一級方程式技術分析 - 引擎設計

賽車資訊 | 一級方程式技術分析 | 發布日期: 20/02/2023

作為引擎供應商嘅Renault，喺2022賽季都將自家賽車引擎重新設計，渦輪與壓縮器分開喺引擎兩邊。4大引擎供應商只有Ferrari未有咁嘅配置，究竟呢種稱為split turbo嘅引擎配置方式有咩好處？

Split turbo技術最早由Mercedes喺2014年引入。當時Honda、Ferrari 以及Renault都選擇將渦輪、壓縮器共同放喺引擎嘅未端，再連接到熱能回收裝置(MGU-K)。反觀Mercedes嘅引擎設計就將壓縮器、渦輪分別安裝喺引擎嘅前後兩端，再喺連接呢兩個部件既傳動軴上安裝MGU-K。

Photo by: motorsport.com

呢個設計成功幫助Mercedes嘅引擎有一個較好嘅熱效率(Thermal Efficiency，即引擎嘅輸出功率除以燃料總能量)數字越高代表引擎嘅效率越好。到2018年Mercedes研製出世界上效率最高嘅引擎，呢副熱效率去到52%嘅引擎對呢幾年Mercedes王朝可以話係功不可沒。其他供應商見到呢個設計，都紛紛投入資源重新設計引擎佈局。

要明白split turbo強項喺邊，就要先明白多啲turbo引擎嘅細節：當空氣喺經過壓縮後體積下降，同時氣體壓力、溫度都會上升，所以需要使用散熱器將壓縮後嘅空氣降溫。而引擎燃燒燃料後排出嘅廢氣推動渦輪，再結合由MGU-H產生嘅熱能轉換成動能，推動壓縮器增壓。假如將渦輪與壓縮器放埋一齊，廢氣令渦輪升溫嘅同時，亦到會波及到壓縮器，令到壓縮後嘅空氣溫度升得更高，結果要一個較大嘅散熱器。Split turbo取勝之道就在於：兩個「熱廚房」分隔得開啲，壓縮空氣喺引擎進氣口嘅溫度控制得越低，引擎嘅嘅輸出就越高。平治呢款設計雖然工程技術要求較高，不過確係大大減少咗進氣口與排氣口嘅數量，令到引擎嘅佈局更緊致，整體效率自然有所提升。

Honda雖然係2015已經重新設計split turbo既引擎，不過大大話話都用左5,6年時間升級，到舊年先有能力挑戰Mercedes既引擎。宜Renault引擎喺幾過多年研發後最終都係改用呢個設計，而現有嘅引擎設計會喺3月進入技術冷凍，代表Ferrari未來幾年都唔可以重新設計引擎。Renault今次重新設計好大機會係要彌補使用E10生物燃料所造成嘅損失，新嘅設計用到更符合賽車要求嘅較細散熱口，有望幫車隊坐穩中上游嘅位置。