User:Unkown creature 666/沙盒:一級方程式賽車引擎

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BMW M12是一級方程式賽車歷史上馬力輸出最高的一級方程式賽車引擎，馬力輸出高達1,500 bhp（1,119 kW；1,521 PS）。
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一級方程式賽車引擎（英語：Formula One engines），又稱一級方程式賽車動力單元（英語：Formula One power unit）是一種高性能的汽車引擎，用以驅動一級方程式賽車。一級方程式自1947年成立以來使用了多種发动机规格。[1]在第一次世界大战之後，「方程式」限制了用於大獎賽中的发动机容量。不同规格的一級方程式賽車引擎把一級方程式劃分成不同時代。[2][3]一級方程式賽車目前使用1.6升四冲程渦輪增壓双顶置凸轮轴（DOHC）90°V6往复式发动机。隨著一級方程式賽車比賽在2014年進入混能時代，賽車就一直使用V6发动机。[4]有史以來馬力輸出最高的一級方程式賽車引擎是BMW M12（英语：BMW M12），能夠輸出高達1,500 bhp（1,119 kW；1,521 PS）[5]

運作方式

一級方程式賽車引擎通過以高達20,000每分鐘轉速（rpm）運行而產生動力。雖然現在的規矩沒有限制引擎轉速的上限，但由於規則限制燃油流量不能超過100公斤/小時，在這個流速下，增加轉速需要更低的增壓或更小的空氣燃料比例，因此引擎製造商通常將發動機最高轉速限制在13,000 rpm左右。[6][7]儘管如此，一級方程式賽車引擎轉速與類似大小的公路汽車引擎轉速有很大分別，後者通常以低於6,000rpm的轉速運行。[8]一級方程式賽車自然吸氣引擎的基本配置自1967年福特-考斯沃斯DFV引擎的平均有效壓力（英语：Mean effective pressure）達到14巴（bar）以來沒有進行過重大修改。[9]直到1980年代中期，由於引擎使用傳統金屬彈簧關閉閥門，一級方程式賽車引擎的轉速被限制在12,000rpm左右。 引擎閥門要以更高的轉速運行就需要更硬的彈簧，增加了驅動凸輪軸和氣門所需的功率，導致功率損失幾乎抵消了通過增加轉速獲得的功率提升。金屬彈簧關閉閥門被雷诺在1986年推出的氣動閥彈簧（英语：pneumatic valve springs）所取代。[10][11]自1990年代以來，所有一級方程式賽車引擎製造商都使用氣動閥彈簧，使引擎的轉速能夠達到20,000 rpm以上。[11][12][13][14][15]

  • 雷诺RS26 V8引擎，為2006年賽車雷諾R26提供動力。
    雷诺RS26 V8引擎，為2006年賽車雷諾R26提供動力。
  • BMW M12/13是1980年代布拉漢姆-BMW賽車的1.5 L4缸渦輪增壓引擎，它能在排位賽期間產生了1400匹馬力。[16]
    BMW M12/13是1980年代布拉漢姆-BMW賽車的1.5 L4缸渦輪增壓引擎，它能在排位賽期間產生了1400匹馬力。[16]
  • 福特-考斯沃斯的DFV發動機是許多私人車隊使用的引擎，它在1967年至1983年間贏得了創紀錄的167場大獎賽，並贏得了12個車手冠軍。
    福特-考斯沃斯的DFV發動機是許多私人車隊使用的引擎，它在1967年至1983年間贏得了創紀錄的167場大獎賽，並贏得了12個車手冠軍。
  • BRM H16引擎，是BRM（英语：BRM）車隊使用的16缸64氣門引擎。
    BRM H16引擎，是BRM（英语：BRM）車隊使用的16缸64氣門引擎。
  • 1995年用於法拉利412 T2（英语：Ferrari 412 T2）的Tipo 044 3.0L N/A V12引擎；它能在17,000rpm時產生700匹馬力的功率。
    1995年用於法拉利412 T2（英语：Ferrari 412 T2）的Tipo 044 3.0L N/A V12引擎；它能在17,000rpm時產生700匹馬力的功率。
  • 1994年用於法拉利412 T1（英语：Ferrari 412 T1）的Tipo 044 3.5L N/A V12引擎；它能在15,800rpm時產生830匹馬力的功率。
    1994年用於法拉利412 T1（英语：Ferrari 412 T1）的Tipo 044 3.5L N/A V12引擎；它能在15,800rpm時產生830匹馬力的功率。
  • 法拉利Tipo 053引擎，在2004年用於稱霸全季的法拉利 F2004；它能在18,300rpm時產生865匹馬力的功率。
    法拉利Tipo 053引擎，在2004年用於稱霸全季的法拉利 F2004；它能在18,300rpm時產生865匹馬力的功率。

短衝程引擎

一級方程式賽車使用短衝程引擎。[17]引擎為了在高引擎轉速下運作，必須使用較短的衝程，以防止通常由連桿引起故障，同時，引擎也承受著非常大的應力。短衝程意味著引擎若要達到1.6升的排气量就必需要有較大的缸徑，導致尤其在較低轉速下，引擎燃燒衝程效率較低。[18]

法拉利V12 1.5升增壓引擎

發展歷史

1947至1953年

在1947至1953年期間，一級方程式賽車使用戰前的小型汽車（英语：voiturette）發動機法規，配備4.5 L紐可門蒸汽機和1.5 L机械增压引擎。印第安納波利斯500（從1950至1959年開始是世界一級方程式車手錦標賽的其中一輪比賽）使用戰前大奖赛赛车的規則，配備4.5 L紐可門蒸汽機和3.0 L机械增壓引擎。引擎功率高達425 hp（317 kW）。據報導1953年配備1.5 L增壓引擎的BRM 15型（英语：BRM Type 15）引擎功率達到600 hp（447 kW）。

在1952年和1953年，世界一級方程式車手錦標賽使用二級方程式規則，但還有一些使用一級方程式規則的一級方程式比賽仍然在那些年舉行。

藍旗亞-法拉利 D50（1955-1956年）中的2.5L V8发动机

1954至1960年

規則把自然吸氣引擎的容量減小到2.5 L和機械增壓引擎的容量限制至750 cc。沒有引擎製造商為車隊製造增壓引擎。印第安納波利斯500繼續使用舊的戰前引擎規則，功率高達 290 hp（216 kW）。

1961–1965

保時捷 804（英语：Porsche 804）有一個風扇來冷卻氣冷式引擎

1961年新的1.5 L引擎規格在一些批評中推出，新規格好像每支團隊和製造商從前置引擎轉向使用中置引擎一樣。儘管最初新規格引擎動力不足，但到1965年，新規格引擎的平均功率增加了近50%，單圈時間比1960年時更快。舊的2.5 L規格一直被保留用於國際方程式賽車比赛，但這並沒有取得多大成功。使用1.5 L引擎的賽車是這段時間歐洲最快的單座賽車，引擎功率範圍在150 hp（112 kW）和225 hp（168 kW）之間。

1968年BRM H16 64氣門一級方程式賽車引擎

1966至1986年

考斯沃斯DFV 3.0 LV8发动机
雷諾1.5 L渦輪引擎

1966年，由於跑車擁有更大、更強的引擎，能夠超越一級方程式賽車，國際汽聯將引擎容量增加到3.0 L（紐可門蒸汽機）和1.5升（壓縮引擎）。[19]儘管一些引擎製造商一直在呼籲使用更大容量的發動機，但並不順利，1966年是過渡的一年，有幾家新引擎製造商使用了2.0 L BRM和考文垂-頂點V8发动机。1967年量產的考斯沃斯DFV的出現使小型引擎製造商可以使用內部設計的底盤加入一级方程式赛车。1960年首次允許在引擎上使用壓縮機，但直到1977年才有一家公司真正有資金和興趣建造一台。當時雷诺在當年的英國大獎賽上首次推出了他們新的Gordini V6渦輪增壓引擎。與自然吸氣的考斯沃斯DFV、法拉利和阿尔法·罗密欧发动机相比，Gordini V6渦輪增壓引擎具有相當大的馬力優勢。到1980年代初，雷諾已經證明試用渦輪增壓引擎是保持一級方程式賽車競爭力的唯一出路，尤其是在卡亚拉米和若澤·卡洛斯·帕塞賽道等高海拔賽道。法拉利在1981年推出了他們全新的V6渦輪增壓發動機，之後布拉漢姆老闆伯尼·埃克莱斯顿設法說服BMW從1982年開始為他的車隊製造直列四缸渦輪增壓引擎。 1983年，阿尔法·罗密欧推出了V8渦輪增壓引擎。到那年年底，本田和保时捷推出了自己的V6渦輪增壓引擎（後者命名為TAG）。考斯沃斯和意大利現代汽車（英语：Motori Moderni）公司也在1980年代製造了V6渦輪增壓發動機，而哈特賽車引擎（英语：Hart Racing Engines）製造了他們自己的直列四缸渦輪增壓引擎。到1985年中期，每輛一級方程式賽車都配備了渦輪增壓發動機。BMW的直列四缸渦輪增壓引擎BMW M12（英语：M12/13），在排位賽提升超過5 bar時能產生1,400—1,500匹馬力（1,040—1,120千瓦特）左右的引擎功率，但在正賽時引擎功率被下調至大約850—900匹馬力（630—670千瓦特）。它為1983年（英语：1983 Formula One World Championship）的布拉漢姆BT52（英语：Brabham BT52）提供動力，尼爾遜·畢奇贏得了當年的車手冠軍。[20]到1986年，引擎功率數據達到了前所未有的水平，所有引擎在排位賽期間都達到了超過1,000 hp（750 kW）的引擎功率，這在贝纳通车队賽車上的BMW引擎中尤為明顯。在排位賽期間，它在5.5 bar的增壓壓力下達到了約1,400 hp（1,040 kW）的引擎功率。然而，由於引擎強大的動力，使發動機和變速箱變得非常不可靠，只能在比賽中持續行駛大約四圈。在比賽中，渦輪增壓器的增壓受到限制，以確保發動機的可靠性；但是引擎在比賽中仍然能產生850—1,000 hp（630—750 kW）的引擎功率。從1966年到1986年引擎動力範圍在285 hp（210 kW）到500 hp（370 kW）之間，渦輪增壓能產生500 hp（370 kW）至900 hp（670 kW）。在比賽和排位賽中，最高引擎功率達到1,400 hp（1,040 kW）。1971年，路特斯根據他們在印第安納波利斯500的經驗，使用安裝在底盤上，由四轮驱动的普惠公司渦輪機進行了一些不成功的試驗。[21]

1987至1988年

渦輪增壓統治時代過後，它在被封禁前還繼續被車隊使用了兩年。在1987年，國際汽聯規定排位賽中1.5 L渦輪增壓引擎增壓壓力限制為4 bar，並允許3.5 L自然進氣引擎。儘管如此，渦輪增壓發動機仍然統治賽場，本田RA167E V6引擎協助尼爾遜·畢奇和威廉姆斯贏得了1987年的車手及車隊冠軍。緊隨其後的車隊全都使用了渦輪增壓發動機。第二名的麥拉倫使用TAG-保時捷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產的033D V6引擎。

一台1988年的本田RA168E V6渦輪增壓發動機

第五名的贝纳通使用福特GBA V6渦輪增壓發動機提供動力。只有一些下游的車隊，例如泰瑞爾、蘿拉（英语：Lola Racing Cars）、AGS（英语：Automobiles Gonfaronnaises Sportives）、馬治（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，輸出575 hp（429 kW）的福特-考斯沃夫DFZ 3.5 L V8​​自然吸氣發動機 。[22]強大的BMW M12/13直列四缸發動機幾乎是水平地擺放在布拉漢姆BT55（英语：Brabham BT55）中，而在飛箭車隊和利吉婭車隊（英语：Equipe Ligier）的賽車上則是直立擺放。BMW M12/13在比賽中增壓至3.8 bar時能產生900 bhp（670 kW），以及在排位賽增壓至5.5 bar時能產生令人難以置信的1,400—1,500 bhp（1,040—1,120 kW） 。[23]Zakspeed使用自家研發的渦輪增壓直列四缸發動機，奧塞拉使用愛快·羅密歐890T V8渦輪增壓引擎。

在1988年（英语：1988 Formula One World Championship），六支車隊：麥拉倫、法拉利、蓮花、飛箭、奧塞拉和Zakspeed繼續使用渦輪增壓發動機，國際汽聯再度下調排位賽中1.5 L渦輪增壓引擎增壓壓力限制至2.5 bar。為麥拉倫MP4/4（英语：McLaren MP4/4）提供動力的本田RA168E V6渦輪增壓發動機，在排位賽中達到12,300 rpm時能產生685 hp（511 kW），[24]它協助艾爾頓·冼拿和阿兰·普罗斯特贏得了賽季16場比賽中的15場。[25]意大利大獎賽由加赫特·貝加駕駛使用法拉利033E V6渦輪增壓發動機的法拉利F1/87/88C（英语：Ferrari F1/87）贏得，引擎在排位賽中達到12,000 rpm時能輸出大約620 hp（462 kW）、。[26]本田還為蓮花100T（英语：Lotus 100T）提供動力，飛箭繼續使用重新命名為Megatron的BMW渦輪增壓引擎，奧塞拉繼續使用重新命名為Osella的愛快·羅密歐V8渦輪增壓引擎，Zakspeed繼續使用他們自家研發的渦輪增壓直列四缸發動機。其他車隊都使用自然吸氣3.5 L V8​​發動機：貝納通使用考斯沃夫DFR，在11,000 rpm是能輸出585 hp（436 kW）；[27]威廉姆斯、馬治和利吉婭則使用能夠產生600 hp（447 kW）的賈德（英语：Judd (engine)）CV；[28]剩餘車隊則使用前一年，能夠產生575 hp（429 kW）的考斯沃夫DFZ。

1989至1994年

1989年（英语：1989 Formula One World Championship），國際汽聯禁止賽車使用渦輪增壓器，只能使用3.5 L自然吸氣引擎。[29]儘管如此，麥拉倫仍然憑藉賽車上的本田RA109E 72°V10引擎奪得車隊冠軍，使阿兰·普罗斯特能夠擊敗隊友艾爾頓·冼拿，奪得1989年車手世界冠軍。[30]RA109E在13,500 rpm時能輸出685 hp（511 kW）。[31]屈居亞軍的是使用雷诺RS1 67° V10引擎的威廉姆斯，RS1在12,500 rpm時能輸出650 hp（485 kW）。[32]第三名的法拉利使用自家研發的035/5 65°V12引擎，在13,000 rpm時能輸出660 hp（492 kW）。[33]剩餘大部分的車隊都使用考斯沃斯DFR V8引擎，在10,750 rpm時能輸出620 hp（462 kW）。[34]蓮花、布拉漢姆和EuroBrun（英语：EuroBrun）則使用賈德CV V8引擎。蘿拉（英语：Lola Racing Cars）使用藍寶堅尼3512 80°V12引擎，以及Zakspeed車隊使用山葉OX88 75°V8引擎。[35][36]贝纳通使用福特新設計的HBA1 75°V8引擎。[37]

1990年生命車隊（英语：Life F1）賽車上的3.5 L W12一級方程式引擎

1990年（英语：1990 Formula One World Championship），麥拉倫再次奪得車隊世界冠軍，賽車上的本田RA100E在13,500 rpm時能輸出690 hp（515 kW）。[31]亞軍的是法拉利，他們自家研發的Tipo 036在12,750 rpm時能輸出680 hp（507 kW）。[38]緊隨其後的是贝纳通和威廉姆斯，他們分別使用福特HBA4和雷諾RS2。HBA4在13,000 rpm是能輸出650 hp（485 kW），[39]RS2在12,800 rpm時能輸出660 hp（492 kW）。[32]剩餘大部分的車隊都使用福特DFR和賈德CV，[40]除了蓮花和蘿拉車隊使用藍寶堅尼3512，以及布拉漢姆和萊頓豪斯車隊（英语：Leyton House Racing）使用賈德EV 76°V8引擎，在12,500 rpm時能輸出640 hp（477 kW）。[41]生命車隊（英语：Life F1）使用自家製造F35 W12发动机，另一支車隊科隆尼（英语：Enzo Coloni Racing Car Systems）使用速霸陸提供的1235 flat-12。[42]

1991年本田RA121E V12引擎

1991年（英语：1991 Formula One World Championship），本田繼續稱霸賽場。使用本田RA121E 60°V12引擎的麥拉倫連續第四個賽季成為車隊世界冠軍，RA121E在13,500-14,500 rpm時能輸出725—780 hp（541—582 kW）。[43]屈居亞軍的威廉姆斯使用雷諾RS3，RS3在12,500–13,000 rpm時能輸出700—750 hp（520—560 kW）。[32]法拉利在1991年只獲得季軍，他們繼續使用自家研發的引擎。新的Tipo 037 65°V12引擎在13,800 rpm時能輸出710 hp（529 kW），米納爾迪車隊也轉用法拉利的引擎。[44]第四和第五名的贝纳通和乔丹车队使用福特HBA4/5/6。[45]泰瑞爾車隊使用本田RA109E，蓮花使用賈德推出的全新GV引擎，布拉漢姆使用能輸出660 hp（492 kW）的山葉OX99 70°V12引擎，摩德納（英语：Modena (racing team)）和利吉婭車隊（英语：Equipe Ligier）使用藍寶堅尼引擎。[46]萊頓豪斯車隊使用伊摩（英语：Ilmor）研發的LH10 V10引擎，LH10在13,000 rpm能輸出680 hp（507 kW）。[47]其後伊摩被梅賽德斯收購，更名為梅賽德斯-伊摩。[48]步法飛箭車隊（英语：Footwork Arrows）使用保时捷3512 V12引擎，剩餘的車隊都使用福特DFR。[49]

到了1992年（英语：1992 Formula One World Championship），雷诺引擎從本田手中搶過王者地位。本田在1992年底退出一級方程式。[50]在3.5 L自然吸氣引擎時代末期（1992至1994年），威廉姆斯賽車上的雷諾3.5 L V10引擎在13,000–14,300 rpm時能輸出750—820 bhp（559—611 kW；760—831 PS）。[32]威廉姆斯贏得了3.5 L自然吸氣引擎時代的最後三屆車隊世界冠軍。[51]

1994年，麥拉倫從使用福特引擎轉向使用標緻A4 V10发动机，賽季初引擎在14,250 rpm時能輸出700 bhp（522 kW；710 PS）。麥拉倫在賽季後段使用馬力更高的進化版——A6，它在14,500 rpm時能輸出760 bhp（567 kW；771 PS）。[52]賽季的車手世界冠軍得主迈克尔·舒马赫所屬的贝纳通车队使用福特-考斯沃斯EC Zetec-R V8发动机，在14,500 rpm時能產生730—750 bhp（544—559 kW；740—760 PS）[53]賽季末段，法拉利Tipo 043V12发动机在15,800 rpm時能夠輸出850 hp（634 kW），[54]成為迄今為止在一級方程式中馬力最高的自然吸氣V12引擎，也是3.5 L自然吸氣引擎時代中馬力最高的引擎。[55]

1994年法拉利Tipo 043 3.5升V12引擎是一級方程式歷史上馬力最高的3.5升引擎

1995至2005年

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

這個時代使用3.0 L排氣量的引擎，功率範圍在600 hp（447 kW）至1,000 hp（746 kW）之間（取決於發動機設置），轉速在13,000 rpm到20,000 rpm之間，引擎有8到12個氣缸。[56]儘管排气量從3.5 L減少至3.0 L，但功率和RPM仍然不斷攀升。雷諾是1995年至1997年間作為發動機供應商主導了一級方程式，他們在這個時代與威廉姆斯和貝納通一起贏得了三個世界冠軍。[57]1995年獲得冠軍的貝納通B195（英语：Benetton B195）在15,200 rpm時能輸出了675 hp（503.3 kW），而1996年獲得冠軍的威廉姆斯FW18（英语：Williams FW18）在16,000 rpm時輸出700 hp（522.0 kW）；兩者都使用的雷諾RS9（英语：Renault RS engine） 3.0 L V10发动机。[58][59]1997年奪冠的威廉姆斯FW19（英语：Williams FW19）使用雷諾RS9B3.0 L V10发动机，在16,000 rpm時輸出730—760 hp（544.4—566.7 kW）。[60]法拉利在1995年使用的最後一個V12发动机——Tipo 044/1（英语：Ferrari 412 T2）。[61]引擎的設計在很大程度上受到了FIA在前一年的可怕事件之後實施的重大規則變化影響：V12引擎從3.5升減少到3.0升。[56]3.0升發動機在比賽達到17,000 rpm產生約700匹馬力（522千瓦；但據報導，在排位賽時，它能夠產生高達760匹馬力（567千瓦）的功率。[62]在1995年至2000年期間，使用3.0 L排氣量引擎的賽車能產生600 hp至815 hp（取決於發動機類型和調較）。[63]在1997年賽季，大多數一級方程式賽車都能輕鬆地產生665—760 hp（495.9—566.7 kW），具體功率輸出取決於是V8或還是V10发动机。[64]從1998年到2000年，梅賽德斯主導了一級方程式，他們讓米高·夏健倫獲得了兩次世界冠軍。1999年的麥拉倫MP4/14（英语：McLaren MP4/14）在17,000 rpm轉速下產生約785到810匹馬力。[65][66]法拉利也逐漸改進了他們的引擎。在1996年世界一级方程式锦标赛，他們從傳統的V12引擎改為使用更小更輕的V10引擎。[67]他們更偏向增強可靠性而不是動力，因此最初在動力方面較梅賽德斯低。法拉利的第一台V10發動機於1996年生產，在15,550 rpm時能產生715 hp（533 kW），[68]與他們最強大的 3.5 L V12引擎（1994年）在15,800 rpm時能產生超過830 hp（619 kW）相比，V10動力較低，但與3.0 L V12引擎（1995 年）在17,000 rpm時產生700 hp（522 kW）比較，動力較高。[69][70]在1998年日本大獎賽（英语：1998 Japanese Grand Prix）上，據說法拉利047D發動機產生了超過800 bhp（600 kW）。[71][72]為了降低成本，所有賽車在2000年及以後必須使用3.0 L V10發動機，這樣發動機製造商就不會繼續研發。[73]

BMW從2000年開始向威廉姆斯供應發動機。[74]引擎在第一個賽季非常可靠，但與法拉利和梅賽德斯的發動機相比，動力略顯不足。[75]2000年使用BMW E41（英语：BMW E41 / P80 engine）的威廉姆斯FW22（英语：Williams FW22）在17,500 rpm時產生了大約810匹馬力。[76]寶馬繼續開發新引擎，在 2001賽季使用的P81能夠達到17,810 rpm。不幸的是，引擎可靠性是一個大問題，它在賽季中發生了幾次故障。[77]

2002年威廉姆斯車隊使用的發動機——BMW P82能達到了19,050 rpm。[78]在2002年意大利大獎賽的排位賽中，它也是3.0升V10引擎時代第一個突破19,000 rpm的引擎。[79]寶馬在2003賽季使用的P83發動機達到了令人難以想像的19,200 rpm，並能產生940 bhp，而只重不到200磅（91公斤）。[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發動機每缸可以使用不超過五個氣門。[83]此外，國際汽聯引入了新規定，限制每輛賽車每兩個大獎賽週末只能使用一台發動機，強調提高可靠性。[84]儘管如此，功率輸出仍繼續上升。梅賽德斯發動機在賽季中能達到930 bhp（690 kW），考斯沃斯、梅赛德斯、雷诺和法拉利發動機均在19,000 rpm時輸出900 bhp（670 kW）到940 bhp（700 kW），[85]本田引擎甚至能達到965 bhp（720 kW），[86][87] BMW引擎也能達到950 bhp（710 kW）。[88][89]據豐田車隊的執行副總裁木下義明說，豐田引擎的功率超過1,000 bhp（750 kW），[90]但是由於要保持可靠性和延續引擎壽命，引擎的功率在比賽中會被下調至960 bhp（720 kW）左右。[91]

2006至2013年

2006年，引擎必須為90°2.4升V8發動機，最大圓孔為98 mm（3.9英寸），意味著最大行程直徑達到39.8 mm（1.57英寸）。發動機每個氣缸必須有兩個進氣和兩個排氣閥門，引擎必須是自然进气並且最小重95公斤（209磅）。國際汽聯資金較少的車隊可以選擇保留V10引擎，但需要裝上轉速限制器（英语：rev limiter）以保持公平。[92]唯一選擇此選項的車隊是紅牛第二車隊。[93]在紅牛收購米納爾迪後，紅牛第二車隊在2006年和2007年使用考斯沃夫V10參賽。[94]2006年擁有一級方程式賽車歷史上最高的轉速限制，達到20,000 rpm。[95]在2007年對所有車隊實施19,000 rpm強制轉速限制之前，考斯沃斯的V8引擎能夠達到20,000 rpm，[96]雷諾能夠達到20,500 rpm。本田也能達到，但僅在測功機上。

FIA還對2.4L V8發動機引入了進一步的技術限制，例如禁止可變進氣閥門，以防止車隊過快達到更高的轉速和馬力。[97]每個氣缸只能有一個燃料噴射裝置和一個插頭進行火花點火。單獨的啟動裝置用於在維修區和起步區中啟動發動機。曲軸箱和氣缸體必須由鑄造或鍛造鋁合金製成。曲軸和凸輪軸必須由鐵合金製成，活塞則由鋁合金製成，閥門由鐵、鎳、鈷或鈦組成的合金製成。這些限制是為了降低發動機的開發成本。[98]

容量的減少使發動機功率從3升發動機降低約20%，以降低一級方程式賽車的速度。[97]儘管如此，在許多情況下，賽車的性能還是有所提高。2006年豐田宣布其新的RVX-06發動機在18,000 rpm時能達到約740 hp（552 kW）的馬力輸出，[99]但實際數字當然很難獲得。這一時期（2006年至2008年）的大多數賽車在19,000 rpm（2006年超過20,000 rpm）時能產生大約720到800匹馬力的常規功率輸出。[100]

引擎規格在2007年被凍結，以降低開發成本。用於2006年日本大獎賽的發動機必須繼續用於2007和2008賽季，並把轉速限制在19,000 rpm。[101]2009年，轉速限制降至18,000 rpm，每位車手在本賽季最多可使用8台發動機。任何需要額外引擎的車手在使用引擎的第一場比賽中將被罰退十位。[102]這增加了可靠性的重要性，儘管這種效果只在賽季結束時才能看到。某些旨在提高發動機可靠性的設計變更可以在國際汽聯的許可下進行。導致一些發動機製造商，尤其是法拉利和梅賽德斯，通過進行設計更改，不僅提高了可靠性，還因而提高了發動機功率輸出。由於梅賽德斯發動機被證明是最強的，國際汽聯允許重新平衡發動機功率，以允許其他製造商追上梅賽德斯。[103]

2009年，本田退出了一級方程式。[104]車隊被罗斯·布朗收購，他成立了布朗車隊和設計了BGP 001。[105]由於無法使用本田的引擎，布朗車隊改為使用梅賽德斯引擎。[106]布朗車隊從更知名和更成熟的競爭者法拉利、麥拉倫-梅賽德斯和雷諾手中贏得了車隊冠軍和車手冠軍。[107] How are you how are you 考斯沃斯自2006年後退出一級方程式，並於2010年回歸。[108]新車隊蓮花F1、伊斯巴尼亞和维珍以及老牌車隊威廉姆斯使用了考斯沃斯的引擎。[109]兩家引擎製造商BMW和豐田因為经济大衰退而退出了一級方程式。[110]

2009年，國際汽聯允許車隊使用动能回收系统（KERS），也稱為再生煞車系統。[111]动能回收系统統旨在減少在煞車過程中轉化為廢熱的動能，將其轉化為有用的形式（例如飛輪中的能量），然後傳送回引擎以提升動力。然而，與自動儲存和釋放能量的公路汽車动能回收系统不同，能量只有在車手按下按鈕時才會釋放，並且可以使用長達​​6.5秒，能夠額外提供400 kJ和60 kW（80 hp）。[112]四支車隊在2009賽季途中使用了它，分別有法拉利、雷諾、BMW和麥拉倫。[113]

因為一级方程式车队协会集體同意在2010賽季不使用KERS，所以KERS沒有在2010賽季中出現。[114]KERS在2011賽季回歸，然而，伊斯巴尼亞車隊、维珍车队和蓮花车队選擇不在2011賽季中使用KERS。[115]2012賽季，只有玛鲁西亚和伊斯巴尼亞沒有使用KERS，[116][117]2013年所有參賽車隊都有KERS。[118]從2010年到2013年，賽車動力單元的功率為700-800 hp，在18,000 rpm時的平均功率約為750 hp。[119][120]

2014至2021年

國際汽聯宣布，从2014年赛季开始，所有车队将使用1.6升涡轮增压V6发动机，以代替此前8个赛季所使用的2.4升V8发动机。[121]新規則允許使用動能和熱能能量回收系統，增压器也被允許使用，規則沒有限制增壓水平，但加入了最大每小時100公斤汽油的燃油流量限制。[122]由於新增轉速下限（15,000 rpm）和渦輪增壓器，引擎聲音聽起來非常不同。雖然允許使用增壓器，但所有引擎製造商都選擇使用渦輪增壓器。[123]

自1988年（英语：1988 Formula One World Championship）以来一级方程式賽車引擎再次使用涡轮增压技术。引擎通過從廢氣中回收能量提高了效率。[124]最初提議使用四缸渦輪增壓發動機時並未受到一眾車隊歡迎，尤其是法拉利。車隊與國際汽聯達成協議，改為使用V6涡轮增压發動機。[124]由於新的燃油流量限制，發動機在排位賽和比賽期間很少超過12,000 rpm。[125]

KERS等能量回收系統提高了160 hp（120 kW）和每圈2兆焦耳。KERS更名為MGU-K。[126]热能回收系統也被允許使用，名為MGU-H。[127]

2015年大多數發動機對比2014年增加了大約30-50匹馬力（20-40千瓦），梅賽德斯發動機是最強大的，達到870匹馬力（649千瓦）。2019年，雷諾的發動機據稱在排位賽時達到了1,000匹馬力。[128]

在上一個時代的引擎製造商中，只有梅賽德斯、法拉利和雷諾在2014年為製造1.6升涡轮增压V6发动机，而考斯沃斯則停止供應發動機。[129]本田在2015年回歸成為引擎製造商，而麥拉倫則從使用梅賽德斯引擎轉向使用本田的引擎。[130]2019年，紅牛從使用雷諾發動機轉向使用本田動力。[131]本田為紅牛和艾法托利車隊供應引擎。[132]本田將於2021年年底退出一級方程式賽車，紅牛接管該項目並在內部生產發動機。[133]

2022年及以後

2017年，國際汽聯開始與現有的引擎製造商和潛在的新引擎製造商就下一代引擎規格進行談判。新規格預計在2021年推出，但由於2019冠状病毒病疫情而被推遲。[134]最初的提案旨在簡化引擎設計、削減成本、吸引新引擎製造商並解決當代發動機的批評。提案保留了1.6 L V6发动机，但放棄了複雜的熱能電動發電機組（MGU-H）系統。[135]動能電機發電機組（MGU-K）將變得更加強大，更要求車手需要有效率地使用能量和讓戰術變得更靈活。提案還呼籲引入標準化組件和設計參數，以使所有製造商生產的組件相互兼容。[135]提案也提出了允許賽車使用四輪驅動的進一步建議，前輪由MGU-K單元驅動，與傳統的驅動軸，MGU-K獨立為後橋提供動力不同，設計參考了保时捷為919 Hybrid（英语：Porsche 919 Hybrid）賽車開發的系統。[136][137]

然而，主要因為沒有引擎供應商申請在2021年或2022年進入一級方程式，所以取消MGU-H、引入更強大的MGU-K和四輪驅動系統等都被擱置，並有可能在2026年重新推出。相反，車隊和国际汽车联合会同意徹底對車身和底盤的空氣動力學進行改變，旨在降低跟車以及超車難度，使比賽更加精彩。[138]車隊進一步同意將燃料中的酒精含量從5.75%提高到10%，並在2022至2025年凍結動力單元研發，內燃機引擎（ICE）、渦輪增壓器（TC）和MGU-H將於3月1日被凍結；能量存儲（ES）、MGU-K和控制電子設備（CE）在2022年的9月1日被凍結。[139]在2021年後不再是引擎製造商的本田熱衷於保留MGU-H，接管本田引擎生產的紅牛動力支持這一觀點。[140]四輪驅動系統計劃是基於保时捷為919 Hybrid（英语：Porsche 919 Hybrid）賽車開發的系統而設計的，[136]但保時捷最終沒有成為2021至2022年的一級方程式賽車引擎供應商。[141]

不同年代的引擎規格

年份 工作原理[a] 最大排氣量 規格 RPM限制 燃油流量限制（Qmax） 燃油成分
自然進氣 渦輪增壓 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
高達100公斤每小時[e] 		10%[f] 無鉛
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 多達12個氣缸
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

備註：

  1. ^ 二行程、燃氣渦輪發動機等。
  2. ^ 2.0 2.1 允許使用MGU-K（制動電能發電機組）和MGU-H（排氣）能量回收系統。
  3. ^ 排氣量必須在1,590cc和1,600cc之間。不禁止使用自然吸氣發動機。增壓壓力不受限制。
  4. ^ 4.0 4.1 由於規則限制燃油流量不能超過100公斤/小時，在這個流速下，增加轉速需要更低的增壓或更薄的空燃比，因此引擎製造商通常將發動機最高轉速限制在13,000 rpm左右。[7]
  5. ^ 最大燃油流量（Q）受限於低於10,500 rpm的發動機轉速。在10,500 rpm或以上時，適用的最大燃油流量為100公斤每小時。
  6. ^ 泵用汽油中需要含有10%的乙醇。
  7. ^ 自然吸氣發動機沒有被禁止，但沒有被任何車隊使用。增壓壓力不受限制，但燃油流量（2013年之前未規定）限制為每小時 100 kg。[143][144]
  8. ^ 泵用石油中需要含有5.75%的生物源酒精。
  9. ^ 國際汽聯允許賽車使用动能回收系统（KERS）。
  10. ^ 10.0 10.1 在2006年和2007年，國際汽聯對無法使用新規格發動機的車隊給予特殊豁免，資金較少的車隊可以選擇保留V10引擎，但需要裝上轉速限制器（英语：rev limiter）以保持公平。[145]唯一選擇此選項的車隊是紅牛第二車隊。[146]
  11. ^ 1952年和1953年，世界錦標賽按照二級方程式規則進行（0.75 L有壓縮機，2 L沒有），但一級方程式規則保持不變。

現在的引擎規格

基本資料

增壓器

  • 渦輪增壓器重量：8公斤（17.637磅）（取決於​​渦輪機的​​外殼）
  • 渦輪增壓器轉速上限：125,000 rpm
  • 增壓方法：共軸單級壓縮機和排氣渦輪
  • 渦輪增壓水平壓力：無限但通常是400—500 kPa（58—73 psi；3,000—3,800 Torr；120—150 inHg）
  • 排气阀门：最多兩個，由電力或氣動控制

能量回收系統

  • 動能回收系統的每分鐘轉速：最高50,000 rpm
  • 動能回收系統的動力：最高120 kW
  • 動能回收系統所回收的能量：每圈最高2 MJ
  • 動能回收系統所釋放的能量：每圈最高4 MJ
  • 熱能回收系統的每分鐘轉速：超過100,000 rpm
  • 熱能回收系統所回收的能量：無限（每圈超過2 MJ）

2026年新引擎規格框架

國際汽聯世界汽車運動理事會於2021年12月15日召開了2021年的第四次也是最後一次會議。[151]在這次會議期間，他們決定了2026年一級方程式賽車引擎規格的框架。新引擎的主要目標是使用可持續的和環保的燃料，降低引擎研發成本，並且讓一級方程式賽車的競爭環境變得公平，以確保新舊車隊都能夠參與競爭世界冠軍的過程，不會有車隊實力落後太多的情況出現。[152]

最終確定的2026年新引擎規格將包含以下四個因素：[153]

  • 繼續使用1.6升V6引擎
  • 將電池提供的動力增加到350 kW
  • 不再使用熱能回收系統（MGU-H）
  • 引入引擎預算上限

未來新的引擎供應商

2021年12月，奥迪向即將卸任的国际汽车联合会主席让·托德致函，表達他們打算在2026年加入一级方程式赛车的意向。[154]2026年，一级方程式赛车將會使用新的引擎規格，使一級方程式賽車引擎變得更環保。[153]大众集团正在考慮讓奥迪和保时捷加入一级方程式赛车。[155]

這將是自1991年（英语：1991 Formula One World Championship）以來保时捷首次嘗試加入一级方程式赛车。[156]

紀錄

以下數據截至2022年奧地利大獎賽

粗體代表參加2022年世界一级方程式锦标赛的引擎製造商。

各引擎製造商的世界錦標賽大獎賽冠軍

排名 引擎製造商 大獎賽冠軍 第一次奪冠 最後一次奪冠
1 法拉利 243 1951年英國大獎賽（英语：1951 British Grand Prix） 2022年奧地利大獎賽
2 梅赛德斯 * 211 1954年法國大獎賽（英语：1954 French Grand Prix） 2021年沙特阿拉伯大獎賽
3 福特 ** 176 1967年荷蘭大獎賽（英语：1967 Dutch Grand Prix） 2003年巴西大奖赛
4 雷诺 169 1979年法國大獎賽（英语：1979 French Grand Prix） 2021年匈牙利大奖赛
5 本田 89 1965年墨西哥大獎賽（英语：1965 Mexican Grand Prix） 2021年阿布扎比大奖赛
6 考文垂﹒頂點 40 1958年阿根廷大獎賽（英语：1958 Argentine Grand Prix） 1965年德國大獎賽（英语：1965 German Grand Prix）
7 TAG（英语：Techniques d'Avant Garde） *** 25 1984年巴西大獎賽（英语：1984 Brazilian Grand Prix） 1987年葡萄牙大獎賽（英语：1987 Portuguese Grand Prix）
8 宝马 20 1982年加拿大大獎賽（英语：1982 Canadian Grand Prix） 2008年加拿大大奖赛
9 BRM（英语：British Racing Motors） 18 1959年荷蘭大獎賽（英语：1959 Dutch Grand Prix） 1972年摩納哥大獎賽（英语：1972 Monaco Grand Prix）
10 愛快·羅密歐 12 1950年英國大獎賽（英语：1950 British Grand Prix） 1978年義大利大獎賽（英语：1978 Italian Grand Prix）
11 奧芬豪澤（英语：Offenhauser） 11 1950年印第安納波利斯500（英语：1950 Indianapolis 500） **** 1960年印第安納波利斯500（英语：1960 Indianapolis 500）
瑪莎拉蒂 1953年義大利大獎賽（英语：1953 Italian Grand Prix） 1967年南非大獎賽（英语：1967 South African Grand Prix）
13 範沃爾（英语：Vanwall） 9 1957年英國大獎賽（英语：1957 British Grand Prix） 1958年摩洛哥大獎賽（英语：1958 Moroccan Grand Prix）
泰格豪雅 ***** 2016年西班牙大獎賽 2018年墨西哥大獎賽
15 雷普科（英语：Repco） 8 1966年法國大獎賽（英语：1966 French Grand Prix） 1967年加拿大大獎賽（英语：1967 Canadian Grand Prix）
16 紅牛動力 7 2022年沙特阿拉伯大獎賽 2022年加拿大大獎賽
17 無限—本田 4 1996年摩納哥大獎賽（英语：1996 Monaco Grand Prix） 1999年義大利大獎賽（英语：1999 Italian Grand Prix）
18 馬特拉（英语：Equipe Matra Sports） 3 1977年瑞典大獎賽（英语：1977 Swedish Grand Prix） 1981年加拿大大獎賽（英语：1981 Canadian Grand Prix）
19 保时捷 1 1962年法國大獎賽（英语：1962 French Grand Prix）
韋斯萊克（英语：Weslake） 1967年比利時大獎賽（英语：1967 Belgian Grand Prix）
BWT梅赛德斯 ****** 2020年萨基尔大奖赛

^ * 由伊摩（英语：Ilmor）於1997年至2005年間製造。

^ ** 由考斯沃斯製造。

^ *** 由保时捷製造。

^ **** 印第安納波利斯500在1950至1960年間屬於世界車手錦標賽中的一站。

^ ***** 由雷诺製造。

^ ****** 由梅赛德斯製造。

單一賽季最多分站冠軍

分站冠軍數

排名 引擎製造商 賽季 比賽次數 分站冠軍數 百分比 引擎 奪冠車隊
1 梅赛德斯 2016年 21 19 90.5% PU106C Hybrid 梅赛德斯
2 雷诺 1995年 17 16 94.1% RS7 贝纳通，威廉姆斯
梅赛德斯 2014年 19 84.2% PU106A Hybrid 梅赛德斯
2015年 19 84.2% PU106B Hybrid 梅赛德斯
5 福特 1973年（英语：1973 Formula One season） 15 15 100% DFV 蓮花，泰瑞爾，麥拉倫
本田 1988年（英语：1988 Formula One World Championship） 16 93.8% RA168E 麥拉倫
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
梅赛德斯 2019年 21 71.4% M10 EQ Power+ 梅赛德斯
10 雷诺 2013年 19 14 73.7% RS27-2013 路特斯，紅牛

分站冠軍比例

排名 引擎製造商 賽季 比賽次數 分站冠軍數 百分比 引擎 奪冠車隊
1 福特 1969年（英语：1969 Formula One season） 11 11 100% DFV 蓮花，泰瑞爾，麥拉倫，布拉漢姆
1973年（英语：1973 Formula One season） 15 15 DFV 蓮花，泰瑞爾，麥拉倫
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 麥拉倫
5 福特 1968年（英语：1983 Formula One season） 12 11 91.7% DFV 蓮花，麥拉倫，馬特拉（英语：Equipe Matra Sports）
6 梅赛德斯 2016年 21 19 90.5% PU106C Hybrid 梅赛德斯
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 愛快·羅密歐** 1950年 7 6 85.7% Tipo 158，Tipo 159 愛快·羅密歐
10 梅赛德斯 2014年 19 16 84.2% PU106A Hybrid 梅赛德斯
2015年 19 16 PU106B Hybrid 梅赛德斯

*只有阿尔贝托·阿斯卡里駕駛法拉利參加了1952年印第安納波利斯500（英语：1952 Indianapolis 500）。
**愛快·羅密歐沒有參加1950年印第安納波利斯500（英语：1950 Indianapolis 500）。

最長連勝記錄

排名 引擎製造商 連續分站冠軍數 賽季 連勝分站 引擎 奪冠車隊
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年澳洲大獎賽（英语：1972 Austrian Grand Prix）–1974年南非大獎賽（英语：1974 South African Grand Prix） DFV 蓮花，泰瑞爾，麥拉倫，布拉漢姆
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年英國大獎賽（英语：1968 British Grand Prix）–1970年摩納哥大獎賽（英语：1970 Monaco Grand Prix） DFV 蓮花，馬特拉（英语：Equipe Matra Sports），麥拉倫，布拉漢姆，馬治（英语：March Engineering）
3 雷诺 16 1995年、1996年 1995年法國大獎賽（英语：1995 French Grand Prix）–1996年聖馬利諾大獎賽（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年巴西大獎賽（英语：1988 Brazilian Grand Prix）–1988年比利時大獎賽（英语：1988 Belgian Grand Prix） RA168E 麥拉倫
5 法拉利 10 2002年 2002年加拿大大獎賽–2002年日本大奖赛 Tipo 051 法拉利
梅赛德斯 2015年、2016年 2015年日本大獎賽–2016年俄羅斯大獎賽 PU106B Hybrid，PU106C Hybrid 梅赛德斯
2016年 2016年摩納哥大獎賽–2016年新加坡大獎賽 PU106C Hybrid 梅赛德斯
2018年、2019年 2018年巴西大獎賽–2019年法國大獎賽 M09 EQ Power+，M10 EQ Power+ 梅赛德斯
9 福特 9 1980年、1981年（英语：1981 Formula One season） 1980年荷蘭大獎賽（英语：1980 Dutch Grand Prix）–1981年比利時大獎賽（英语：1981 Belgian Grand Prix） DFV 布拉漢姆，威廉姆斯
雷诺 2013年 2013年比利時大獎賽–2013年巴西大奖赛 RS27-2013 紅牛

參見

參考資料

  1. ^ F1 Engine rule change through the years. www.formula1-dictionary.net. [10 November 2020]. （原始内容存档于11 November 2020）. 
  2. ^ Formula 1 Engine. www.formula1-dictionary.net. [10 November 2020]. （原始内容存档于12 November 2020）. 
  3. ^ McLaren Racing - History of the F1 engine. 
  4. ^ Fédération Internationale de l’Automobile. 2014 FORMULA ONE TECHNICAL REGULATIONS (PDF). 2014-01-23 [2014-02-27]. （原始内容存档 (PDF)于27 March 2014）. 
  5. ^ BMW M12 Engine History | Ridgeway Racing Engines. 
  6. ^ Engine / gearbox 互联网档案馆的存檔，存档日期22 February 2014. Understanding the Sport, Official Formula 1 Website
  7. ^ 7.0 7.1 formula_1_-_technical_regulations_-_2022 (PDF). fia.com. FIA. 2022-02-18 [2022-07-15]. 
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外部連結

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