賽車燃料採用策略

   關於我們將要討論的主題的邏輯論證如下：因此，超凡脫俗的發動機（在結構、功率和運作方式方面）將使用超凡脫俗的燃料，以提供超凡脫俗的性能。儘管「out-of-this world」一詞在最後一句中被大量使用，但人們無法用其他方式解釋賽車運動中使用的發動機產生的巨大動力。他們必須受益於一種神奇的燃料，使他們能夠在整個賽季中每週一周地在整整 2 小時的比賽中（有時甚至一整天，參見勒芒 24 小時耐力賽）中發揮出高水準。

我們可以告訴您的是，當然，這種類型的發動機不使用您可以在世界各地的任何加油站購買的汽油或柴油，但它們使用的燃料與此沒有太大區別。當然，每個系列賽都必須遵守有關所用燃料類型的某些規則，但與汽油/柴油一起使用的系列賽通常不允許車隊添加更多內容。

但是，燃料製造商可以使用汽油的成分（例如），以影響燃燒室內的化學反應，從而提高發動機的額定功率。

然而，在一些錦標賽中，規則制定者決定尋求更環保的解決方案，因為改用更環保的燃料（主要是第二代生物燃料）似乎是全球大多數系列賽都採用的策略。

一級方程式

國際汽車聯合會 （FIA） 多年前決定，一級方程式賽車使用的燃料不得含有商用汽油中不存在的元素。這就是我們今天在這裡解釋的起點。必須知道，F1 發動機是由符合歐盟標準的無鉛「超級」汽油提供動力的，而不是由一些神奇的汽油提供動力，這些汽油可以幫助發動機在 F1 賽季中延長使用壽命、呼吸更多動力並減少污染。

所以下一個問題是，為什麼發動機擁有如此強大的動力，並且在 F1 賽季中像在任何加油站都可以買到的常規日用燃料一樣可靠？答案很簡單：與 F1 車隊合作的燃料公司（順便說一句，他們免費為他們提供必要的燃料和潤滑油）正在以不同的方式製備汽油，以一種在燃燒室中提供更多“暴力”的方式混合其成分。

正如你們現在可能都知道的那樣，汽油與氣缸中的空氣混合產生燃燒。因此，F1 製備的汽油必須包含更多的爆炸顆粒，以產生更多的動力並確保更好的燃油經濟性。因此，上述公司必須做的簡單事情就是正確計算並生產最有效的飽和和非飽和成分混合物，以實現高度的爆炸性。

與普通公路車使用的無鉛汽油相比，F1 機械使用的汽油只有一個共同點：石蠟的比例。雖然石蠟在公路車和 F1 汽油中分佈均勻，但比例發生顯著變化的成分是非飽和成分。這是因為分子具有較少數量的氫原子來使碳原子飽和，因此增加了汽油的辛烷值。

與公路車使用的燃料相比，非飽和成分（如芳烴、二烯烴或乙炔）的數量要高得多，但不能超過國際汽聯規定的限制。例如，芳烴（如苯、甲苯和二甲苯）在 F1 汽油中的比例更高（15%，而公路車中為 10%）。總體而言，F1 燃料中有 45% 的非飽和成分，而公路車使用的燃料中只有 20%。

除了辛烷值外，國際汽聯還控制氧氣和氮氣混合物的密度。

印地賽車

與一級方程式不同——一級方程式由國際汽車聯合會管理，因此必須遵守歐洲賽車燃料方面的立法——印地賽車系列賽在北美賽車機構的規則下運行。為了將賽車污染降至最低，印地賽車官員決定慢慢用 100% 燃料級乙醇代替汽油。

我們非常確定你們中的大多數人都知道乙醇是什麼，但為了以防萬一，我們將保留記錄，乙醇不應與生物乙醇一詞混淆。後者是從農業原料中提取的，而前者也稱為乙醇，其質地與酒精飲料中的酒精相同。

這家北美機構選擇這種燃料的原因是，一方面，它是一種可再生燃料，另一方面，因為它是世界上最環保的燃料類型之一。

“乙醇 – C2H5OH – 自古以來就是通過糖的發酵製成的。酶是一種來自酵母的酶，可將單糖轉化為乙醇和二氧化碳。所有飲料酒精和超過一半的工業乙醇仍然通過這種工藝製造，“聽起來像是對乙醇代表什麼的相當不錯的解釋，正如 IndyCar 官方網站上顯示的那樣。

與歐洲不同，北美大陸的目標是使乙醇成為未來的下一代燃料類型。因此，美國和巴西負責全球乙醇燃料產量的近90%（去年），並且已經著手在道路汽車汽油使用中徵收一定比例的乙醇。在美國，公路車汽油中乙醇的最低含量必須為10%（並非所有州都受該法規的約束），而在巴西為25%。

與普通汽油相比，眾所周知，乙醇在發動機內部產生的動力較少，因為每單位體積乙醇的能量（大約是汽油生產的乙醇的三分之一）。因此，IndyCar 官員決定增加發動機的排量，以保持其本田 V8 的高水準動力。然而，從好的方面來說，使用乙醇在燃油效率方面是一個加分項，因為它可以確保更好的燃油里程。因此，油箱不必像使用汽油的賽車系列（例如 F1）中使用的油箱一樣大。

FIA 世界房車錦標賽

國際汽聯世界房車錦標賽是一項為勝利而戰的汽車與普通公路車模型沒有太大區別的比賽。基本上，他們把不必要的東西從車裡拿出來，離開駕駛座，稍微改變一下懸架，對汽車的設置做一些小的改變，就是這樣。

因此，他們使用的燃料與您在全球每個加油站可以購買的燃料完全不同。這是為數不多的允許車隊同時使用汽油和柴油為發動機提供動力的比賽之一。柴油由 SEAT（目前）使用，而 BMW、Lada 和 Volvo 則用於汽油動力裝置。

然而，由於國際汽聯一直在嘗試實施能夠並且將在未來適用於全球汽車行業的新技術，因此這項特殊的錦標賽開始使用生物燃料，以使汽車更加環保。2009年，國際汽聯 WTCC 車隊被迫使用 10% 的第二代生物燃料，以及 90% 的無鉛汽油或柴油。

“乙醇含有氧氣，這有助於普通汽油更清潔、更徹底地燃燒。使用 E10 生物燃料可減少 6.3% 的石油使用量，還減少了一氧化碳、顆粒物、氮氧化物、廢氣揮發性有機化合物和形成臭氧的污染物的有害排放，“PANTA Racing 的 Luca Perani 解釋說，該公司為 WTCC 車隊提供 2G 生物乙醇。

普通生物乙醇實際上是由幾種類型的作物（甘蔗、馬鈴薯、木薯或玉米）製成的，而第二代生物乙醇是由糖加工的工業廢料製成的。從環保主義的角度來看，這方面非常重要，因為它減少了對用生物乙醇替代汽油的擔憂（以及生產能夠維持全球生物乙醇燃料的作物所需的資源量）。

勒芒

參加著名的勒芒 24 小時耐力賽的賽車——無論是 GT 車型的原型——都可以使用替代生物燃料來源為其發動機提供動力。同樣，我們不僅僅是在談論一種類型的燃料，因為每輛車都允許使用汽油或柴油。

在這兩種情況下，正如國際汽聯世界房車錦標賽（FIA World Touring Car Championship）所規定的那樣，發動機被允許使用10%的生物燃料，這取決於它們的初始燃料（例如，汽油發動機的生物乙醇和柴油的生物柴油）。正如我們在本文前面 （IndyCar） 中已經介紹過生物乙醇部分一樣，讓我們稍微關注一下生物柴油。

生物柴油是從油基或動物基脂肪中提取的，用於標準柴油發動機。有許多油用於生產生物柴油，例如菜籽油和大豆油、農作物（芥末、亞麻、葵花籽油、棕櫚油、椰子、大麻）、動物脂肪（牛脂、豬油、黃油脂、雞油）、藻類等。

國際汽聯不想在其大多數系列中增加生物柴油百分比的原因是，人們一直在爭論是否最好用生物燃料替代汽油或柴油。生物柴油的生產將造成巨大的經濟混亂，因為它將導致全球原料產量的大幅增加。

生物柴油也可以從生物質（由生物體產生的生物材料，如木材或酒精燃料）中獲得。

納斯卡

就像一級方程式一樣——儘管它們是兩種不同類型的賽車系列，但這兩個總是會被比較——NASCAR 車隊使用的燃料不是街頭合法的。它不含任何類型的生物燃料（乙醇、生物乙醇或生物柴油），但在燃燒室內具有巨大的爆震能力。

發生這種情況是因為生產這種無鉛燃料的公司正在改變汽油成分的比例以改善爆炸。然而，直到最近，NASCAR 才找到了一種方法來在此過程中保護他們的發動機。使用高辛烷值燃料通常會對發電廠造成嚴重損壞，北美賽車系列賽不得不提出一個計劃來阻止這種情況，以減少與發動機相關的支出。

該解決方案名為 SUNOCO 260 GTX，這是一種不含任何醚、醇或 MMT 的特殊汽油，可保護發動機和燃油系統的多個部件免受劣化。它的作用是確保發動機內部以 12：1 或更高的壓縮比提供高水平的動力。正如生產它的公司所解釋的那樣，這種燃料（早在 2008 年在 NASCAR 中推出）非常適合“許多需要比街道燃氣提供更多防爆保護，但不能使用含鉛燃料的應用”。

當然，這種無鉛燃料添加了多種添加劑，以確保長達一年的持久使用壽命。

NHRA（飆車）

正如預期的那樣，Top Fuel、Funny Car 或 Pro Stock 機器使用的發動機必須受益於巨大的爆炸。因此，NHRA 官員裁定，截至 2008 年，所有車隊使用的燃料應由最多 90% 的硝基甲烷和其餘的甲醇組成。如果想減少硝基甲烷的量，甲醇的比例可能會更大。

我們不會深入討論關於硝基甲烷的全部化學爭論，但應該考慮這樣一個事實，即它僅用作火箭和模型飛機的發動機燃料（除了 Top Fuel 飆車）。話雖如此，Top Fuel 機械使用這種燃料是很自然的，因為空氣/燃料混合物可以用比汽油作為燃料少得多的氧氣燃燒。

基本上，燃燒 Top Fuel 發動機內汽油所需的空氣量是燃燒硝基甲烷所需空氣量的 8 倍以上。機械師很自然地會嘗試在氣缸的燃燒室內引入盡可能多的燃料（在交換少量空氣的情況下）以確保強大的爆炸性。此外，硝基甲烷產生的功率是汽油產生的功率的兩倍多。

要瞭解 Top Fuel 機械發動機內部的空氣/燃料混合物有多豐富，就要知道模型飛機使用的燃料很少含有超過 30% 的硝基甲烷。如前所述，Top Fuel 飆車燃料中使用的硝基甲烷量最高為 90%（車隊傾向於使用接近最大比例以最大限度地提高發動機功率）。

摩托車GP

每個人都知道，MotoGP 錦標賽中使用的機器不是您在街上看到的東西。這些是原型自行車，由MotoGP車隊進行了大量改裝，甚至不會使用公路模型中可能遇到的10%。

但是，用於為這些自行車發動機提供動力的燃料類型與您在全球任何加油站個人購買的燃料類型沒有太大區別。這意味著燃料的成分與公路自行車/汽車中的燃料成分 99% 相同。只有部件的比例會產生差異，以確保燃燒室內更好的爆震