F1赛车是怎样换档的?

我们都只看到方向盘上的拨片,但是在车手按下拨片后都发生了些什么?怎样将车手的动作传递到变速箱的?怎样对信号进行控制和逻辑判断?用什么动力(气动?电动?)来实行变速箱的齿轮切换?

F1使用的是半自动离合器,换挡时不需要按离合器。F1车手是用方向盘背后的拨片来换挡的,方向上一共有3个拨片,一个加档,一个减档,一个离合离合一般只用在发车时的。

7个挡 F1赛车的最高时速可达350公里,但由于赛道、载油和轮胎的原因,F1赛车并不是地球上速度最快的汽车。

F1赛车不是用来创造最高时速的工具,而是体育器材。因此,F1赛车从一开始就不追求最高时速,而是追求最高转速。目前披露的数字显示,法拉利和宝马引擎的最高转速已经突破1.8万转/分。

此外,F1赛车要想取得最高时速还取决于赛道的条件,在世界上只有德国的纽布林格、意大利的蒙扎和比利时的斯帕三个赛道上可以实现最高时速,上述赛道也被誉为世界三大快速赛道。

在去年意大利大奖赛的排位赛中,舒马赫驾驶法拉利赛车跑出时速352公里,而没有改动之前的纽布林格赛道时速可达360公里。

不过,出于安全原因,国际汽联并不鼓励F1赛车一再刷新最高时速纪录。此外,由于F1使用不规则赛道,圈内也只注重最快圈速和平均时速。一场F1大奖赛的平均时速可高达200公里。

首先需要澄清一下,现在绝大多数赛车都不是我们日常驾驶的手动挡汽车,也就是原理上通过传统的机械离合器分离,然后挡杆连动换挡拨叉来切换齿轮组实现换挡的变速箱。

赛车普遍采用的是半自动换挡的变速箱,只是形式上还需要车手来干预升挡和降挡的操作,但这种换挡模式和传统的手动挡在变速箱技术上完全不同,车手每次扳动挡杆或换挡拨片实际上是触发一个电信号,完全由电子系统来实现换挡操作,相比民用车的手动挡和自动挡换挡速度更快,可以是毫秒级的,降挡可以自动补油维持发动机转速,甚至可以避免误操作的响应,避免发动机或变速箱的损坏。比如我们现在民用车上的双离合变速箱就是从赛车上引用而来的。对于像我们相对熟悉的F1和WRC赛车来说,它们的离合器只是在起步时用到,升降挡的过程完全是电子系统来进行控制,不需要人工干预离合器分离。

那么为什么赛车的变速箱不使用自动变速箱,却要使用比自动变速箱更复杂但仍然要由车手进行换挡操作的变速箱呢?

因为在赛车的比赛中,在什么时候升降挡如何使用发动机的转速来控制合理的功率和扭矩输出,实现在比赛中的超车、防守和弯角技术动作都是相关联的。说白了换挡的时机也是竞技、缠斗的一部分。所以,赛车虽然追求那千分之几秒的快,会把变速箱的换挡间隙压榨到更短,也要把换挡的时机选择交给车手来决断。

一说起换挡这个事情,想必开手动档的朋友立即就想起了离合器,左脚踩离合、右手换档,配合默契。

不过在F1赛车里可没有那么多的空间让车手又踩离合又换档的,先跟大家解释一个事情,F1赛车虽然只有刹车和油门两个踏板,但是也是有离合器的,离合器在方向盘上,用手操作。对于F1比赛来说,复杂的路况和对速度的追求还是需要车手的意识和操作,传统的自动变速箱肯定是无法完全取代手动换挡的,据说,每站比赛,一名F1车手在比赛期间大约要换档2600次,一台引擎大约要点火8百万次;

其实,80年代的时候F1赛车还没有做到如今这般极致,那时候的换挡方式还是在座舱的一侧。从80年代中期开始,F1赛车的车头变得越来越尖,座舱也越来越狭小,传统的换挡杆在座舱里根本放不下。于是乎,在90年代,拨片换挡开始逐渐流行。

F1赛车的方向盘背面有四个拨片,上面的是换档拨片,一边是升档 一边是降档,下面的是离合器。离合器在左右手无名指小指位置,变档升降拨片分别在左右手食指中指位置。这里需要指出的是,F1的离合器不像我们日常开的手动档汽车,每次换档都需要踩离合。F1的离合只在起步和停车的时候使用,而赛车在正常行驶的过程中换档并不需要操作离合器。

但是拨片换挡配备的变速箱在结构上与传统的手动变速箱原理相同,只是去掉了换挡拨杆和离合器踏板,其内部使用液压控制换挡拨叉进行操作,而且,F1赛车的换档只能顺序换档(1-2-3-4-5-6-7-8-7-6-5-4-3-2-1)。总体来说,F1赛车更像是半自动手动档,手自一体的感觉。

不过为了安全考虑,F1的变速器有意外保护的设计,一旦发生紧急状况会自动跳入N档作为保护。

2022-05-23

2022-05-23