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F1赛车上的液压系统

发布: 2011-7-24 22:38 |  作者: 网络转载 |   来源: 网络 |  查看: 7972次

在现代技术中,液压系统也许不怎么耐人寻味。 最初,自古希腊时代起开始有了基础科学。除此之外,我们大部分人把液压同升降机﹑起重机和压制机联系起来 – 换个说法,就是那些大而笨重的机器。

因此有点惊奇于发现液压系统在迈凯轮(Team McLaren Mercedes)的MP4-19B赛车中发挥的广泛而绝对重大的作用。离开了它们,赛车就不能飞奔,或甚至减速跑。原因很简单,正是液压系统让赛车的重要系统运行。

油门和进气口﹑离合﹑换档和差动分速都靠液压运作,制动﹑动力转向甚至加油口盖也靠它。

“电脑控制系统和算法非常强大,但从机械方法来说,它们并不能真正驱动物体,”迈凯轮车队的液压系统设计工程师马科瑞斯(Phil Mackereth)解释说。

液体动力技术是现今用来定义最新技术水平的,现代F1赛车采用的液压工程的专业词汇。仅仅用了过去15年时间引用的全自动变速器和牵引控制,已经引导发展复杂的液压系统来运行引擎和变速箱。

直到80年代末期和90年代初期出现自动的﹑电脑控制的变速器,之前所有赛车手用离合器踏板﹑油门踏板和手动变速杆来换档。现在他们只需按一下方向盘上的键钮,随后赛车上的电脑系统 完成一切必要的计时计算,并指导液压系统进行其中的机械运行。然后由一根管路泵送液压流体来完成,压力为200巴,温度为120oC,通过一系列计算机控制的伺服阀 – 一种电子机械设备,根据赛车的引擎管理电脑指令来开关。这些仪器控制了液体流向传动装置,因输入信号而在引擎和变速箱上产生机械运动。

电子液压系统的一个主要优点,是在电子指令信号下,所获的巨大动力。“像我们这样,当你在高压下运行一个系统,”马科瑞斯说:“你只要轻轻输入很少的动力,就会产生大量动能和速度,反过来这就意味着你能够极快地操纵,且能很好地控制。

“在这个例子中,电脑产生微量的电子,但通过伺服阀25,000次地放大,使得在50毫秒下完成一次换档成为可能。”

在一次比赛中,将有3,000到3,500次换档,除了让车手更快和更可靠地换档,自动液压系统降低了损坏引擎或变速箱的风险。

“以前我们还没有液压变速时,引擎和变速箱会坏掉,那往往是车手的过错,错误计算档位或过度旋转发动机,”马科瑞斯回忆道:“而现在,如果发生损坏,绝对不是车手的过错。这个系统保证每次换档都准确地同步进行。”

液压油门控制同样是牵引控制的一个有用部分。加速踏板位置只是赛车电脑输入的其中之一,最终调节引擎产生的动量。如果引擎被要求产生过量的动力,而电脑认为赛车也许会因此打滑,它将拒绝指令并降低动力。

虽然对使用牵引控制的看法有许多分歧,车队不会回到踏板和电缆形式的油门控制方式上去,据马科瑞斯说:“使用液压还可以得到许多其他好处,”他指出:“如果你想不冒破坏风险地,让引擎允许你解除一个档位并重新接入另一档,在换档时,你控制油门的动作得非常精确和快速。”

使用液压来控制进入引擎的气流尤为机敏。每个气缸顶上装了一个喇叭形漏斗,这个金属配件向下输送气流进入每个气缸。本来这些喇叭形漏斗长度是固定的,根据引擎的速度和动力设定,你需要它们最好是长短不一 – 高引擎速度用短的,低速用长的。MP4-19B的系统让你可以从液压方面改变漏斗的长度,小传动器使它们按要求而上下分流。

MP4-19B的液压大部分从一个主要系统流掉。制动器处置一个分离的﹑自带一应俱全的液压系统,使用不同的流体。关于动力转向装置,虽然它取用来自同一系统的流体,规则限定这必须是一个机械而非电子设备,因此它通过一个类似普通汽车内采用的阀门来运行。

马科瑞斯对MP4-19B的简令是为了确保整个液压系统尽可能轻﹑紧凑和不突出,而又不舍弃力度和可靠性。这不仅需要尽量把零件做小,而且要尽量把它们紧密包装在一起,因而减短连接管子的长度。

“过去几年辛勤劳动的结果,把所有的主要零件装在了一起,”他解释道:“它被栓接到引擎一侧,就位于排气口下方,把它的位置尽量装低很重要,这样它就不会过于提高赛车的重力中心。同时,这有利于节省引擎和变速器其他地方的空间,就可以更有效地完成其它事情。”

“液压系统很复杂,涉及到许多昂贵的﹑高机械化的零件,好的设计可以持续整个赛季,只用些微改动即可。这是目标。我总是知道我事先能提供的援助。

“设计能不断改善赛车,包括引擎和变速箱。这种变化是频繁的,而且从一开始就被设计进每辆赛车。”

据马科瑞斯说,可靠性是他的主要考虑,因为如果他的液压系统停止工作,那么赛车就立刻罢工。这足够证明液压系统在现代F1中是何等重要。
TAG: F1赛车 液压系统
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