一台1.6T发动机如何称霸F1 奔驰发动机解析

【太平洋汽车网技术频道】我先提两点对本文来说重要的，可能也是你知道的：1.奔驰F1车队已经在F1赛场上称霸了5年之久，也是进入F1混动动力时代唯一获得总冠军的F1车队。2.奔驰这款获得了车队5连冠所用的发动机是一款混合动力发动机外，它的排量比你的凯美瑞排量还低，它只有1.6T。你可能会有疑问：现在的F1都这么水了吗？1.6T都能跑了？首先这是FIA的规则要求，其次，呵！你可千万别小看一台1.6T混动发动机的潜力。

对赛车比较熟悉的朋友应该知道，这个公司是2005年被奔驰收购的，它的前身（被奔驰收购前）是Ilmor，最初是做印地赛车引擎的，上世纪90年代与梅赛德斯合作，代工向迈凯伦提供F1引擎。

一台1.6T发动机如何称霸F1 奔驰发动机解析

这台发动机是用在2017赛季奔驰W08赛车上，型号为M08 EQ power+。同时M08 EQ power+是turbo hybrid一代动力单元的第四次迭代机型。

一台1.6T发动机如何称霸F1 奔驰发动机解析

同时在热效率上，这款发动机在当时首次突破了50%的热效率，这已经是非常惊人的数字了。放在两年前来说，这有可能是当时有史以来效率最高的赛车引擎，对于今天民用车领域依然是个无法突破的。

一台1.6T发动机如何称霸F1 奔驰发动机解析

而提升热效率就是提升汽油的利用率，简单点来说提升热效率就是可以尽可能多地从燃料中获得更多有用的动力输出。奔驰W08赛车中这款发动机实现了50%的热效率，也就是说这台发动机有一半的燃料是在做有用功的，而不是更多地浪费在产生热量和噪音等无意义的事情上，目前我们民用发动机热效率绝大多数还在35%左右徘徊。

发动机

一台1.6T发动机如何称霸F1 奔驰发动机解析

内燃机（ICE）
容量	1.6L
气缸	六
V6夹角角度	90
阀门数量	24
最高转速ICE	15000rpm
最大燃油流量	100kg/h（10500rpm/min以上）
燃油喷射	高压直喷（最大500Bar，一个喷油器/气缸）
压力充电	共用轴上的单级压缩机和排气涡轮
最大转速排气涡轮机	125000rpm

一台1.6T发动机如何称霸F1 奔驰发动机解析

目前国际汽联通过限制赛车的燃油负载和平均燃油流速来对燃油进行严格的限制，所以为了提升发动机效率，奔驰在对混合气点燃这个问题上做了进一步的研究。众所周知，稀薄燃烧采用的是过量的空气与燃料混合，这个技术在目前国际汽联苛刻的燃油规则下非常有吸引力，因为它可以减少燃料的消耗。但是简单地减少燃料喷射，让空燃比过稀，会导致发动机出现爆震以及动力不足等问题，这当然是对于F1这种世界顶级赛事非常不友好的缺点了。

一台1.6T发动机如何称霸F1 奔驰发动机解析

“预燃烧室燃烧技术”的应用让1.6T发动机在最顶尖的汽车赛事的赛场上发光的重要技术，也是这个技术的加持，让这套动力单元达到了前所未有的效率水平。

一台1.6T发动机如何称霸F1 奔驰发动机解析

这个技术随后在2015年加拿大站开始被法拉利使用，2016年中期开始被雷诺使用，最后在2017年开始本田也开始使用了，这项技术也被外国媒体称之为“湍流喷射点火”。

奔驰F1发动机的火花塞并不是放置在燃烧室内，而是放在一个单独的预点火室中，喷油嘴会将97%的燃料喷射到气缸中，有3%的混合气被引入预点火室中，而火花塞只点燃预点火室这个微小范围内的3%的燃料，混合气被点燃后产生“火焰喷射”，再将剩下97%的燃料点燃，从而实现更完全的燃烧，最终带来的是更强大动力输出以及更高的效率。

也就是说我们可以简单地理解成湍流喷射点火用预点火室取代了火花塞传统的工作。

这个技术虽然原理简单，但却很难完美地把握好，例如喷油器设计、燃油混合物和ECU控制这些方面都对燃烧效果有至关重要的作用。尽管目前来说所有的车队都已经使用上湍流喷射点火这项技术了，但是引擎的动力表现还是有着比较大的差距，与这个技术是否完美应用或许有着一定的关系。

所以在这点上，一些车队为了抑制爆震，会在燃料中添加抗爆添加剂来改善爆震。

从上面的数据我们也可以看到，这款发动机可以达到15000转/分钟，所产生的输出约为700bhp（比赛期间，赛车的数据会根据不同赛道调校产生变化）。

由于在比赛周末，车队在排位赛和正赛中会需要不同的侧重，所以湍流喷射点火装置可以根据需要对针对效率或者动力进行调整。通过改变预点火室和主室之间的燃料比，可以改变性能以提供更好的经济性或更多的动力。

但要做到这一点，喷油器及其控制系统会非常复杂，因为单个喷油器需要将有输送到两个燃烧室，而且它还需要能够向两个燃烧室中的每个燃烧室输送不同数量的燃油，而不是通过常见的单个喷油器就能实现的。在2017年梅赛德斯AMG车队共夺得了13个杆位、11站的分站冠军以及其中有9个pole to win，可以看出这款动力单元早已经解决了对湍流喷射点火控制方面的问题。

ERS是什么？ERS就是现代混动F1动力单元上的电机系统的名称，ERS包括了两个系统，分别为动能回收系统（电机名称为MGU-K）和热能回收系统（电机名称为MGU-H），这两个系统与发动机相连，并与发动机协调工作。

当MGU-K电机反向工作的时候可以作为电机提供给行驶用，它可以提供最大161bhp。

MGU-H电机位于涡轮增压器的涡轮和叶轮之间，并与涡轮和叶轮机械连接，同时该电机布置于V6发动机V型夹角的中间，这样的布置使得整个发动机看起来更加紧凑。

当废气带动涡轮时，由于MGU-H电机与涡轮和压缩机同轴，所以在涡轮增压器工作的同时，还带动了MGU-H工作，并以此将发动机的热能转化电能。MGU-H所产生电能与MGU-K一样，也存储在电池中。在加速时，MGU-H还通过电能驱动压缩机来帮助涡轮增压器消除涡轮迟滞。

电池

锂离子电池的作用就是储存动能回收和热能回收的能量，并在必要的时候释放能量。这个锂电池组在比赛期间将会完全充放电70余次。

总结

这套动力单元不仅证明了奔驰车队在赛道上的实力，同时也证明了1.6T的发动机的潜力，依靠混动系统的帮助也让发动机的效率水平更上了一个台阶。如今汽车市场同样也进入了小排量涡轮增压时代，但这绝不对是速度与激情绝唱的时代。（图/文：太平洋汽车网迟东宁）

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