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[F1專欄] 未來F1引擎規則拍板定案 |
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| 記者/Hunter Hsu |
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爭議不下的未來F1引擎問題終於有了定論：由於先前的1.6升排量直列4缸雙渦輪增壓方案受到多方反對 (包括部分F1車隊、老大Bernie Ecclestone與許多分站主辦單位) ，幾經折衷之後、日前FIA正式宣佈將從2014年賽季開始，F1賽車將改為使用1.6升排氣量V6引擎，這意味著過去12個月關於未來F1引擎規則的爭議終於寫下句點，在F1賽道內超過30年的V型汽缸排列方式最終逃過了死刑。
 | | | 日前FIA正式宣佈將從2014年賽季開始，F1賽車將改為使用1.6升排氣量V6引擎，這意味著過去12個月關於未來F1引擎規則的爭議終於寫下句點，在F1賽道內超過30年的V型汽缸排列方式最終逃過了死刑。 |
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賽車活動起源於1894年，但是一直到1900年為止，對所有參賽的車輛是沒有任限制的。這表示你只要「開著一台車來比賽」就行了。 (唯一的分類是使用汽油或蒸氣引擎) 。一直到1904年現今FIA的前身組織在法國成立，為了車輛製造商的方便、車手及觀眾的安全種種理由，他們開始試著對參賽車輛加以限制及分類，而引擎排氣量與形式 (汽缸排列方式、強制吸氣與否等) 一直是「方程式」規定的核心。引擎一向有「賽車的心臟」這樣的稱號，在最頂級的F1賽事自然更加重要。2002年賽季各車隊F1賽車使用的引擎出力大約在800-840匹馬力上下、最高轉速則是在18,000-19,000rpm之間，一具引擎的重量大約在95到110公斤。耗油則根據比賽狀況與場地有所不同，F1引擎內的曲軸每分鐘旋轉超過18,000次，8具汽缸內活塞每秒鐘的位移超過25公尺。產生如此高馬力及扭力的動力心臟還需要優秀的變速系統配合。相較之下，市售車如搭載上一代直6引擎的BMW M3車型極限轉速為8,000rpm、與F1賽車仍有10,000rpm的差距。
F1被稱為汽車運動的代表，高耗油量 (每100公里耗油將近50公升) 卻一直遭到環保人士的抨擊。FIA不但是全球賽車運動的主管團體，也積極參與民用汽車工業的相關計畫 (例如車輛碰撞安全測試等等) 。最近幾年為適應節能環保的社會大趨勢，前後兩任FIA主席持續推動F1賽車引擎的節能化腳步。從2006年賽季開始，F1賽車的動力心臟從過去的3.0升排量V10引擎改為今日的2.4升V8引擎，就在多數F1車隊仍在替2010年賽車進行第一次升級的時刻，F1車隊科技總監就開始討論2013年的F1比賽用引擎規格。而以1.6升的直列4缸雙渦輪增壓引擎來取代目前的2.4升自然進氣V8引擎、「排量縮小化、效率增大化」的走向也符合整個汽車產業的發展趨勢。
 | | | 最近幾年為適應節能環保的社會大趨勢，前後兩任FIA主席持續推動F1賽車引擎的節能化腳步。 |
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雖然大方向已有共識，但F1引擎規則的改革卻始終面臨諸多阻礙：早在2008年FIA即表示2011年的F1賽車用引擎排氣量將再次降低 (計畫使用排氣量1.3升至1.5升之間的四缸引擎) ，但這項提案為了減少F1車隊開支而順延至2013年。從2010年開始，各方又對2013年的引擎規定各持己見：包括Ferrari車隊 (以及F1老大Bernie Ecclestone與部分F1分站主辦單位) 在內的陣營對四缸引擎的提議仍然持反對意見，該陣營認為四缸引擎的聲浪與V8引擎完全沒有可比性。Ferrari車廠主席Luca di Montezemolo和F1老大Bernie Ecclestone過去均對此表示強烈反對，Luca di Montezemolo曾透露紅軍的最後底限是V6引擎，Mercedes車廠則希望沿用目前的2.4升V8引擎並將直列四缸引擎的計畫延後實施，最晚推出V8引擎產品的Cosworth引擎廠立場與Mercedes車廠相同，目前只有Renault車廠對四缸引擎計劃最為積極。Renault競技部門高階主管Jean-Francois Caubet甚至鼓吹F1隊伍必須放棄成見，如果無法於2013年賽季導入4缸雙渦輪增壓引擎，Jean-Francois Caubet的意見是最好將此案擱置、Renault車廠也會因過去FIA的承諾失去信用而考慮退出F1賽事。
由於各方分歧意見仍大，FIA決定在6月初世界汽車運動理事會通過的決議後方附上但書：如果F1參賽車隊和引擎供應商提出要求，世界汽車運動理事會將在6月30日再進行一次投票以確定部分規則的實施日程。6月22日F1車隊聯盟FOTA與F1委員會 (Formula 1 Commission) 在英國倫敦針對未來引擎規則召開緊急會議，但各方仍然無法在1.6升4缸引擎的目標達成協議，最後F1委員會同意放棄4缸引擎的排列方式並改為V6引擎結構，不過引擎排氣量保持不變為1.6升。而在實施日程方面，而由於本月初通過的計畫在2013年實施的新版F1科技規則之中的包括空氣動力學規則在設計之初是以直列4缸引擎為出發點，所以2013年的賽車規格將無法達到搭配V6引擎的最佳化設計、最後多方同意1.6升V6引擎的啟用時間從2013年延後至2014年。
真正影響最後決定的關鍵，還是各方對於F1比賽既有印象的堅持，如果沒有親臨賽道、一般車迷很難想像F1引擎聲浪的震撼力！與其他小排量的房車賽相比，高轉速的F1引擎其高頻率、高分貝的引擎聲浪已成為這項比賽的特色之一。McLaren車隊領隊Martin Whitmarsh也同意前述看法：「我們需要一具聲音動聽的引擎，這是F1運動的核心資產，因此我認為我們需要尋找一個妥協的解決方案、我會選擇V6渦輪增壓引擎的規格，目前越來越多的市售車都採用渦輪增壓技術。一具高轉速、V型汽缸夾角的引擎更適合F1賽車並擁有獨一無二的聲浪，新引擎可能與現有F1賽車引擎的聲浪聽起來有所區別，但是我認為依舊可以很有震撼力」。Red Bull車隊科技總監Adrian Newey也支持V6引擎的方案：「從工程師的角度來看，4缸渦輪增壓引擎的確不是理想的F1引擎結構，從車身後半鋼性設計的角度來看也很困難 (註：引擎是F1賽車後半部結構的重心) ，V6引擎是一個更好的方案，所幸目前已經決定從2014年賽季導入」。按照4缸渦輪增壓引擎最初的規劃，引擎最高轉速被限制在12,000rpm，為了避免聲浪太過沉悶，引擎峰值轉速從最初的12,000rpm提高到15,000rpm，FIA相信這些規則的修改能夠維持F1引擎聲浪的特殊性。
 | | | 與其他小排量的房車賽相比，高轉速的F1引擎其高頻率、高分貝的引擎聲浪已成為這項比賽的特色之一。 |
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除了引擎聲浪之外，其他的性能指標問題不是太大。未來的F1引擎排氣量或許降低，但效率卻更高：透過導入引擎餘熱回收技術 (高燃燒效率引擎) 及引擎廢氣能量回收技術 (渦輪增壓系統) ，引擎燃燒效率將比目前提升20％以上。無論是賽道或是改裝車庫內，增壓器 (Charger) 都是我們經常聽到的名詞，這與人類追求更大動力的願望 (不論是在飛機、汽車還是船艦) 脫不了關係。提升動力最直接的方式方法是加大引擎排氣量，但引擎汽缸加大也並不總是盡如人意：引擎越大意味著缸體重量越重，其製造和維修成本也越高。另一種方法是提高引擎燃燒效率，向燃燒室注入更多的燃油將會產生更為強勁的燃燒爆發力，但我們不能僅增加燃油供應，因為燃油震爆需要固定比例的氧氣 (空氣和燃油的比例應控制在14:1) ，這對引擎有效運轉至關重要。增壓器將空氣壓縮至正常大氣壓以上來吸入更多的空氣，而不是自然進氣引擎通過製造真空狀態來吸入空氣。更多的空氣意味著可以注入更多的燃油，而更多燃油則意味著更強勁的爆發力和更大的動力輸出。若加上煞車能量回收/Hybrid油電混合動力系統提供的額外動力 (瞬間可輸出近100匹馬力) ，F1賽車的油耗表現將可提升一倍以上。而從帳面規格上來看，F1賽車引擎的動力輸出也仍可維持與目前相差不多的水準。
仔細回顧過去兩年關於F1引擎新規則消息的蛛絲馬跡，不難發現真正規則走向的關鍵絕非工程師的看法、而是商業利益掛帥。V型汽缸排列方式絕對是方程式賽車主辦單位的首選：Indycar主辦單位已宣布從2012年賽季開始，該系列賽將使用2.2升排氣量V6渦輪增壓引擎。Red Bull車隊科技總監Adrian Newey透露Volkswagen集團旗下品牌Audi放棄進軍F1賽事是4缸引擎計畫最後胎死腹中的幕後原因之一。旗下擁有10個汽車子品牌的Volkswagen集團對運動及車輛運動絕對不陌生，各子品牌也早已活躍於不同等級的車輛賽事，其中最知名的就是兩個高級品牌Audi及Porsche。Audi在車輛運動的光榮歷史得從1980年代的WRC賽事開始，1980年Audi將quattro全時四輪傳動技術應用在賽車上，可說是WRC四輪傳動賽車的始祖，在兩年 (1980、1981) 的改進後最後稱霸1982年WRC賽季。年輕車迷比較熟悉的是Audi車廠1990年代後半進軍Le Mans 24小時耐久賽的光榮歷史。
 | | | V型汽缸排列方式絕對是方程式賽車主辦單位的首選：Indycar主辦單位已宣布從2012年賽季開始，該系列賽將使用2.2升排氣量V6渦輪增壓引擎。 |
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2010年初，就在三支F1廠隊Honda、BMW與Toyota於12個月內先後宣布退出F1賽事後，Volkswagen證實正在認真研究2012年之後後進軍F1的可能性！如果新版F1引擎規則能提供足夠吸引力，Volkswagen不排除以引擎供應商身份現身於F1賽道。由於對汽車運動的重視，關於Volkswagen進軍F1賽道 (不論是以Volkswagen或集團旗下其他品牌) 的傳聞從來沒有消失過。2002年10月，當初尚未出售給BMW集團的Sauber車隊證實他們曾經與Volkswagen車廠進行過協商，Peter Sauber表示希望爭取這家德國車廠的加盟讓他們在未來節省付給Ferrari車廠的3,000萬美金上下的引擎使用費並有機會和其他F1勁旅們一爭長短。2003年3月，奧地利前F1車手、同時也是前BMW競技部門總監Gerhard Berger宣布將於當年9月退休的消息引發不少揣測，當時傳聞Berger很可能轉戰Volkswagen。2001-2003年Volkswagen車廠已經不止一次的表示他們不會在短期之內跳入F1賽道內，前車廠總裁Bernd Pischetsrieder過去在執掌BMW時代就一直都對車輛競技活動非常有興趣、Audi一度停止參加Le Mans 24小時大賽的計畫也被解讀成開始準備F1參賽計畫。2007年也曾出現過Volkswagen有意收購Red Bull車隊的傳聞，但這些傳聞最終都沒有成真。
針對前述傳言，Red Bull車隊科技總監Adrian Newey日前透露其實引擎規則工作小組最初的決定是於2013年賽季導入4缸渦輪增壓引擎，因為當時Audi車廠承諾如果F1賽事改用4缸渦輪增壓引擎，過去在民用車直列4缸渦輪增壓引擎享有聖譽的Audi車廠將共襄盛舉，為了爭取德國高級汽車品牌的加入，科技工作小組願意做出讓步。然而由於DTM科技規則的改變，BMW決定使用已研發完成的小排量渦輪增壓引擎參賽、藉以宣傳該廠最新的科技研發成果，而由於Audi車廠的死敵：BMW宣布將於2012年重返DTM賽事與Audi及Mercedes一較高下，這讓Audi選擇續留DTM系列賽。F1參賽計畫花費鉅資，而且與市售車產品的關連性不大，Audi車廠的決定也不讓人感到意外。
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