F1赛车发动机只有1. 6T为什么可以爆发出惊人的动力？

内燃机想要获得更大的马力，只要做到高转速、高增压、高压缩比即可，而F1的发动机则是将这三点做到了极致；更高的转速、更高的增压值、更高的压缩比令1.6T的动力单元爆发出六百匹左右的马力，当然如今1.6T动力单元是一套混动系统，剩余的300匹马力则是由电机Ers来实现；所以这套混动单元、内燃机部分输出功率在600匹马力左右！

就目前而言即便是民间改装机构、在不考虑机器寿命的条件下，将1.6T的机器升级到5、6百匹的状态也并非不可能，所以如今F1动力单元内燃机部分功率达到6、7百匹也不算夸张，至少对比当年2.4L v8自吸仅仅依靠转速拉出千匹马力容易的多，过去的2.4L自吸转速可以拉过两万转、而如今F1的1.6T动力单元转速被限制在1.50万转以内；而1.6T的机器利用高增压及这1.50万转的转速拉出6、7百匹的马力也并不离谱！

对于这些不考虑寿命的赛用机型而言、拉出很高的极限马力并不出奇，即便是民用1.6T发动机如果不考虑使用寿命，马力达到6、7百也不夸张，而F1动力单元的精髓在于、可以在超短的时间内把转速拉过万、从而实现在最短时间内爆发高功率，简单点说就是比赛没有那么多功夫拉高转速，所以转速攀升越迅猛、功率爆发的越快！

F1动力单元的缸径、行程比高达1.60，而大部分民用车缸径、行程比小于1.00，部分性能车的发动机缸径、行程比刚刚达到1.00；所以F1动力单元的活塞行程非常短、短到令人瞠目结舌的地步；如上图所示、这就是斯巴鲁研发的性能机fa20的缸径、行程参数，两者皆为86毫米、比值为一，该2.0L自吸发动机可以爆发出200匹的马力、升功率高达100P每升；这已经属于优秀性能发动机了；而1.6T的F1动力单元缸径为80毫米、而行程在53毫米左右，缸径活塞比达到了恐怖的1.60左右；而过去2.4L自吸比值更大，缸径98毫米、而行程为39.7毫米左右，缸径、行程比为2.50！

也正是由于拥有这超短的行程、F1的动力单元才能拉到1.50万这样的转速，即便是一款普通的2.0L自吸、拉到1.50万转，也能拉出接近于400p的马力，所以竞技发动机的精髓永远是高转速；转速够、什么样的马力拉不出来？因为功率的计算公式就是。。。

功率=（扭矩*转速）/9550

所以想提高功率要么增加扭矩、要么就拉高转速，拉高转速最简单的办法就是缩短行程（上段已经提到），而增加输出扭矩的方式也很容易理解、就是增加缸内平均有效压力，想提高平均有效压力的方式一般有两种，要么增加排量、要么上增压（包括机械、涡轮等），既然排量被限制在1.6L，所以F1的动力单元就选择上了涡轮增压器（电动涡轮、响应非常迅速而几乎无迟滞）；高增压、配合高转速，极大程度压缩了F1动力单元的寿命，它的平均寿命仅仅在1200千米左右、坚持两周比赛即可，所以F1机器厉害么？关键看怎么比，咱们民用机接近百万公里的使用寿命碾压F1！

F1动力单元另一大特色就是压缩比超高、达到了16，要知道在高增压机型运转时产生的高温及高压很容易导致爆震；一般而言那些民用性能发动机打高增压的同时、都是通过降低压缩比来抑制爆震的，比如奔驰2.0t的M133发动机可以爆发出四百匹的马力，但压缩比仅为8.40左右，就是为了避免爆震现象；德国人对于爆震的处理永远都是绕开，不从根源上去解决问题，而是通过降压缩比来缓解点火前过高的缸压与温度；但降低压缩比必然造成燃料、以及部分动力的损失！

所谓的爆震就是一次正常点燃、与混合气自燃的博弈，当火花塞跳火引燃周围混合气、逐渐向外传播是需要时间的，如果在火花外传过程中、外围混合气有余高温高压导致自燃，那么点燃火花自内向外、而自燃火花自外向内产生碰撞，碰撞的结果就是爆震（是不是有点共振的味道呢？），而F1动力单元高达16的压缩比是如何抑制爆震的？实际上这就是依赖湍流射流点火技术，实现了从单一着火点、向着密集火花喷射的过度！

湍流射流点火技术原理容易理解，燃油在喷射到燃烧室前、先喷射少量入预燃烧室，在预燃烧室内先进行少量燃油的引燃，之后预燃烧室内已经燃烧的高温混合气流会被推出、利用这足够高温的气流（火花）去引燃主燃烧室内更多的燃油；如果说传统的火花塞跳火、只是利用单一火点进行传播，那么这湍流射流技术就是利用预燃烧室内的无数火花进行喷射，所以在火花引燃油气的速度上要更快，换句话说只要抢在混合气自燃之前将其引燃，就可以很好的避免爆震，F1动力单元正是利用这项技术实现了高达16的压缩比！

总而言之F1动力单元之所以惊人，并非体现在它的功率上，1200千米的使用寿命、即便是家用1.6T发动机也能达到600p马力，所以牺牲寿命换来高功率挺正常的！F1的亮点在于它可以快速攀升的转速、高达16的压缩比、以及接近于50%的热效率；这些才是F1动力单元真正引以为傲的地方，赛车作为民用车的未开导向不仅仅是要做到更快，如今的环保意识已经深入了赛车领域，所以如今的F1采用涡轮、采用混动技术更是出于对环境的一种保护，而单看内燃机部分，1.6t爆发600p马力对比过去2.4L拉出千匹马力其实已经温和了许多！

F1赛车发动机只有1. 6T为什么可以爆发出惊人的动力？

F1赛车是有规则限制的，不然只要有相应技术储备、硬件支持、足够大的涡轮以及不计成本的投入理论上1.6T可以压榨出更强的动力，千匹马力只是规则限定下的标准。

这样做的好处一是降低了准入门槛，让一些在赛场上竞争力弱的车企减少了资金投入；二是避免各大车企之间无底线的攀比竞争，如果不计成本和规则合个车企的对动力的压榨一定是无底线的，最终大大增加投入甚至失去F1的精神而不计成本的研发和投入技术往往和民用车没半毛钱关系自然也起不到带领行业技术革新的作用；三是让F1上的一些顶尖技术和原理在民用车有一定的交集，最终让还是民用车得到实惠；四是FIA的规则也是不断更新的，F1也需要植入节能、环保的理念，新规则下F1也开始往混动方向发展。

说了一些相关知识只是让我们对F1有更客观的认识。F1是世界顶级方程式锦标赛它不是单纯的比速度，在极速背后可能是我们想不到的资金、技术储备和最前沿的技术创新支持。

FIA对F1动力的限制就近经过了三个阶段：第一阶最大排量3.0L，最大缸数10缸；第二阶段最大排量2.4L，最大缸数8缸；第三阶段也就是从2014年开始实行的最大排量1.6L以内，最大缸数6缸，也就是我们如今所看到的F1都采用1.6T+V6的动力核心。当然在10缸之前还有V12的引擎，只是年代久远不多赘述。

理论上：

• 从内燃机的原理上看，发动机的动力来源是燃油的燃烧爆炸产生的高温、高压驱使活塞上下周期运动从而带动曲轴旋转输出动力。那么很好理解，如果这台发动机的最大热效率一定那么它想要做更多的功就需要喷更多的油进行燃烧，不然不可能无中生有那么多动力（能量守恒没有原因）。所以，F1的油耗可以达到百公里50-60L，这也是F1能产生强大动力的根本源泉，不考虑油耗或者说对发动机的优化只注重性能而忽略油耗就是F1发动机的特点。
• 如果燃油不是问题，那么想要提高发动机的功率就需要从转速和扭矩上考虑。功率＝扭矩×转速/9550，从扭矩上入手肯定不切合实际，因为扭矩过大势必要增加行程，虽然在某一动态加速瞬间大的扭矩提供了较大的驱动力（或者说加速度），但增加扭矩增大行程后就不利于提升发动机的高转速功率。因为某一速度下行驶功率才是决定车辆加速和极速的恒定指标，而扭矩过大转速肯定就上不去这对于跑极速耐力赛的F1赛车来说可能半圈没到就被甩到最后了。而太大的扭矩完全就是浪费，因为F1本来才700-900公斤根本用不到，通过提高转速来压榨最大功率才是赛车追求的。所以F1的扭矩不需要太大但是转速一定要上去，因此提高转速成了实现其强大动力的方法。

• 如果燃油和转速、扭矩不是问题了剩下的就得通过换气（进排气）系统来优化继续压榨动力。正常情况发动机的进气和排气都不可能完全充分那么就搞个涡轮增压吧，涡轮增压的好处是不消耗发动机动力反而利用了部分废气能量，所以它可以继续提高发动机的输出功率。由于F1怠速都可以保持在5000-8000转，所以它的增压器都是大惯量的涡轮可提供5个大气压的增压压力（家用一般是1.5-2.5个大气压）。在保证了足够的进气密度后只需要使劲喷油让燃油充分燃烧就行了。对排气的优化肯定是降低背压和减小排气干涉对排气顺畅的影响，采用独立直排排气系统，什么三元催化、消音器之类不存在的。
• 如果以上都没问题了，下来就是提升发动机的热效率，通过提高压缩比、降低换气损失、降低摩擦、提高转化率等技术实现。如果热效率足够高说明燃烧相同的燃料就有更多的能量转化为有用功，那么如果多喷燃油发动机的功率上限也会相应提升。当然以上只是主要考虑方向，还有点火系统的改进也能有效提升功率，比如奔驰提出的“预燃烧”技术；配气正时和升程技术的优化也一定是最佳精度；喷油系统的设计也是为了更完全燃烧等等。

实际上：

如果要实现以上理论的条件，精度、技术、硬件材质、电控、高压等硬件的支持才是实现的基础。比如：

• 喷油精准、高压、雾化充分，因为应对的可能是15000转/分的频率，这对喷油硬件来说不光是精度和压力的考验，散热、耐高温、高压也是重中之重
• 高转速下散热和硬件强度是技术难题，需要匹配强大的散热系统和特殊合金材质制作的气缸、活塞（铝合金）、连杆（钛合金）机构等硬件机构
• 涡轮的质量、散热、润滑高效得不到保证分分钟趴窝
• 气道、油道、燃烧器形状、活塞设计、气门等等都需要尽最大可能减小阻力进行抛光处理或者特殊设计。
• 总之F1的发动机基本上是集最顶尖的发动机技术和顶级的硬件材质才能通过以上理论来实现动力输出最大化，排除研发成本单就发动机材质和制造成本就达到了12-15万美元而每一赛季大概会备100台引擎供车队使用。当然这还不是一劳永逸，一台F1赛车发动机的寿命只有3000-5000公里。

1.6T V6单缸排量0.267L，还是大缸径短行程的设计，只有不断的提升转速才能在单位时间内更换更多的新鲜空气参与燃烧。在增压的作用下氧气可以最大限度提高，而喷油往往也会加浓喷射以提高每个工况的功率输出，喷油多了、燃烧多了、做功也多了而只要硬件能承受就可以爆发出更多的动力。所以，对于F1引擎来说1.6T爆发个八九百匹也是稀松平常。

为何不搞千匹不是更厉害，因为FIA对发动机的寿命也有要求了，也就是一个赛季最多只能用三台发动机而一箱燃油也必须满足跑完此次圈数要求。所以混动和高热效率发动机才是现在F1的方向，强大的ERS不仅能回收动能、热能还可以提供动力输出，配合发动机也可以轻松超过1000匹并且降低了发动机油耗、提升了硬件耐用性。最终就是降低了成本，减少了资源浪费并且这些技术可能为民用车带来突破和实惠。

F1赛车发动机只有1. 6T为什么可以爆发出惊人的动力？

奔驰的A45，2.0T的四缸发动机就能爆发将近400匹马力，有人说这是民用2.0T的极限了。这话一点都没问题，民用发动机是在确保足够可靠性的前提下，尽可能压榨动力，奔驰A45的表现堪称当今科技的极限。但是如果不考虑这些客观因素，理论上只要足够有钱，别说2.0T了，1.6T都能给你上千匹马力，比如F1赛场。

今天我们就一起来认识一下，作为赛车界顶级存在的世界一级方程式，到底用了哪些黑科技让区区1.6的排量就做到了八九百皮的动力输出呢？

首先我们来简单了解一下F1发动机的规格，1.6L的排气量，V6涡轮增压， 为什么区区1.6排量的F1没有用一般家用车的四缸发动机而的选择V6呢？更多的气缸就像是干活时有更多的手，人多了干活自然快。

1.6T V6的发动机能让F1赛车极速达到370KM/H，在2.5秒左右就能完成零百的加速，这么短的时间也仅够你刚读完上一句话而已，而你却已经看不到F1赛车那夸张尺寸的尾翼了。

1. 极高的转速

一般家用车的极限转速都在7000转左右，再踩油门感觉发动机就要撑不住了，而5000转对于F1赛车而言也就是怠速而已。在全油门时的极限转速可以超过10000转，与公升级的摩托车不相上下。F1发动机之所以能达到这么高的转速，是因为F1的发动机都是短行程设计，活塞从上止点到下止点运动的路径变短了，相同的时间内活塞上下运动的次数自然就更多。

2.高喷油压力

既然发动机活塞运动的十分迅速，那么喷油也要跟得上，F1发动机的喷油压力也是一般家用车好几倍。国际汽联的规定，这个喷油压力被限定在500Bar左右，而发动机的工程师们自然选择无限靠近这个指标。

3. 油耗

不管是F1还是别的赛车，谈油耗简直就是可笑，赛车根本没有环保这么一说。F1更是如此，据资料显示，F1赛车每百公里烧掉的汽油可达60L左右，可能还要更多，而且是昂贵的赛车用油，跟我们家用车加的95/98可不是一回事。

4. 夸张的磨损

经常看F1赛事的朋友们都知道，一个赛季国际汽联都给每个车队可以使用的发动机数量进行了规定，这是因为F1的发动机因为不可思议的性能带来的是常人难以想象的磨损。一般达到一个公里数就需要更换整个发动机总成，费用但是也是老百姓难以想象的高昂。

5. 稀有材料

F1赛车车身的材料几乎都是用航空级别的标准，在民用车上都少见的碳纤维在F1上都是“边角料”的存在。而在一些关键部位，甚至用上钛合金等稀有金属，为的就是极致的轻量化和极端性能。

那么这么厉害的赛用发动机装到跑车上那会是一番什么景象？还别说，真的有人这么干了。奔驰的一款名为AMG Project One的跑车就这么极端，它使用的是F1梅赛德斯奔驰车队在2015赛季的同款发动机，额外的混合动力系统使得它的最大功率超740kW，不过因为诸多原因，这款车还没有进行及时的交付。

F1赛车发动机只有1. 6T为什么可以爆发出惊人的动力？

F1赛车因排量受到限制，1.6L的排量放在普通民用车里面都瞧不上眼，但这并不妨碍它能爆发出超强的动力。

为什么如此，有四个方面的原因：

1. F1发动机有着超高的转速。传统的汽油发动机最大功率点在5000rpm~8500rpm范围，但F1赛车在12000rpm。

超高转速意味着单位时间内做功频次很高，自然更能爆发出超强动力。F1仅用1.6T的发动机就可以产生出最大达750kW的动力，百公里加速仅为2.3秒，这些在一般民用车上是不敢想的。

2. 高转发动机实现的基础是更短的活塞行程，因此F1发动机的气缸数会多达6缸。除此外，F1发动机的燃油喷射压力可达500bar，而民用发动机才150~200bar，燃油雾化效果更好，更有利于动力的提升。

3. 我们知道物体质量越低，惯性越低，这样的设计有助于发动机发挥更大的动力。因此包括活塞、连杆、凸轮轴、曲轴等部件在不影响部件强度的情况下会使用更轻的铝铬合金。

当然，这种变态级别的转速会很伤发动机，因此会对发动机的强度要求很高。像最高转速时，活塞的加速力相当于8500G。

不过在此高强度的工作下，发动机的寿命会大打折扣。但这些显然不是F1赛车会去担心的问题。2014年以后，每个赛季每位车手可以使用4台发动机，在2013年以前这个数字是8台。不得不说F1赛车是一门烧钱的艺术。

4. 除了发动机层面，F1赛车因超轻的车重和优秀的空气动力学特性，保证了它能放肆挥洒动力。反观一些爆改后的改装车，即便装上了大马力发动机，也根本控不住。

F1赛车发动机只有1. 6T为什么可以爆发出惊人的动力？

1.6T爆发惊人的动力其实并不稀奇。现在F1的引擎是1.6T V6混合动力引擎，在FIA的限定下最大输出功率在900马力以上，这其实还是有很大保留的，理论上只要你的缸体够结实，你的增压值越高同样排量的发动机就可以压榨出更强大的动力，早在上世纪80年代F1比赛中1.5T的涡轮增压引擎就是和3.0升自吸发动机同场竞技的，1.5T的最高输出功率可以轻松突破1200马力，尤其在做排位成绩时调大增压值跑完一圈下来缸体直接更换。

而之所以说如今的F1动力还有所保留是因为规则和各种预算帽的限制，车队在赛季中对引擎的升级也要受到配额数限制。再加上取消掉赛中加油，轮胎衰竭导致的养生开法，现在的F1引擎爆缸的几率都少了很多，真的很怀念V10 3.0自吸18000转以上的F1引擎所拥有的魅力。

而且F1的强大并不仅仅在于它的直线速度，更主要的是强大的空气套件所带来的下压力，可以让F1在200km/h以上甚至超过300km/h的高速弯能承受达到5G的侧向加速度。引擎科技也在不断提升，但决定F1胜败远远不止引擎这一单一因素。

F1赛车发动机只有1. 6T为什么可以爆发出惊人的动力？

F1的发动机之所以能爆发出惊人的动力性是很多因素决定的，比如超高的压缩比、短行程大缸径的物理结构带来的高转速、高增压值等。

都说F1用的汽油和我们家用车的汽油成分上差不多，听起来似乎很一般，但F1的汽油个组分比例不同，其性能必然差别巨大。就像钢材，各种元素含量不同其性能和价格也是天上地下。F1赛车的油辛烷值很高，因此发动机可以使用很大的压缩比，压缩比大了热效率高，对动力提升有帮助。

F1发动机转速轻松上万，而家用车6000差不多就到红线转速了。之所以能达到那么高的转速主要得益于发动机大缸径短行程的物理结构。活塞行程短可以降低活塞运动时的惯量，实现更高频率的运动。就好比你打沙袋，用长拳打的话力量很足但是出拳频率很难提高，而你的拳头距离沙袋很近时再打就能打出很高的频率。F1发动机由于转速太高普通的气门弹簧已经无法满足需求，因为高转速下气门开闭频率极高，普通钢制弹簧无法承受如此高频率的运动，因此F1的发动机用的都是气压气门，利用气压控制气门关闭。

一般家用车增压压力也就0.6-0.8Bar左右，而F1的发动机增压压力最起码在3Bar以上。家用车发动机进入高转速区间后由于进气效率低导致输出扭矩下降，而F1的增压压力大，可以保证在高转速依然有很好的进气效率从而保证高转速的扭矩输出，高转速也有大扭矩那么功率自然就上来了。

F1是V6发动机，曲轴转过120度就有一个气缸做功，而我们普通的四缸发动机曲轴转过180度才有一个气缸工作，所以在转速起来后单位时间内V6发动机做功密度更高。就像两个拳击运动员，一定时间内一个人只能打6拳，而另一个人能打出8拳。

F1的发动机即便不拿来跑比赛只是装在1.6L的家用车上也很难用长久，因为其设计就是以性能为核心，F1跑几场比赛下来是要换发动机的，和性能相比寿命并不是重点，就像一个人豁出命去肯定要比正常人厉害。