意大利大奖赛技术预览

本周末,F1意大利大奖赛将在以高速和低下压力水平而闻名的蒙扎赛道举行,各支车队将在这里上演速度的比拼。

在意大利大奖赛,车手将在这条长度为5.793公里的赛道上完成超过53圈的驾驶。而比赛举办地蒙扎赛道向来以极高的车速和较少的弯角而闻名,分别拥有所有F1赛道中最高的平均车速(244千米/小时)和最小的单位长度弯角(167°/公里)。

扎蒙赛道由四条高速长直道、一处低速弯(Variante della Roggia)、两处高速弯(Parabolica和Curva Grande)以及另外两处与高速直道DRS区相接并且非常适合超车的减速弯(Variante del Rettifilo和Variante Ascari)组成。

蒙扎对赛车下压力水平的要求非常低,但至少在低速和中速情况下能够提供足够的载荷以取得更好的制动效果。此外,该赛道对赛车的悬挂系统提出了一定的要求,同时需要赛车拥有强劲的动力和可靠的混合动力系统以应付在单圈中69%的全油驾驶。

Magneti Marelli acceleration telemetry
Magneti Marelli加速曲线图

马瑞利: Magneti Marelli

轮胎:差距在1秒之内

根据由Magneti Marelli提供的仿真数据,倍耐力超软胎、软胎和中性胎在意大利大奖赛中的差距将远小于上周末进行的比利时大奖赛。

根据仿真结果,超软胎和软胎之间的差距在0.7秒,而软胎和中性胎的差距在0.9秒。

制动

由于赛车在比赛过程中车速极高,因此蒙扎赛道对赛车的制动系统提出了较高要求,各个车队必须在对制动盘温度的控制上进行相应的工作。

同时,线控制动系统的平衡分配成为另一处需要车队工程师在设置赛车的过程中需要重点分析的方面。

车速

在上赛季的意大利大奖赛中,刘易斯•汉密尔顿以1分23.397的成绩获得杆位。根据Magneti MarelliWinTAX系统的预测,这一圈速将在本赛季得到刷新,并且提高幅度超过1秒。

Magneti Marelli telemetry
Magneti Marelli测试曲线

图片: Magneti Marelli

赛道分析

赛道第一段

发车线 - Curva Grande弯

(平均时速:255 Km/h)

Start: Lewis Hamilton, Mercedes AMG F1 W06 leads
刘易斯•汉密尔顿驾驶梅赛德斯W06赛车占据领先位置

图片: Autodromo Nazionale Monza / Actualfoto / Alessio Morgese

赛道1号弯位于距离发车线620米的位置。但由于蒙扎赛道的路面粗糙度不及新建的赛道,因此车手需要对赛车的抓地力有足够的控制以避免打滑,同时对ERS系统加以利用。

在额定条件下,F1赛车可以在直线路段升档到8档时跑出355km/h的速度,而在借助DRS的情况下,赛车的速度可达到364km/h。

由于下压力水平较低,赛车的制动能力成为本场比赛的难点,制动踏板需承受约188kg重量的压力,其等效功率达到2240kW。在从80km/h降至静止状态的3.3秒减速过程中,车载电池将得到364kJ的电能。

针对该右转弯而言,车队需要为赛车提供合适的机械设置以提高牵引力,同时车手在转弯时充分利用赛道的路肩,以提高车速。

从一号弯出弯时,赛车处于2档90km/h的状态。此后,通过一系列升挡的加速过程,赛车将在8档达到314km/h,而在此过程中加速度高达大约2g,这将在排位赛期间和正赛末段对赛车的油箱产生较大的载荷。

赛道第二段

Jenson Button, McLaren MP4-30
简森·巴顿,迈凯伦MP4-30

阿莱克斯加里

Variante della Roggia弯 - Curva del Serraglio弯

(平均时速:225 km/h)

赛车以8档340km/h的速度来到第二个减速弯Variante della Roggia。减速入弯过程中,制动功率为1909kW,相应制动踏板压力等效为101kg,同时为电池提供180kJ能量。

在110米长的制动距离下,赛车减速到3档101km/h,并在出弯时回到3档130km/h,驶向Lesmo弯。 Lesmo弯由两个中速右弯组成,赛车将在此弯发生轻微侧移。赛车在Lesmo 1处为6档265km/h,相应制动功率和回收能量分别为1317kW和92kJ,赛车在出弯时保持5档178km/h。

短直线赛道过后,赛车在Lesmo 2以6档262km/h入弯,而在入弯前进行短时制动,产生74kg的等效踏板压力和1360kW制动功率,并为电池提供90kJ能量。 赛车在此处的出弯速度较低,仅为4档166km/h,以避免滑向外侧路肩。 随后,赛车在Variante Ascari前达到7档307km/h,而进入Variante Ascari时速度提升到342km/h。如果赛车使用DRS并在之前存储足够的能量,这一速度可达到351km/h。

赛道第3段

Sebastian Vettel, Ferrari SF15-T
塞巴斯蒂安·维特尔, 法拉利 SF15-T

图片: Autodromo Nazionale Monza / Actualfoto / Alessio Morgese

Variante Ascari弯 - 终点线

(平均时速261 Km/h)

由左-右-左三个弯角组成的Variante Ascari弯是超车的绝佳机会。

在这一弯角的制动过程中会在制动踏板上施加114kg重量的压力,等效2167kW功率,并为电池带来170kJ的电能回馈。

在进入第一个左转弯赛车档位下降到4档时(车速:156km/h),车手将会感受到5.3g的反向加速度。

随后,赛车会在进9号弯前重新提速到5档190km/h,接下来6档234km/h进入10号弯,而在出弯时全力踩油门踏板以争取达到极速。

此后,赛车将进入8档并达到341km/h(预计排位赛搭载超软胎的车速:348km/h),并在接近Parabolica部分时以2184kW的功率减速到5档176km/h,同时为电池提供120kJ的能量回收。期间,反向加速度峰值达到5.4g。 接下来,车手将尽量沿直线驶向发车线,以争取跑出较高的车速。

性能和可靠性

气动系统

蒙扎赛道要求赛车进行低下压力水平配置,同时保持在中速情况下的效率以确保在制动时能够保持良好的平衡。

DRS在蒙扎赛道上对赛车起到的作用较小。由于赛车尾翼的主平面尺寸减小,因此DRS只能为赛车提供额外大约6km/h的速度提升,远低于斯帕赛道的18km/h。但在超车过程中,DRS会起到较大作用,可以将赛车的极速提高16km/h。

制动系统

蒙扎赛道在赛车制动系统冷却方面拥有较为不同的需求,车队工程是必须找到合适的方法,以避免赛车制动盘温度在直线路段的骤降。在所有赛道中,蒙扎赛道在直线路段加速和减速完制动的差异水平位于前列。

变速箱

在变速箱方面,蒙扎赛道在单圈换挡次数这一数据上仅多于银石赛道和斯帕赛道,因此车队无需对变速箱进行额外的专门设置。整场比赛中,车手仅需进行1961次换挡操作。从WinTAX的仿真数据来看,赛车的第8档将承受较多的压力,因为赛车在这一档位的运行时间超过30%,而第6档的时间约为20%。

Magneti Marelli gearbox telemetry
Magneti Marelli变速箱档位分布

图片: Magneti Marelli

引擎

就动力单元而言,蒙扎赛道对赛车的性能提出了较高的要求。但相比而言,斯帕赛道和巴林赛道对动力单元的要求更高。比赛过程中,由于4处长直线赛段,赛车引擎将在69%的时间内运行在满负荷状态。在动力方面,车队需要满足蒙扎赛道较为苛刻的需求,即尽可能将能量回收做到最大化,以避免在某些情况下出现功率不足。同时,为保证出弯后能够实现短时间内的速度提升,赛车的加速性同样重要。

Magneti Marelli engine telemetry
Magneti Marelli引擎仿真曲线

图片: Magneti Marelli

油耗

由于88kg燃油足以支撑整场比赛,因此油耗不会成为本场比赛的限制因素。鉴于本场比赛中赛车下压力水平较低,因此模拟出的燃油消耗量处于相对较低水平的结果也在意料之中。下压力水平较低得益于尾翼尺寸的减小,而相比于高下压力水平尾翼配置,尺寸的改变将会给赛车燃油量带来10%的变化。

ERS

由于赛车在蒙扎赛道的单圈制动时间仅有11.3秒,因此MGU-K本场比赛中并不会在制动过程中回收较多能量。而在全油状态时,赛车能够通过大量尾气回收更多的能量。

在蒙扎赛道上赛车可以通过MGU-K在制动过程中回收735kJ的能量,并通过MGU-H在加速过程回收3203kJ电能,因此在单圈能量回收上保持3938kJ的水平。在所有比赛中,这一数据仅低于巴库大奖赛单圈4954kJ的回收量。

ERS在满负荷运转时可以为赛车提供57%的功率,并由此带来圈速2.8秒的改善和并为赛车的极速带来额外19km/h的提高。

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关于这篇文章
系列 F1
项目 意大利大奖赛
赛道 蒙扎赛道
文章类型 前瞻