f1动力单元的一大特点就是高转速

F1比赛相信很多朋友都看过，无论是很多年前所使用的2.4L自吸V8、亦或者是现如今采用的1.6T涡轮增压V6发动机，都可以释放出强大的动力，如2.4LV8发动机的功率可以达到1000匹，而新规则下的1.6TV6发动机依然可以做到750匹（混合动力单元），那么为何F1引擎的排量那么小，却能释放那么强大的动力？

什么是功率（马力）？实际上功率就是在单位时间内、做功的多少，也就是说在单位时间内做功越多、功率也自然越高！对于内燃机而言可以简单的理解为单位时间内循环次数越多、每循环燃烧的燃料越多，所做的功也就越多（烧油多等于化学能转换的动能更多），但重点是该如何在单位时间内获得更多的循环、以及该如何让每循环烧更多的燃油？

解决的方式就是提高转速，只要在单位时间内拥有更高的转速、那么就可以完成更多的循环（4冲机转2圈完成1次循环），那么在单位时间内能燃烧掉的燃油就更多，是不是在单位时间内获得的功也更多了？那么自然功率就可以被提高（单位时间内、做的功更多了，所以功率提高了），所以F1动力单元的一大特点就是高转速，上世纪80年代转速一度接近20000转，06年更改规则将F1动力单元的转速限制在18000转，而在14年最终将转速限制在15000转！

即便是出于环保的考量、降低了转速，但F1引擎的15000峰值转速依然不是民用领域发动机所能比拟的，现如今的民用发动机断油转速过8000转的都很少；而除了利用拉高转速增加单位时间内循环次数的方式，另一种方式就是让每一个循环都能燃烧更多燃料，这种方式同样可以在单位时间内燃烧更多的燃料、获得更多的功，这种方式其实就是增压的方式、确切说是潜力更大的涡轮增压！

用增压提高燃烧室的平均有效压力

什么是平均有效压力？可能很多朋友对这个词汇不是很理解，实际上平均有效压力就是单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力（mep）、单位mpa，简单的理解就是在单位体积的燃烧室内、平均有效压力越大，那么该燃烧室每循环做功越多；那么提高平均有效压力、就可以提高功率了，方式就是增压，将更大体积的压缩空气压入燃烧室内、让燃烧室在体积不变的基础上燃烧更多的燃油；

燃烧室容积不变、而烧的燃油却多了，那么是不是燃烧室内部的压力也增加了？这就是涡轮增压可以提高功率的原理（可以这么去理解歧管压力、平均有效压力、输出扭矩是成正比的）；现如今F1赛车使用1.6T的V6引擎，若想达到750匹左右的马力（实际中存在差别、调整，具体动力参数不公开），平均有效压力需要达到22.05bar，活塞平均速度达到26.5米每秒！

F1引擎的设计特点

若想让发动机峰值转速更高、转速攀升得更快，更短的活塞行程是重点、只有行程更短才更利于转速的拉高、迅速攀升，而根据行程-缸径比，可以把发动机分为3类

1.等径发动机：行程、缸径一致，这样的机器性能均衡，比如丰田的2jz、本田的K20A、斯巴鲁的FA20等等，采用这种设计的著名发动机很多！

2.长行程发动机：活塞行程长度要大于缸径长度，因为行程更长、所以曲轴承受的负荷也更大，转速偏低、转速攀升慢，因为曲轴力臂更长、所以扭矩特性好，一些越野车、重卡的机器皆如此设计！

3.短行程发动机：缸径大于行程，曲轴力臂更短、曲轴承受的负荷也更低，所以更适合拉高转速、拥有更快的转速攀升；因为曲轴力臂太短、所以扭矩特性差，但因为拥有超高的转速、所以峰值功率高；比如宝马N54发动机、日产VQ37HR发动机等，也包括F1的动力单元！

F1引擎缸径一般为80毫米、行程却仅有53毫米（s/D=0.66）；燃油喷射压力接近500Bar左右，已经是民用发动机的3、4倍；涡轮增压系统的峰值压力在3.5-4.0Bar之间，这个压力值已经接近民用涡轮增压发动机峰值压力的3、4倍，常见的民用增压发动机压力值一般在0.8-1.1Bar的范围，比较有名的比如凯迪拉克ATSL所用的2.0TLTG发动机压力值达到了1.3Bar（279匹），而F1的1.6T压力值却接近了4.0Bar，从而使得平均有效压力达到了惊人的22.05Bar（接前文）！

极限的榨取该如何抑制爆震

实际上F1引擎就是最大限度的榨取机器的潜力、但代价就是牺牲寿命，一个赛季就要换4台引擎（过去换得更多），其实如果把民用涡轮增压机、如2.0T，打上4Bar的压力同样可以达到1000匹马力，只不过机体强度是承受不住的，不断产生的爆震也足以毁掉发动机；要知道2.0T最强的奔驰M133为了能达到400匹、将压缩比降到了8.3，而F1引擎的压缩比在14以上（2017年最新规则为压缩比最高不超过18）！

那么如此高的压缩比、运行时超高的平均有效压力，那么F1引擎是如何抑制爆震的？第一点使用的是醇基燃料（赛车领域用的都是醇基燃料，然而很多车友会表示醇基燃料没劲？），其次采用了湍流喷射点火系统；爆震无外乎就是点火后由于燃烧室压力过大且温度过高，导致部分混合气自燃；而点燃的混合气（从上到下）、自燃的混合气（从下至上）来一次对冲，也就是爆震了！