超过2 MJ）

2026年新引擎规格框架[编辑]

国际汽联世界汽车运动理事会于2021年12月15日召开了2021年的第四次也是最后一次会议。[151]在这次会议期间，他们决定了2026年一级方程赛车引擎规格的框架。新引擎的主要目标是使用可持续的和环保的燃料，降低引擎研发成本，并且让一级方程赛车的竞争环境变得公平，以确保新旧车队都能够参与竞争世界冠军的过程，不会有车队实力落后太多的情况出现。[152]

最终确定的2026年新引擎规格将包含以下四个因素：[153]

  • 继续使用1.6升V6引擎
  • 将电池提供的动力增加到350 kW
  • 不再使用热能回收系统（MGU-H）
  • 引入引擎预算上限

未来新的引擎供应商[编辑]

2021年12月，奥迪向即将卸任的国际汽车联合会主席让·托德致函，表达他们打算在2026年加入一级方程赛车的意向。[154]2026年，一级方程赛车将会使用新的引擎规格，使一级方程赛车引擎变得更环保。[153]福士伟根集团正在考虑让奥迪和保时捷加入一级方程赛车。[155]

这将是自1991年（英语：1991 Formula One World Championship）以来保时捷首次尝试加入一级方程赛车。[156]

纪录[编辑]

以下数据截至2022年奥地利大奖赛

粗体代表参加2022年世界一级方程锦标赛的引擎制造商。

各引擎制造商的世界锦标赛大奖赛冠军[编辑]

排名 引擎制造商 大奖赛冠军 第一次夺冠 最后一次夺冠
1 法拉利 243 1951年英国大奖赛（英语：1951 British Grand Prix） 2022年奥地利大奖赛
2 马赛地 * 211 1954年法国大奖赛（英语：1954 French Grand Prix） 2021年沙特阿拉伯大奖赛
3 福特 ** 176 1967年荷兰大奖赛（英语：1967 Dutch Grand Prix） 2003年巴西大奖赛
4 雷诺 169 1979年法国大奖赛（英语：1979 French Grand Prix） 2021年匈牙利大奖赛
5 本田 89 1965年墨西哥大奖赛（英语：1965 Mexican Grand Prix） 2021年阿布扎比大奖赛
6 考文垂﹒顶点 40 1958年阿根廷大奖赛（英语：1958 Argentine Grand Prix） 1965年德国大奖赛（英语：1965 German Grand Prix）
7 TAG（英语：Techniques d'Avant Garde） *** 25 1984年巴西大奖赛（英语：1984 Brazilian Grand Prix） 1987年葡萄牙大奖赛（英语：1987 Portuguese Grand Prix）
8 宝马 20 1982年加拿大大奖赛（英语：1982 Canadian Grand Prix） 2008年加拿大大奖赛
9 BRM（英语：British Racing Motors） 18 1959年荷兰大奖赛（英语：1959 Dutch Grand Prix） 1972年摩纳哥大奖赛（英语：1972 Monaco Grand Prix）
10 阿尔法·罗密欧 12 1950年英国大奖赛（英语：1950 British Grand Prix） 1978年意大利大奖赛（英语：1978 Italian Grand Prix）
11 奥芬豪泽（英语：Offenhauser） 11 1950年印第安纳波利斯500（英语：1950 Indianapolis 500） **** 1960年印第安纳波利斯500（英语：1960 Indianapolis 500）
玛莎拉蒂 1953年意大利大奖赛（英语：1953 Italian Grand Prix） 1967年南非大奖赛（英语：1967 South African Grand Prix）
13 范沃尔（英语：Vanwall） 9 1957年英国大奖赛（英语：1957 British Grand Prix） 1958年摩洛哥大奖赛（英语：1958 Moroccan Grand Prix）
泰格豪雅 ***** 2016年西班牙大奖赛 2018年墨西哥大奖赛
15 雷普科（英语：Repco） 8 1966年法国大奖赛（英语：1966 French Grand Prix） 1967年加拿大大奖赛（英语：1967 Canadian Grand Prix）
16 红牛动力 7 2022年沙特阿拉伯大奖赛 2022年加拿大大奖赛
17 无限—本田 4 1996年摩纳哥大奖赛（英语：1996 Monaco Grand Prix） 1999年意大利大奖赛（英语：1999 Italian Grand Prix）
18 马特拉（英语：Equipe Matra Sports） 3 1977年瑞典大奖赛（英语：1977 Swedish Grand Prix） 1981年加拿大大奖赛（英语：1981 Canadian Grand Prix）
19 保时捷 1 1962年法国大奖赛（英语：1962 French Grand Prix）
韦斯莱克（英语：Weslake） 1967年比利时大奖赛（英语：1967 Belgian Grand Prix）
BWT马赛地 ****** 2020年萨基尔大奖赛

^ * 由伊摩（英语：Ilmor）于1997年至2005年间制造。

^ ** 由考斯沃斯制造。

^ *** 由保时捷制造。

^ **** 印第安纳波利斯500在1950至1960年间属于世界车手锦标赛中的一站。

^ ***** 由雷诺制造。

^ ****** 由马赛地制造。

单一赛季最多分站冠军[编辑]

分站冠军数[编辑]

排名 引擎制造商 赛季 比赛次数 分站冠军数 百分比 引擎 夺冠车队
1 马赛地 2016年 21 19 90.5% PU106C Hybrid 马赛地
2 雷诺 1995年 17 16 94.1% RS7 贝纳通，威廉姆斯
马赛地 2014年 19 84.2% PU106A Hybrid 马赛地
2015年 19 84.2% PU106B Hybrid 马赛地
5 福特 1973年（英语：1973 Formula One season） 15 15 100% DFV 莲花，泰瑞尔，迈凯伦
本田 1988年（英语：1988 Formula One World Championship） 16 93.8% RA168E 迈凯伦
法拉利 2002年 17 88.2% Tipo 050, Tipo 051 法拉利
2004年 18 83.3% Tipo 053 法拉利
马赛地 2019年 21 71.4% M10 EQ Power+ 马赛地
10 雷诺 2013年 19 14 73.7% RS27-2013 莲花，红牛

分站冠军比例[编辑]

排名 引擎制造商 赛季 比赛次数 分站冠军数 百分比 引擎 夺冠车队
1 福特 1969年（英语：1969 Formula One season） 11 11 100% DFV 莲花，泰瑞尔，迈凯伦，布拉汉姆
1973年（英语：1973 Formula One season） 15 15 DFV 莲花，泰瑞尔，迈凯伦
3 雷诺 1995年 17 16 94.1% RS7 贝纳通，威廉姆斯
4 本田 1988年（英语：1988 Formula One World Championship） 16 15 93.8% RA168E 迈凯伦
5 福特 1968年（英语：1983 Formula One season） 12 11 91.7% DFV 莲花，迈凯伦，马特拉（英语：Equipe Matra Sports）
6 马赛地 2016年 21 19 90.5% PU106C Hybrid 马赛地
7 法拉利 2002年 17 15 88.2% Tipo 050, Tipo 051 法拉利
8 法拉利* 1952年（英语：1952 Formula One season） 8 7 87.5% Tipo 500，Tipo 375 法拉利
9 阿尔法·罗密欧** 1950年 7 6 85.7% Tipo 158，Tipo 159 阿尔法·罗密欧
10 马赛地 2014年 19 16 84.2% PU106A Hybrid 马赛地
2015年 19 16 PU106B Hybrid 马赛地

*只有阿尔贝托·阿斯卡里驾驶法拉利参加了1952年印第安纳波利斯500（英语：1952 Indianapolis 500）。
**阿尔法·罗密欧没有参加1950年印第安纳波利斯500（英语：1950 Indianapolis 500）。

最长连胜记录[编辑]

排名 引擎制造商 连续分站冠军数 赛季 连胜分站 引擎 夺冠车队
1 福特 22 1972年（英语：1972 Formula One season）、1973年（英语：1973 Formula One season）、1974年（英语：1974 Formula One season） 1972年澳大利亚大奖赛（英语：1972 Austrian Grand Prix）–1974年南非大奖赛（英语：1974 South African Grand Prix） DFV 莲花，泰瑞尔，迈凯伦，布拉汉姆
2 福特 20 1968年（英语：1968 Formula One season）、1969年（英语：1969 Formula One season）、1970年（英语：1974 Formula One season） 1968年英国大奖赛（英语：1968 British Grand Prix）–1970年摩纳哥大奖赛（英语：1970 Monaco Grand Prix） DFV 莲花，马特拉（英语：Equipe Matra Sports），迈凯伦，布拉汉姆，马治（英语：March Engineering）
3 雷诺 16 1995年、1996年 1995年法国大奖赛（英语：1995 French Grand Prix）–1996年圣马力诺大奖赛（英语：1996 San Marino Grand Prix） RS7，RS8 贝纳通，威廉姆斯
4 本田 11 1988年（英语：1988 Formula One World Championship） 1988年巴西大奖赛（英语：1988 Brazilian Grand Prix）–1988年比利时大奖赛（英语：1988 Belgian Grand Prix） RA168E 迈凯伦
5 法拉利 10 2002年 2002年加拿大大奖赛–2002年日本大奖赛 Tipo 051 法拉利
马赛地 2015年、2016年 2015年日本大奖赛–2016年俄罗斯大奖赛 PU106B Hybrid，PU106C Hybrid 马赛地
2016年 2016年摩纳哥大奖赛–2016年新加坡大奖赛 PU106C Hybrid 马赛地
2018年、2019年 2018年巴西大奖赛–2019年法国大奖赛 M09 EQ Power+，M10 EQ Power+ 马赛地
9 福特 9 1980年、1981年（英语：1981 Formula One season） 1980年荷兰大奖赛（英语：1980 Dutch Grand Prix）–1981年比利时大奖赛（英语：1981 Belgian Grand Prix） DFV 布拉汉姆，威廉姆斯
雷诺 2013年 2013年比利时大奖赛–2013年巴西大奖赛 RS27-2013 红牛

参见[编辑]

参考资料[编辑]

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外部链接[编辑]

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