生产一套F1赛车的动力系统有多困难？

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凯越1.8T

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发表于 2020-02-12 17:26

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楼主电梯直达楼

举手！这个问题我能回答一半！

设计部分是什么流程我不清楚，但我能大概说说F1的引擎制造那一半。

F1的动力系统由四部分组成：内燃机、涡轮、ERS(Energy Recovery System)、ES(Energy Store)。下面我就以内燃机举例，说一下它坎坷的制造过程。

从零开始制造一个发动机需要哪些步骤呢？首先我为什么要强调从零开始，因为F1的技术革新非常快，哪怕19年和20年的引擎规则并没有大改，引擎里面各个部件的构造也都发生了巨大的变化，所以对于制造技术来说，每一年的引擎都是新的。

进入正题，大家都知道F1现在是V6引擎，好嘞，那我们就先造一个V6的缸体出来吧！

too naive！

想要造出一个V6的缸体，你首先要造一个单缸的，没错就是只有一个洞的缸体，一个活塞套组，一个只能盖住一个筒的气缸盖子。

造出这么个玩意儿来要干什么呢？两个原因：1）看看你设计这玩意儿到底能不能制造出来。F1的引擎各个部件的几何公差要求可以用变态来形容。举个例子，就活塞上装活塞环的那几道沟，侧面看起来不是平的嘛，其实的要求是外径要比内径高十几微米到几十微米之间，这么要求对引擎性能有什么提升呢？（我猜是想兜着点机油用来烧，懂的人大概知道我说的什么意思了）但有没有用根本不知道，因为压根儿做不出来，实际上连做到外径比内径高都不可能，更别提高多少了。因为做不出来，所以不知道会带来什么提升。这个时候我们搞生产的就会挑几个做的差不多的送过去，跟他们说就这样了，你看行不，不行我再想想方法（其实并没有什么方法）。

2）第二个目的，就算你费劲千辛万苦满足了设计者的要求，也需要考虑一下划不划算。刚才说了F1引擎对各种公差要求及其细致，当然要求越高加工成本就越高，不惜花费巨资就为了提高那么一丢丢的性能（其实有的时候并不能提升，他们就是瞎JB要求），其实并不划算，这时候就要生产和设计相互妥协。

3）（2.29补充）单缸机还会承担一部分测试的任务。（没错，单缸机也是能跑的）用来最初测试输出马力是不是能达到预计值。其实制作单缸机到底有没有必要，现在也存在争议，一方面单缸机测试输出的准确度有限，并不是说单缸的马力乘6就是6缸的马力了。另一方面，制造这个其实很花时间，虽然一个缸，但是从图纸到工艺，该有的一个不能少，这对于时间就是金钱的F1来说，其实是笔不小的浪费。

好了，前期工作做完了，终于要开始干正事了。图纸拿来，设计加工流程，铸造、热处理、机械加工。听起来简单，好像和大学里的金工实习没什么区别，但现在的制造技术已经今非昔比，其中任何一项拿出来单说都够说一个星期的，如果有人对某一项具体的操作有兴趣，欢迎评论区交流或者单独询问。我只说一个工作——生产技术推进。

每一个F1的零件几乎都是之前市面上没有见过的新零件。面对一个新的零件，要如何把它制造出来？选什么样的料？是铸造还是切削？加工过程要怎么固定？需要什么样的治具？以什么为加工基准？每一步加工多少？什么时候热处理？余量够不够？每一步加工完是什么样子的？......考虑好这些因素之后，就要总结出每一步的工序表、工序图、技术要求、加工要领，如果需要新的治具还需要自己出设计图，然后发给每一个具体工种。这个工作经常是你早上来了计划好今天一天要出一个零件，结果到了晚上发现你才设计了两步.....

好了，擎制造出来，可以装车了吧？

too soon！

台架测试在等着你。台架测试有两个目的：

1.出力。测试这个引擎输出到底有没有达到当初设计的要求。

2. 耐久。在18000rpm的转速下跑几个小时，看看各个零部件的损坏情况。损坏不是说裂了折了才叫损坏，耐久测试结束后，引擎各个部件拆开，需要区别测量的各种项目加起来毫不夸张地说有一百多个。（“测定”也是一个能说一天的技术，有人有兴趣也可以评论区交流。）

如果有地方不合格，需要探讨为什么不合格，是设计问题还是加工问题，如果是设计问题就需要从设计开始推倒重来，如果是加工问题，需要查哪步加工有问题，原因是啥，如何避免下次再犯。

全部都没有问题了，恭喜你，引擎可以装车了！

以上，宜しくお願い致します。