你始终想了解，但从未有人带你深入——赛车燃油

[阿亮管理员 注册日期: 2015/04/02发帖数: 726]

我想，当一台赛车从你眼前或者从电视屏幕上飞驰而过后，你也许会产生这样的疑问：赛车到底烧的是什么油？当然，你也听到过这样的回答：都是高辛烷值的特殊燃油。实际上赛车燃油标号和成分都不尽相同，今天我们就来基于F1燃料来聊聊赛车的“血液”。

当2014赛季F1对于燃油流量限制的规则出台后，对于燃油供应商来说又提出了新的挑战。在耐力赛当中频频出现的“燃油效率”被F1所重视。

目前，除F1外的大多数赛事，每台赛车都使用了相同成分的燃油，例如WEC当中所有赛车的汽油及柴油成分都相同。而Super GT和SuperFormula每站使用的燃油都是从赛道围场加油站所加的燃油。这也就意味着目前F1的燃油科技是最高的。

不过，目前F1的燃油规则并没有完全的自由，目前F1燃油与目前能在欧盟市面上所能购买到的民用燃油成分及其相近。也就是说，给民用车用的燃油加到F1的油箱当中也能使一台F1赛车正常运转。但是，民用车燃油无法满足今天F1赛车对燃油效率的要求，因此还是有一些细微差别的；目前的F1燃油能效高达50％。

对于F1燃油，在新版规则中分为两个部分，第一部分是关于燃油本身的物理性质；燃料的性能被要求满足欧盟EN228规定。第二部分是关于化学性质；要求成分必须与民用车燃料保持99%的成分一致性。

赛车燃油基于民用燃油开发，也就意味要在辛烷值，燃烧速率和能量密度之间做出权衡。前者需要高RON芳烃及含氧化合物，后者需要高热值也就需要更多的链烷烃、烯烃和环烷烃。这两个性质刚好相反，并且燃油的化学分子受到了严格的限制。在2014年新规则出台前，辛烷值是绝对的王道，在新规则出台后数以百计的不同配方燃油接受了测试，最终只有几种配方被FIA认可。

以道达尔为例，F1的燃油由超过200种化学物质组成。虽然FIA限制了燃油的成分但是每家燃油供应商的配方却是非常不同的。

目前的F1规则对于RON和MON的值没有上限规定（RON+MON/2>87），2010年，为了涡轮引擎的回归，允许燃油供应商在民用车燃油的基础上研发优化配方。该规则允许在燃料中使用生物成分及生物乙醇，并且在目前看来这些燃料混合物起到了关键的作用。规则规定燃油中必须至少有5.75%的混合物。根据先前的规则，燃料主要在两个方面影响赛车性能，首先是引擎的绝对功率输出，其次是燃油的携带量；当携带更多燃油时，赛车的动态效应将会变缓，因此将会影响单圈成绩。对于F1赛车来说，在低速赛道上的燃油消耗会较小，反之在高速赛道燃油消耗会更大。密度越大的燃油重量越重，但能为引擎提供更多的动力，且在相同条件下“烧”的也更慢。所以此前，燃油供应商往往会在斯帕、蒙扎这样的高速赛道将会提供密度更大燃油，而低速赛道则会提供质量较轻的低密度燃料。

今天，受到燃油流量（100kg/h）和燃料最大有效负载（100kg）的规则限制，所以，对于性能来说关键因素是在于在有限的燃油条件下让动力单元输出更多马力。因此最佳的功率输出必须建立在最小的制动燃油消耗率（BrakeSpecific Fuel Consumption）之下。

如今，引擎设计师将引擎的压缩比提高，以此来提高燃油的效率和性能。这对于燃料实验室的研发人员来说这并不是个容易活儿；目前F1燃料的配方分为三个关键领域。首先抗爆性是关键，由于更高辛烷值的燃料具有更好的抗爆性，因此可以提高点火提前，这提升了引擎功率及得到了更好的燃烧循环。其次是燃料的能量质量比，在燃油流量被限制在100kg/h时，可以选择质量更重的高能量配方，即在给定流量的情况下提供更多能量。第三点是燃烧速率。对于燃料工程师来说，必须找到这三点的平衡。

在本田所发布的1988年的引擎介绍资料中我们得知，在当时，F1的燃料是由84%的甲苯和16%的正庚烷所构成。这种燃料在RON和能量方面都接近芳烃的特性。当时燃料RON上限为102，但抗爆性是当时引擎性能的关键，因此当时的燃料中包含了大量的甲苯，而正庚烷的作用是将RON值刚好调整至102。这种燃料性质与当今F1的燃料的EN228规定相距甚远。

1988年本田F1引擎的制动燃油消耗率（BSFC）为272g/kWh，相比之下，目前F1的V6涡轮增压引擎BSFC都低于200g/kWh这个值。因此在实现相同的职责的情况下，F1的燃料消耗率已经较之前减少了25%。

由于欧盟正在增加民用车燃料当中的生物成分含量，因此F1燃料的未来也有可能更多的向生物燃料发展。

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• 该话题由  阿亮 于 2017-12-17 修正。

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