扩散器的F1赛车扩散器
扩散器,F1赛车空气动力学套件的重要组成部分,它与前定风翼一样非常关键。扩散器是F1赛车获得下压力的主要来源之一,据资料介绍:它产生的下压力,占整个车身总下压力的40%。 扩散器主要是利用流体速度的大小与压强成反比的原理,将赛车底盘下部的气流梳理后快速导出,增加赛车底盘下部气流的速度,从而形成低压区,达到增强赛车下压力的效果。简单形象的理解就是将空气快速的扩散导出,加速气流流动。而气流速度越高,与气流垂直方向的气压会越小。将这种装置装载在赛车底部,使得赛车上部的气流气压大于底部的气流压力,从而形成气压差,使赛车产生一股往地面方向的压力,即所谓的增大下压力,使赛车轮胎有很好的抓地力。F1赛车车队法拉利的赛车248F1使用了来自F2005的双层中央扩散器,具体方案是用一块向前倾斜的翼片,将中央扩散器分为上下两部分。据称,这样做的好处是,能够提高赛车在低速状态时,扩散器的抽取效率,以获得足够的下压力。 车尾中央,后翼之下的两个一般为黑色的平行竖直的应该是长方型板,大多数车队用的都是平面版,去年的FW26用了一对波浪板,今年又改回来了。今年FIA对扩散器的高度做了限制,以减小下压力。
「F1」布朗GP车队不为人知的故事:双层扩散器引发的迷思!
在赛季刚开始时,BGP001赛车的车尾与其他车队的赛车出现了极为明显的不同,那就是位于底部、能够使赛车有效获得下压力的双层扩散器(double diffuser)——虽然FIA透过规则大修改缩小扩散器的尺寸,借此减少赛车的下压力,不过在规则中并没有明确说明扩散器的设计方式。除了布朗GP车队外,威廉姆斯和丰田等两车队也在赛季初期采取了与BGP001类似的设计,导致竞争对手们在揭幕赛后向FIA抗议,虽然这次的抗议以失败收场,不过数支车队随即在巴林提出上诉,但FIA再次裁定双层扩散器的合法性——此时布朗GP车队已拿下4场大赛中的3场胜利。因此多数人到了现在仍认为双层扩散器是Brawn车队能在2009年赛季初期取得巨大优势且奠定冠军基础的最重要关键,不过根据时任布朗GP车队首席空力设计师John Owen所言,车队早已预测到相关设计将会引起争议,并做出了对应方案,如果BGP001必须舍弃相关设计,赛车的单圈速度仅会比原先慢上0.3秒。双层扩散器并非夺冠最大关键「大家都把双层扩散器的重要性看得太高了,这就是关键所在」,Owen表示,「简单的说,新规则的重点在于简化空力套件的设计量,因此我们会有下压力较差的前翼,以及效果不甚满意的车尾单层扩散器(single diffuser),所以主要的论点就是该如何确保扩散器取得的下压力,或是怪罪新前翼烂到不行,通常大家都是选择后者。」 (沿用RA108「小飞象」设计的RA109初期试验前鼻翼 来源:Racecar Engineering)「在初期的开发过程里,我们发现的其中一个关键就是现在为兵家必争之地、位于后轮刹车系统的气流板,当时我们曾经尝试开发,不过因为单层扩散器而作罢,直到我们开发出可配合的双层扩散器为止,这让我们争取到1秒左右的单圈速度。」「也因为这样,我们原本停滞的赛车研发作业顿时活络起来,但也因为双层扩散器势必会引起争议,所以我们也展开B计划,即将原本的单层扩散器设计最佳化,整体来说,使用最佳化后单层扩散器赛车的单圈速度只会让我们比使用双层扩散器时损失0.3秒。」「确实之后的赛车设计方针都是以装设双层扩散器为主,不过双层扩散器的真正价值在于点出开发重点,如果没有它,我们搞不好找不到这些性能提升空间,也因为这样,我们才能改善赛车整体的性能,所以即使后续的抗议成立,我们也还能在场上维持一定竞争力。」「Red Bull车队认为我们是靠双层扩散器才能获得巨大优势,所以他们很快地想如法泡制」,首席策略师James Vowels表示,「但实际上双层扩散器只能让赛车获得不到1秒的优势,而且还得重新设计变速箱与车尾防撞结构才能达成,相信他们在开发进入尾声时也意识到这点。」「所以这让双层扩散器衍生出另一个价值,那就是打乱了对手们的空力升级计划与预算,而且我们当时的升级开发预算只有聊胜于无的几十万英镑,让我们偷笑了一阵子。」「双层扩散器的概念来自于日本的空力工程师Mina」,Owen表示,「当时他在总部跟我们提到他们在日本进行的相关概念实验。其实在2008年年初,我们就在规则上看到了这个模糊地带,但当时我们为了对整体规则进行初步了解而没有花心思研究。」「而且我们曾经在FIA技术会议(Technical Working Group)中试图表明这个模糊地带,因为这可能会让加强赛车性能——但实际上赛车整体性能因规则下降许多,当时TWG的人并没有极度重视,因为他们认为我们在吓唬人,不过最主要的原因应该是我们当时并非优秀的技术团队,『你们懂什么?』」「当时Mina向我们提出相关概念时,他已经做出了试验成品,老实说,一开始的呈现方式并没有打动我的心,但虽然初期设计还有一些问题,但概念实际上可行,而且有许多提升空间,所以我们以Mina的设计为基础做出了我们的版本,而且符合我们的规划。」「同时为了保险起见,我们曾经将赛车设计草图给FIA赛事总监Charlie Whiting过目,他看过后回应没有看到任何违规事项,因此我们继续进行相关研究。」另一个有关BGP001赛车基础极佳的迷思是本田为了2009年赛季砸下的大笔资源:3组风洞,以及来自于2008年季中解散的本田卫星队Super Aguri团队的大力协助;确实本田为了空力规则大改的2009年赛季而由包含Super Aguri空力团队在内的三组人马研发赛车,不过最终以BGP001之名问世的RA109赛车的设计概念直到2008年6月才逐渐成形。虽然在2007年有亮眼表现,不过由前日本F1车手铃木亚久里(Aguri Suzuki)创办,主要为安排本田车手佐藤琢磨(Sato Takuma)出赛的Super Aguri车队最终仍遇到资金问题,在2008年仅参与5场大赛就关门大吉。「当时在本田的援助下,我们不断努力发展2009年项目来填补这段期间的不足」,Owen表示,「本田专注在引擎开发,而我们得在赛车车架上有所突破,于是整个研发团队分成三组:第一组是风洞规模较小,位于英国布莱克利(Brackley)的总部团队,第二组是英国泰丁顿(Teddington,位于大伦敦郊区)的Super Aguri车队空力组,第三组则是本田的日本团队(HGT,现为HRD Sakura)。」「一开始各界自然认为我们可以完全获得三座风洞与三组团队的所有研发能量,但实际不然,第一个原因是三组风洞与风洞模型规模必须完全相同才能获得有效的比较资讯,第二个则是三支团队在初始时并不能共享资讯,而是各做各的,这些资讯最终由我和空力组组长Loic Bigois整合。这样的脑力激荡过程对我们是不错的实验,最后我们在2008年6月完全整合了三个团队的研发项目,并开始透过大型风洞进行研发程序。」「所以当时有传闻指出本田进行了长达18个月的研究,但实际不然,我们当时一直在研究各项规则,直到2008年6月才进行资讯整合与主要的空力开发,确实赛车大部分的设计概念是采自于Super Aguri团队,但也添加了布莱克利团队的研究成果,以及HGT的车尾双层扩散器。」「我们的目标是让赛车尽可能维持近似2008年的下压力,当时其他车队的工程师才认定大幅简化的2009年规则赛车下压力将会损失许多」,Jenson Button组工程师Andrew Shovlin表示,「因此我们设定了这样的高标准,并开始进行相关研究。」「当时BMW Sauber车队设的目标太低,将目标调整过好几次,相对的,我们在一开始就挑战高标准,当然在还没摸透新规则前,要达成这样的高标准是个大难题。 」「我们基本上是将2008年赛车转变为2009年赛车,这段期间我们必须将所有在新规则中违规的辅助套件全部拔掉,团队月因此遭遇到许多挫折,不过经过约两周的时间后,整个研发曲线下跌幅度会趋缓并稳步回升,因为这段期间我们已大致将赛车原本能获得下压力的区域全数移除,并准备重新调整车体结构。这个过程目的在于掌握基本程序与之后的开发重点,只要能掌握着这些,接下来的流程就会顺畅许多。」「当我在开季时看到Red Bull车队的概念赛车时,我认定那辆赛车到了赛季尾声会是最快的」,Owen表示。「Super Aguri团队的概念正好与Red Bull团队不谋而合,不过我也提到,当时我们在设计上还有许多问题,而且Red Bull团队提出的概念野心太大、走得太前面。」「我们重视赛车各零组件与悬挂系统的合法性,因此我们决定将部分设计保守化,以确保整体赛车的稳定度。虽然做出了这样的决定,但我还是认为Super Aguri团队的方案是最理想的:当时的风洞照片显示他们采用了与Red Bull车队近似,较高且细长的车鼻,不过为了稳定度,我们还是得做出取舍。」本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
F1的赛车扩散器是怎样一回事???
简单来说就是FIA对2009赛季的F1赛车尾部扩散器提出新规则 原文这样写道:“从车底向上观察,任何可以看到的并且位于后轮中心线和其后350毫米之间的部件均不得高于基准面175毫米。在这个区域内由横向或纵向垂直面形成的交叉面需形成一条连续的直线。”
对于传统的尾部扩散器来说,尾部扩散器和底盘在后轴处相连接,以很简单的方式将气流引进尾部扩散器。虽然各车队都会在尾部扩散器中垂直面将其分割成很多部分,但实际上它依然是一个整体。 而对于使用双层尾部扩散器的车队来说,车尾部的气流则被分成了三组,而每组气流则流向各自独立的尾部扩散器。第一组气流沿着向上抬高的车底流向两侧的尾部扩散器(与传统的一样),第二组气流则沿着‘参考面’流向双层尾部扩散器的下层。由于这两部分的尾部扩散器的高度都没有超出175mm,所以他们符合规则的规定。而引起争议的则是尾部扩散器是上层结构,上层结构的气流来源于赛车外部‘可乐瓶’区的气流,通过车底的靠近变速箱附近的一个小开口来将气流引入扩散器的上层这部分的高度其实已经远超过175mm的极限。
好比限定大货车的货箱高度不得超过2米,以防车身过高结果就有货车司机的货箱不超过2米,但是把货还堆到货箱顶上了。。。没超过规则的规定,但是却有悖规则的原意。
布朗GP、威廉姆斯、丰田三支车队钻了规则的空子,设计出了双层甚至三层尾部扩散器,给赛车提供更大的下压力,在2009赛季的前两站表现出色.
在大概10周之前,各车队在Portimao展开了新赛季的首次测试,在测试所进行的第一天便开始有人质疑威廉姆斯和丰田车队的尾部扩散器设计有违规的嫌疑,而在离赛季开始还有一个月的时候,布朗车队成立,他们所带来的赛车也同样有类似的尾部扩散器设计。
在测试刚开始的时候,虽然威廉姆斯和丰田有违规的嫌疑,但是由于他们的速度并没有太过于惊人,大家也就没有太在意,可是随后布朗赛车的出现,他们领先的优势让人不得不开始去注意他们的尾部扩散器设计。
问题的争议起源于各车队对新的赛车设计规则有着不同的解读。这些新的规则的用意是用来降低赛车对空气力学的依赖性,并且借此来增加超车的机会,而为了达到这个目的,其中的一个方法便是减小尾部扩散器的尺寸。可是,在规则中对后轮中心线以后的部分的规定太过于模糊,并且有的时候甚至有点自相矛盾,让车队有空可钻。威廉姆斯,丰田以及布朗车队都设计出了一种双层尾部扩散器,在赛车的加上了‘假车底’后,可以让尾部扩散器变得更高,同时也能产生更大的下压力。(一般来说,尾部扩散器越大,所能提供的下压力也就越大)
对此法拉利、雷诺、、宝马、麦克拉伦等七支车队向国际汽联提出上诉,可惜的是最终双层扩散器被判符合规定。法拉利等车队败诉。
F1赛车的吹气扩散器是什么?工作原理是什么??
“松油废气扩散器”——off-throttle
blown
diffusers是F1大师艾德里安-纽维领衔发展的技术概念,从上赛季开始出现。F1技术总监查理-怀汀也将其称之为热吹扩散器(hot
blown
diffusers)。现在已被诸多车队采用。
所谓“松油废气扩散器”,是指为了让赛车在弯道上,也就是车手在松开油门踏板的同时,也能保证排气管向扩散器输入足够的废气,进而保证blown
diffusers在弯道上的下压力制造能力亦处于高值,通过对引擎的进行特殊设定。让车手在松开油门踏板的短时间内,油门控制阀依旧处于开启状态继续供油,并延迟点火。
参考自:
http://sports.sina.com.cn/f1/2011-06-17/11235622432.shtml
F1赛车 底部扩散器是怎样为赛车提供下压力!
底部扩散器,有些人称为尾部扩散器,其工作原理是通过车尾的负压区,将底盘下方的空气抽出,从而使地盘下方处于模拟真空状态,将车吸在地上。由于F1赛车的高度被设计的比民用车低很多,而且F1赛车追求的是低阻力,所以F1赛车的尾部负压在同等速度下不及民用车,导致单通过扩散器很难产生巨大的下压力。所以现在的F1尾翼是与扩散器同等重要的,尾翼在设计时就是为扩散器产生更大的下压力作为初衷的,尾翼产生的阻力时产生下压力的效率较低,所以尾翼的设计目的就是将气流扬起,从而让产生扩散器产生更大的下压力。
现在的F1底板上是没有任何曲面的,所以下压力的大小与车速有直接的关系。2013年FIA准备引进地盘效应规则,届时底板上会有曲面的造型,这种设计可以使F1在高速时产生的地盘真空区保持到低速状态,而高速时地盘产生的下压力会比现在高出一个数量级。