一台1.6T发动机是如何不断刷新速度记录的？
Alpine F1车队发布2021款新车A521如果要说地球上什么车跑的最快？那答案莫过于F1赛车（世界一级方程式锦标赛）！
一辆F1大约是多少钱 ？？
无价！一辆F1上有6000个主要部件，每个部件都是定制化生产，其价格根本没法计算。但我们硬是想知道价格是多少的话，怎么算？大车队如梅赛德斯奔驰和法拉利一年预算高达4亿欧/年的预算，而小车队如威廉姆斯和哈斯只有几千万。如果我们扣除车队的运营成本，我们可以近似得到一个平均值就是1200W💲/辆！这么贵？都花在了哪里？
前翼：15-30W💲方向盘：5-10W💲变速箱：44W💲车架：65W💲
2018 梅赛德斯奔驰 方向盘
这些都不是最贵的，而最费钱的就是F1的动力单元，平均的成本高达1050W💲 美金。而动力单元的好坏直接决定了赛车成绩，这就是大家都在拼命砸钱的原因，基本上每多1亿的预算，赛车就能快1秒/圈（窝法除外）。
阿斯顿马丁新车发布AMR21
F1动力单元供应商
动力单元的成本如此之高，所以每个车队都独立自主研究开发动力单元显然不现实。目前为F1提供动力单元的供应商包括：
Mercedes（梅赛德斯）Ferrari（法拉利）Renault（雷诺）Honda（本田，2021后退出）大车队除了自己研究开发动力单元的同时，还会出售给那些小车队，而目前围场内梅奔的动力单元最强，造就了汉密尔顿的七冠王，也带动客户车队（赛点）取得了不错的成绩。
动力单元
根据FIA发布的2014版F1技术规则，将动力单元被细分为六个模块：内燃机(ICE)，涡轮增压器(TC)，动能电机(MGU-K)，热能电机(MGU-H)，能量存储单元(ES)和控制单元(CE)。
内燃机 ICE
F1的内燃机为1.6升V6涡轮增压发动机，与能源回收系统（ERS）配合使用。发动机必须有六个带有90度V角的进气口，每个进气口有两个进气口和两个排气气门嘴，以及一个涡轮增压器，转速限制为15000 rpm。
涡轮增压器 TC
涡轮增压器这个大家比较熟悉，现在带T的车到处都是。F1对涡轮最主要的两个规定：只允许使用一个涡轮，涡轮最高转速125000rpm禁止使用可变涡轮叶片VGT(Variable Geometry Turbine)
动能电机 MGU-K
MGU-K与发动机曲轴相连，在刹车时作为发电机，将赛车动能转化为电能，可储存至ES。赛车运行时作为电动机，每圈约有30秒的时间为赛车额外提供约160匹马力的动力。
马瑞利MGU-K
热能电机 MGU-H
MGU-H与涡轮同轴，既可以扮演发电机的角色，吸收来自涡轮转轴的能量，将废气中的热能转化为电能存入ES中。与此同时，它也可以根据引擎的进气需求对涡轮的转速进行控制(包括扮演泄压阀的角色，降低涡轮的旋转速度，或者加速涡轮克服涡轮迟滞现象)。
MGU-H安装示意图
能量存储单元 ES
能量存储（Energy Store）是专用于每个一级方程式动力装置的专用电池，用于存储从MGU-K和MGU-H收集的电量。由于制动力和排气产生的热量均可产生电能，须将回收的能量存储下来，以便可以在需要时加以利用。
控制单元 CE
控制单元就如同动力单元的大脑，负责能量管理。协调包括MGU-K/MGU-H/ES/ICE四者之间的能量分配。由于赛车运动考验的是速度的极限，这就要求动力单元的功率输出必须十分精确。
雷诺2014动力单元结构
ERS
什么是ERS ?
在科普了动力单元后，我们可以来介绍ERS系统了，ERS是能量回收系统( Energy Recovery Systems)的英文缩写，里面包含了动能回收和热能回收。简单来说，动能回收系统（MGU-K）就是回收来自刹车所浪费的动能，MGU-H是回收来自废气的热能。
工作原理
虽然ERS很牛逼，但是F1对其使用进行了严格的规定与要求：
最高2MJ/圈的能量可从MGU-K转移到ES。最高4MJ/圈的能量可从ES转移到MGU-K(然后依次转到驱动系统)。在MGU-H与ES和/或MGU-K之间可以传递无限的能量。
F1 ERS能量流示意图为了简化ERS的工作场景，我们将赛车分为最简单的两种工况：减速和加速。减速，又称制动，这时内燃机和涡轮不对外做功，MGU-H处于不工作状态。而MGU-K作为发电机，将赛车的一部分动能转化为电能，储存至电池当中。加速，又分为三类：出弯加速，中段加速和全力加速。
出弯加速，MGU-K不工作，仅需要MGU-H作为电动机给涡轮加速，减小涡轮迟滞现象，使其更快进入工作状态。
正常加速，MGU-H变为发电机回收热能，将转化出来的电能直接供给MGU-K加速赛车，多余电能储存至电池。多用于排位赛暖胎圈和正赛巡航模式中。
全力加速，ERS此时全面爆发，MGU-H和MGU-K同时工作，电池最大功率放电。多用于排位赛和正赛超车模式当中。
10:47
The Hybrid Power Unit in F1 explained (2016)
参考资料：
（1）赛车话痨何辛：一个方向盘就10万美元，那F1赛车得多少钱啊？
（2）新浪F1：1万字为您全面介绍2014F1涡轮增压引擎汽车ECU设计
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