F1 懸架是如何工作的?

2024-11-28汽車知識175

毋庸置疑,一級方程式賽車令人印象深刻的賽道性能在很大程度上歸功於其多連桿類型的懸架。事實上,在這些機器上遇到的更硬的懸架實際上是最大限度地利用強大的 750+ F1 發動機的最重要特徵。由於 4 個車輪是 F1 賽車與賽道互動的唯一方式,因此設置懸架以最大限度地延長車輪實際在地面上的時間至關重要。


當然,該聲明與 F1 賽車的直線行為無關,因為它幾乎一直粘在賽道表面。然而,在轉彎時,懸架的唯一目標是儘快將汽車推上賽道 - 在撞到顛簸和路緣石之後 - 以增加輪胎的抓地力。這是 F1 懸架所基於的最重要的變數,無論駕駛員是否缺乏舒適性。

F1 賽車懸架最重要的元件是推桿。推桿是將汽車底盤(因為它連接到它)連接到車輪的對角線。它們的工作原理實際上是由它們的名稱給出的,因為當汽車通過路緣石或顛簸時,上述臂會將搖桿向下推。搖桿就是您可能知道的鐘形曲柄,它通過扭桿將推桿的運動轉化為阻尼器的向下運動。

搖桿的功能非常重要,因為這是推桿背後的驅動力,對其有效性起著決定性作用。上述段落中描述的運動平移 - 在車輪和阻尼器之間 - 是通過乘法器進行的,導致後者的移動比前者的初始運動大幾倍。這樣做的目的是創造懸架的正弦准非線性剛度,使車輪能夠儘快返回軌道。

F1懸架的另一個重要部分 - 以及任何其他類型的懸架 - 是與彈簧和減震器相關的部分。由於彈簧是懸架中幾乎吸收顛簸的部分,因此在其柔軟度/硬度與汽車的機械抓地力之間找到良好的折衷方案變得至關重要。很明顯,彈簧越軟,汽車通過顛簸或彎道的速度就越快。然而,不利的一面是,駕駛員不會對汽車有同樣的直接感覺,因為它的操控性將更難控制。

使用軟懸架或硬懸架是所有車隊都在兩者之間搖擺不定的事情,具體取決於賽道。在需要駕駛員犯小錯誤的賽道上,良好的操控性是必須的,主要是街道賽道(幾英寸的不精確會導致撞到障礙物)。另一方面,受益於寬賽道(彎道出口)和大徑流區域的電路需要更軟的彈簧以獲得更高的轉彎速度。

但是,如果沒有減震器,F1 賽車將繼續上下移動,直到彈簧停止移動。減震器(顧名思義)是懸架的一部分,位於彈簧內,用於控制其振蕩。換句話說,當彈簧吸收顛簸時,減震器控制彈簧的運動。一個人不能沒有另一個,因為彈簧和減震器作為一個整體工作。

毋庸置疑,自一級方程式賽車首次亮相以來,F1 車隊一直在嘗試尋找在轉彎時將汽車「粘合」到賽道表面的新方法。儘管這些解決方案中的大多數都是基於通過汽車的空氣動力學產生更好的下壓力——科林·查普曼 (Colin Chapman) 在 1970 年代中後期建立的著名“地面效應”,導致極快的轉彎速度——其中一些與汽車的懸架有關。

現在著名的調諧品質阻尼器就是這種情況,這是雷諾在 2006 年為他們的 R26 挑戰者設立的概念。但究竟什麼是調諧品質阻尼器?

正如雷諾當時所解釋的那樣,上述裝置由放置在汽車前部兩個懸架彈簧之間的約 9 公斤的質量組成。質量減震器系統的性能效果是,該結構有助於在通過彎道顛簸時穩定汽車的前端,從而更快地將汽車向下推。除了減少振動外,品質阻尼器還增加了前端抓地力,從而提高了拐角出口的速度。

工作原理非常簡單。一旦你將 9 公斤的品質放入彈簧中,一旦彈簧被壓縮,它就會自動導致彈簧的自由能量儲存起來——跟隨汽車在路緣石上移動。這反過來又會使品質向上移動。然而,由於彈簧連接到汽車的鼻子上,品質的向上運動會自動變成從品質到汽車鼻子的向下運動。這將提高汽車前部的抓地力。

國際汽車聯合會很快宣佈調校質量減震器是非法的 - 在同一賽季期間 - 認為它們是可移動的空氣動力學裝置。


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