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汽车技术已经开始了

2020年7月17日,
COVID-19可能会减少比赛的数量,但不会减少印地赛车和Formula E等比赛的新技术数量。

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如今,从纳斯卡(NASCAR)到电动方程式赛车(Formula E),在看台上观看比赛的车迷们的情况各不相同,有的人不购车,有的人只是围观那些试图在比赛中取得最佳成绩的赛车和车手的一小部分。至于比赛本身,虽然次数减少了,但应该和以前一样快,一样刺激。

这些竞赛的变化是渐进式的,但它们突出了安全性和性能的改进。在这里,我们来看看印地赛车,因为我们是赞助商DragonSpeed车队,并能够得到内部的观察,以及偷看E级方程式的礼貌想象处女赛车.这些汽车看起来很相似,有许多常见的安全装置。然而,潜在的动力技术是完全不同的。

公共平台加剧了竞争

大多数的比赛项目都规定了一个很好的共同点,以保持竞争紧张。印地车的底盘、轮胎和引擎都是标准的;团队只被允许对系统的特定部分进行有限的修改。组件通常来自第三方,这些第三方向所有团队提供本质上相同的组件。

例如,车队从雪佛兰和本田租用引擎。2022年版的发动机配置为2.4升双涡轮增压V-6发动机,预计将产生超过900马力,比目前的2.2升平台提升10%以上。引擎的最高转速为每分钟12,000转。供应商会提供一名工程师来监督每台发动机,跟踪其运行情况,直至拆卸发动机控制单元(ECU),这意味着发动机只有在工程师在场的情况下才能运行。如果发动机不符合规格,将被更换。

对于E级方程式,也有类似的一致性。然而,一个标准的电池系统被使用,以及在比赛中可以消耗多少能量的规格。稍后再详细介绍。电动方程式车队在他们提供的发动机上确实有更多的回旋余地,尽管这里也有规定。有一次,一个团队使用了一对马达,这是不允许的。

大多数赛车都有许多可供车手使用的传感器。目前,这些信息通过无线方式提供给维修站工作人员,而维修站工作人员可能不在维修站区域内。在测试过程中,传感器的数量和位置通常是任意的,但在练习和比赛中通常会有限制。例如,在E级方程式中轮胎的转速是不允许的,尽管可以通过发动机的转速来估计。使用轮胎上的标记加上外部摄像机获取轮胎速度也是不允许的。

一辆汽车的数字孪生已经从车队队长的脑袋变成了一个共享的模型,供维修站的工作人员和团队分析并为车手提供关于汽车性能和性能的见解。大多数观看比赛的人只会看到维修站的工作人员更换轮胎,但车队对车手和赛车的表现有很大的影响。

所有这些规则都是为了让车手和机组人员的技能对赢得比赛比制造一辆更快的车更重要。

安全和优化印地车

印地赛车已经安装了悬架轮/翼能量管理系统(SWEMS)。它由多根连接的电缆组成,以便在发生事故时将物体固定在框架上。此外,在加油系统上合并的多重联锁有助于防止意外泄漏。

IndyCars最近增加的一个标准设备是挡风玻璃和钛框架,在发生事故时保护司机。司机贾斯汀·威尔逊(Justin Wilson)于2015年死亡,当时他被发生在他面前的一场车祸中的一个设备击中。驾驶舱现在几乎完全封闭的红牛先进技术的Aeroscreen,以保护碎片(图1)


车队可以定制他们的汽车的一个地方是悬挂系统。这些机械调整通常在赛前练习和计时赛中得到完善。排气口的变化也可以定期进行,基于无线提供给维修站工作人员的温度信息。可以在比赛过程中进行更改,但由于显而易见的原因,这些更改往往是尽可能少的。

印地赛车比赛中会有换轮胎和往油箱里加乙醇的进站。上述的调整也可以完成,但通常情况下,停止是尽可能快的。维修站工作人员甚至可能剥掉一层的挡风玻璃,这是由多个塑料层覆盖,应该成为凹坑的顶层。

电动赛车

电动方程式赛车使用固定能量的电池组跑45分钟(图2).第二代E级方程式赛车将拥有一个碳纤维外壳内的54千瓦时的电池。它经过碰撞测试,并有一个安全检查,提供红/绿状态指示。红色错误指示司机需要在不接触汽车和地面的情况下跳车。电池过热是一种错误情况。


电池容量不足以让引擎在整个比赛期间以全速运转,车手必须记住这一点,即使是使用再生制动系统。由于动力不足,超过一辆汽车无法完成比赛。再生制动是通过方向盘上的拨片来实现的。这种制动是通过马达驱动的后轮完成的。

前刹车是传统的液压,因此不提供再生制动。后轮有液压制动器;再生制动功率有限。车手还需要记住,在比赛开始时电池是充满的;因此,再生制动在当时基本上没有提供任何优势。

司机们通常会尽可能快地走出弯道。司机的耳机里会传来一声嘟嘟声,表示他们应该松开油门了。

参赛队伍提供自己的电机和逆变器。电池管理系统是电池组的一部分,所以团队不能修改它。他们可以像印地赛车那样调整悬挂。

一级方程式赛车比赛是用一对赛车在一次进站后换车完成的。最新版本的Gen2没有维修站;然而,如果快速充电成为一种选择,未来可能会有一个。由于比赛的长度和速度,与其他比赛相比,轮胎对比赛结果的影响较小。

团队在新赛道上获得最少的练习时间,以限制团队可以执行的分析和模拟的数量。当然,这将导致大量的深夜分析和整合来自实践运行的传感器信息。

看比赛

如果你没有看过一场比赛,那么你可能不知道赛车的不同之处。例如,选择街头课程和高速公路。前者包含许多急转弯和狭窄的道路。超车是困难的,总体速度通常低于其他比赛。高速公路通常包括椭圆形的轨道,更宽,经常倾斜,允许整体更快的速度。

如何赢得比赛是另一回事。比赛可以有固定的圈数,获胜者在完成规定的圈数后首先越过终点线。不过,还有其他的赛跑方式。像“勒芒的24小时”或“赛布林的12小时”这样的耐力比赛,车队试图在规定的时间内跑完最多的圈。“24小时的柠檬也采用了这种方式,但汽车的价格不能超过500美元。较长的比赛通常会雇佣多个车手,他们在进站时进行权衡。

公式E使用固定时限的变化。当领先的选手在时间到期后越过终点线时,倒数第二圈比赛开始。希望参赛队伍已经储备了足够的电池能量以快速完成比赛。

为了让比赛变得更有趣,赛车手们提供了一个涡轮增压或高性能模式。这通常是一个有限的选项,可以以多种方式实现。一级方程式增加了一个超车按钮,而印地赛车称之为“一推即过”。这提供了一个固定时间内的动力提升,这实际上是一个额外的40马力10秒。车手何时使用这项功能的信息可以在计时站获得,但车队必须使用他们的维修站-赛车电台来通知车手。

E级方程式的攻击模式提供了35千瓦的增益;然而,它是通过一个特定的区域来实现的(图3).该区域有标记,便于司机和观众识别。驾车通过该地区也需要更长的时间来抵消这种优势。从汽车离开该区域开始,额外的能量可以持续4分钟。


使用高性能模式可以做出有趣的权衡——它可以领先于其他已经激活该模式的人,或者超过那些没有激活该模式的人。高性能模式通常有一些限制,比如使用时间或使用次数。团队经常需要使用此特性,尽管其优点是他们通常希望使用更多的优点。

不同的比赛类型、限制、要求和获胜方法影响着赛车的驾驶方式以及车队与车手的合作方式。当团队挑战极限时,能源利用、轮胎磨损和其他因素都会发挥作用。这些细节往往会被不经意的观察者所忽略。例如,电动方程式赛车在整个比赛中消耗的能量是有限的,而且发动机的效率会根据速度而变化。跑得太快,你会在比赛结束前耗尽能量。

所有这些差异就是为什么车手不倾向于在不同的比赛平台之间移动。由于物理原理,这两辆车之间有共性,但细微之处会对司机的表现产生很大影响。它需要时间来学习一个新的环境和获得肌肉记忆,以快速适应变化的比赛条件。

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