5 赛车运动 课件(共33张PPT)《汽车文化》同步教学(机工版·2016)

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5 赛车运动 课件(共33张PPT)《汽车文化》同步教学(机工版·2016)

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第五章 赛车运动
汽车文化
“赛车”一词来自法文(Grand Prix),意思是大奖赛。今天,各式各样的汽车比赛被统称为现代汽车运动,它是世界范围内一项影响较大的体育运动。
车竞赛大致可以分为两大类,场地赛车和非场地赛车。
场地赛车是指赛车在规定的封闭场地中进行比赛。它又可分为漂移赛、方程式赛、轿车赛、运动汽车赛、GT耐力赛、短道拉力赛、场地越野赛、直线竞速赛等。
非场地赛车是指基本的比赛场地不是封闭的,主要分拉力赛、越野赛及登山赛、沙滩赛、泥地赛等。
图5-1 早期赛车比赛
方程式赛车
1950年,国际汽车运动联合会出于安全和汽车技术发展的需要,颁布了赛车竞赛规则,对汽车自身质量、车长、车宽、发动机功率和发动机排量等技术参数做出了一系列规定,使车赛趋于公平,于是便有了“方程式”(Formula)的概念。
目前,由国际汽联管辖的方程式赛车有三个级别,最高级别是一级方程式(如图5-2所示)、方程式3000(如图5-3所示)、三级方程式(Formula 3)。

图5-2 F1 赛车 图5-3 方程式3000 赛车
F1赛车,中文全称为“一级方程式锦标赛”,是英文Formula Grand Prix的简称,目前这项比赛的正式全名为——“FIA Formula One World Championship”(一级方程式赛车世界锦标赛)。
F1赛车是世界上最昂贵、速度最快、科技含量最高的运动。包含了以空气动力学为主,加上无线电通讯、电气工程等世界上最先进的技术。
F是FORMULA的缩写,即方程式;1-顶尖,顶级事实上,数学上的方程式并无“精确”的意思。 正解:Formula在数学领域意为方程式,而在F1中,本意为“规格”。
1、赛事综述
法拉利车队(图5-4)是一支参与一级方程式赛车的车队。现存资历最老的车队之一。车队总共赢得15次车手年度世界冠军和16次车队年度世界冠军。现今的车手组合是塞巴斯蒂安·维特尔和基米·莱科宁。
2、F1知名车队介绍
图5-5 迈凯伦车队
图5-4 F1法拉利车队
迈凯伦车队(图5-5)是一级方程式赛车中最为成功的车队之一,由布鲁斯·麦克拉伦于1963年建立。基地位于英国沃金。赢得过182场比赛,12个车手总冠军,8个车队总冠军。现今的车手组合是巴顿和马格努森。
公司名(国籍) 国籍 车队名 底盘名称 发动机名称
红牛赛车有限公司 奥地利 英菲尼迪-红牛赛车 红牛赛车 雷诺
梅赛德斯-奔驰大奖赛有限公司 德国 梅赛德斯AMG-马石油F1车队 梅赛德斯 梅赛德斯
法拉利股份有限公司 意大利 法拉利车队 法拉利 法拉利
路特斯F1车队有限公司 英国 路特斯F1车队 路特斯 梅赛德斯
迈凯轮赛车有限公司 英国 迈凯轮-本田 迈凯轮 本田
印度力量F1车队有限公司 印度 撒哈拉-印度力量F1车队 印度力量 梅赛德斯
索伯汽车运动股份有限公司 瑞士 索伯F1车队 索伯 法拉利
红牛二队股份有限公司 意大利 红牛二队 STR 雷诺
威廉姆斯大奖赛工程有限公司 英国 威廉姆斯-马天尼车队 威廉姆斯 梅赛德斯
马诺大奖赛赛车有限公司 英国 马诺F1车队 MNR 法拉利
马来西亚赛车队私人有限公司 马来西亚 CF1-卡特汉姆F1车队 卡特汉姆 雷诺
F1是一种封闭式的赛事,比赛是在一个完全与外界隔绝、封闭的范围内,以固定的路线绕圈进行。
( 1)专用赛道:这类跑道占F1举办场地的大多数,或者其他种类车辆竞赛的使用场地。上海国际赛车场如图5-6所示。
(2)市街赛道:以一般的市街道路、高速公路或是公园内的环园道路为基础所围绕而成,加装一些缓冲或安全防护设施后用以进行比赛的场地。以蒙特卡罗(Monte Carlo)的市街所围城的摩纳哥赛道是最经典的范例。
(3)混合赛道:平日有一个规模比较小、距离比较短的专用赛道存在,在正式比赛时再扩展连结周围的普通道路变成一个完整的跑道。加拿大蒙特利尔的吉耶·维伦纽夫赛道。
3、F1赛道
图5-6 上海国际赛车场
(1)涡轮增压发动机:
为了顺应节能环保的 社会趋势,让已经和道路民用发动机技术脱节多年的F1,重新回到技术先锋的角色。从2014年起,F1将使用1.6升的V6涡轮增压发动机+能量回收系统(ERS),取代原来的2.4升自然吸气V8。
F1的目标是在保持动力输出与老V8持平的前提下,将F1的燃油效率提高35%。规则规定,新涡轮增压发动机必须采用单涡轮结构,最高转速15000rmp,最大燃油流速不得超过100kg/h,增压值未设限。F1上一次使用涡轮增压发动机是1988年。
4、F1新技术
图5-7 F1 涡轮增压发动机
(2)能量回收系统
能量回收系统由动能回收系统(ERS-K)和热能回收系统(ERS-H)构成。
热能回收系统是一个与涡轮相连的同轴电机,既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与ERS-K共享的ES中。也可以降低涡轮的旋转速度,或者加速涡轮克服涡轮迟滞现象。
(3)线控制动回路
由于今年动能回收系统的功率翻了一倍,为了保证赛车在回收能量时的制动稳定性,FIA允许使用电子控制的后制动回路。如果没有这套系统,当赛车在回收动能时将会非常难以驾驶。
( 4)100kG的燃油限制
  为了实现通过新动力单元将F1赛车的燃油效率提高35%的目标。FIA规定从2014年开始,每辆赛车一场比赛(从灯灭起跑~冲线)的燃油消耗量不得超过100KG。这意味着现在赛车的载油量比过去减少了1/3左右。
(5)中置排气
为避免高速的发动机废气被用作制造下压力,F1从本赛季开始,强制要求使用中置的单排气结构,出口必须为正圆,仰角0~5°,左右摆角+/- 5°。
(6)车重下限增加
2014年的车重下限从原来的642KG增加到691KG,这有两方面的原因,一是新动力单元的质量从原来的95KG增加到了145KG,二是2014款的倍耐力轮胎新胎体结构和配方带来的质量增加。
(7)8挡变速器
配合全新的动力单元,F1赛车2014年将首次配备8挡变速器。车队需要在赛季开始前提交8个挡位的齿比数据,确定之后将使用一年不得变更。
  ( 8)尾翼的变化
现在DRS的开度从原来的50mm增加到65mm, 要达到同等的“减阻”效果,DRS的开口需要开的更大。与此同时,尾翼“变薄”了,上下高度从220mm减至200mm,下横梁翼被整体禁掉。
(9)缩短前翼,降低鼻锥
  2014款赛车前翼(图5-8)的宽度从1800mm缩短到1650mm。鼻锥锥尖端的最大允许高度从550mm降低到185mm,但是车队依旧想方设法维持底盘的高度,以减少对流向扩散器的气流的阻挡。所以今年涌现了花样百出的鼻锥设计,包括多支车队采用的食蚁兽鼻锥方案,让尖端急剧下沉以满足规则要求,以及像路特斯那样的双叉鼻等。
图5-8 F1赛车新前翼
世界汽车拉力锦标赛
世界汽车拉力锦标赛WRC(World Rally Championship)始于1973年,是FIA国际汽联四大赛事之一与F1齐名,所有参赛车辆必须以量产车研发制造而成,并在世界各地的雨林、泥泞、雪地、沙漠及蜿蜒山路等不同的路况进行比赛,
拉力赛一词取自英文“Rally(集结)”,表示参赛车辆(图5-9)必须严格按照比赛规定的行驶路线,在规定的时间内,到达分站点目标并在规定时间内完成车子的维修检测。

图5-9 WRC赛车
每一站拉力赛包含了两天的实地勘查、一天的机件检查以及三天比赛。每一站赛事被分成三段(Leg),通常每一站大约有15到25个特别赛段(SS: special stage)。特别赛段SS (Special Stages) 路段就是在封闭管制的路段上进行竞速,1个赛段Leg通常规划有5-10个SS路段,长度通常在10-50km间。
世界汽车拉力锦标赛的积分制度与F1相同,每一站的前八名分别可获得10、8、6、5、4、3、2、1的积分,车手所得积分可成为车手本身及车队年度积分,全年积分最高的车手与车队将获得世界冠军的最高荣耀。
1、世界汽车拉力锦标赛比赛方式
(1)一般赛段(Road Stage)
RS 路段是一般的道路,它连接着两个特殊赛段。因为是一般的道路,所以必须遵守比赛当地的交通法规,也就是和一般道路用车一样不能超速违规。
 
2、世界汽车拉力锦标赛比赛路面
图5-10 WRC冰雪特殊赛段
(2)特殊赛段(Special Stage)
比赛路面分为柏油路面及非柏油路面(碎石路面)两大类,法国站是最著名的柏油路面赛事。但若加上天气的因素,则会有雪地的路面(图5-10),如每年的蒙地卡罗站与瑞典站参赛车都是在冰天雪地的恶劣环境中竞速。全年比赛中碎石路面赛站最为常见,碎石路面依其特性不同又约略可分为粗糙的碎石路面以及平滑松软的碎石路面,前者如希腊、土耳其,后者如芬兰、新西兰等赛站。
(3)超级特殊赛段(Super Special Stage) 
WRC史上的Super Special Stage是起源于澳洲站Langley Park SSS, SSS路段长度规划通常只有2km,而且大多是在工搭建的赛道上进行,是整个比赛中最短的Super Stage,但对观众的吸引力却是最高的,因为观众可轻松的在观众席上,欣赏传统RALLY比赛中看不到的两车同场竞技的画面,而且不必受风沙之苦。
( 1)雪铁龙C4(图5-11)
雪铁龙车队是近年来WRC赛车上的明星车队,与标致同属PSA集团的雪铁龙在发展这辆Xsara(塞纳)WRC很明显有标致兄弟帮忙的。但整部Xsara WRC的设定有浓重的偏向性,在干燥、高速的柏油路上,赛车有很凌厉的转向反应,在出弯时候的指向性相当高,有效帮助车手在不长的特殊赛段中抢占时间,是当仁不让的“柏油路之王”。
此后2007年,雪铁龙用C4 WRC赛车重返赛场,“五冠王”勒布的座驾C4,这辆具备王者气质的C4 WRC赛车,凭借着灵敏的操控、精良的悬架和先进的底盘等实力,确立了勒布在世界汽车拉力锦标赛赛场上的王者地位。
3、世界汽车拉力锦标赛经典赛车
图5-11 雪铁龙C4
图5-13 三菱Lancer Evolution V
(3)三菱Lancer Evolution V(图5-13)
在诞生这部Evolution V之前,三菱就一直大刀阔斧地改进赛车,终于在1996年的夺冠坚定Evolution V的改进方向,整台发动机强化后扭矩有质的跳升,进排气管进行重新调节,包括外抛的翼子版在内气流动力学部件相当高效地提升了赛车的稳定性和速度。
(2)标致206(图5-12)
标致206WRC属于那种天生强大的拉力赛车,短轴距非常适合拉力比赛中高速转向,加上从TTE过档的技师在调校悬挂和设计涡轮增压方面相当有经验,整部206WRC战车在不同的路况有着强大的战斗力,更可贵的是砂石路面上表现优异之余,在柏油路的速度也很平均,也就难怪206WRC让标致继205T16后再次在WRC赛场上称霸三年之久。
图5-12 标志206
( 4)富士Impreza WRC(5-14)
一辆倾富士“厂力”发展WRC赛车,传统的四驱系统和独特的水平对置发动机,完全得到“赛车化”升级,配合扰流效果很好空气动力学部件,Impreza WRC在复合性的路面有很强势表现,尤其是赛车前后重量分布上很出色,重心较低的发动机也实在提高弯中的稳定性,也近年最均衡、最美丽的富士赛车。
图5-14 富士Impreza WRC
(5)奥迪Quattro(图5-15)
作为历史上最为著名拉力赛车,奥迪Quattro太传奇了,就是这部适应性很高的Quattro四驱动系统的应用让很多人对驱动技术有了恍然大悟的重新认识,保证了当时巨大的动力不会被浪费,所以赛道表现快得惊人,只是有整套四驱系统对于当时来说过于复杂和过重,才导致后来发展的止步,但一点也无碍它成为经典。
图5-15奥迪Quattro
(7)福特RS200(5-17)
福特一直热衷于WRC赛事,RS200和Escort都是经典的赛车。RS200为B组规格,中置发动机四轮驱动,最大马力达到500匹。而其民用版本限量生产,有200匹、300匹和500匹三种马力输出供选择。RS200造型独特却不夸张,当年其综合实力相当强悍备受称赞,但是由于运气和车手水平制约,一直没有太出色的成绩。
图5-17 福特RS200
(6)斯柯达Fabia(图5-16)
1994年的WRC英国站RAC拉力赛,谁也不可能想到一辆1600cc自然吸气前轮驱动的N组赛车获得了全场第三!当然,那年的英国站恶劣的天气造成很低的能见度,大量赛车退出,但是以一辆N组1600cc赛车获得这样的成绩的确震撼车坛,而斯柯达Fabia也成为历史上的一个经典。
图5-16 斯柯达Fabia
巴黎达喀尔拉力赛
巴黎达喀尔拉力赛(The Paris Dakar Rally)简称达喀尔拉力赛(图5-18),是一个每年都会举行的专业越野拉力赛。
拉力赛的大部分赛段都是远离公路的,需要穿过沙丘、泥浆、草丛、岩石和沙漠。车辆每天行进的路程从由几km到几百km不等。
每年1月1日以法国为赛程起点的这项拉力赛,为世界上180个国家和地区的电视,广播、报纸以及杂志广泛报道,受到全球五亿人以上的热切关注。

图5-18 达喀尔拉力赛
达喀尔拉力赛为多车种的比赛,共分为摩托车组、小型汽车组(包括轿车和越野车)以及卡车组,赛车的号码依次以1,2,3开头。如105,表示摩托车组的第5号赛车,208表示小型车组的第8号,312则表示卡车组的第12辆赛车。而工作车则以4为开头数字。
比赛路段分布在宽阔甚至漫无边际的撒哈拉沙漠、毛里塔尼亚沙漠以及热带草原,与WRC相比,基本上没有现成的道路。车手和领航员除了依靠组委会的路线图以外,还要借助指南针直至今天的GPS全球定位系统,才能到达和通过每一个集结点。
1、达喀尔拉力赛比赛方式
由于维修队不像WRC那样可以通过一般的公路提前到达指定的区域等待赛车前来检修和补给,因此,每个车队都会包租专机携带所有的配件、给养和维修技师,在赛车之前飞抵指定区域(多为简易机场)。几十架分别画满了各自车队LOGO的飞机停在一起,其场景蔚为壮观。当贴满同样LOGO的赛车来到维修区(图5-19),便会集中到机翼下进行维修和补给。这时候,又如同小鸟在大鸟的羽翼下休息一样,特别有趣。所以除了比赛极具观赏性以外,巴黎-达喀尔拉力赛的维修区也是非常值得一看的。
1、达喀尔拉力赛比赛方式
图5-19 达喀尔拉力赛维修区
2、费用昂贵:后援车有四辆
由于巴—达汽车拉力赛主要赛段地形险峻,加之当地气候恶劣,车手只身无法跑完全程,必须有一支训练有素的补给和维修车队跟随其后,帮助其处理如车胎爆裂等意外情况。据首次参加该赛事的两位中国车手介绍,他们这次参赛就将有四辆负责补给和维修的“后勤”车队为他们的三菱赛车服务,而这笔费用相当可观,几乎均为车手自筹。
3、规则严格—不能随便加油
巴—达拉力赛赛事组委会规定,由于该赛事赛车所用燃油为特殊品种,一般加油站不具备提供这种油的能力,因此赛车“口渴”时只能等组委会派飞机空运燃油过来,车手不能随意在路旁加油站“自行解决”,一经发现即被判出局。但是在一些特定赛段,组委会会指定几个加油站,车手可以在此给爱车“充电”。
4、赛段险峻—马拉松段最苦
该赛事由于大部分赛段设在热带沙漠中,因此险情时有发生,各赛段都会碰到常人无法想象的困难,其中马拉松赛段给车手造成的阻力最大。该赛段要求车手全天驾驶,中途不许停歇,而且不许有补给和维修车队跟随。因此参赛车手大多“折”在此处,其中不乏名将。
5、休息不易—每天限制饮食
每个车手每天只能“享用”赛事组委会规定的几个三明治和几瓶矿泉水,即使想“偷吃”恐怕也不可能,因为车手都在拼命抢时间以多跑几程。此外,通讯问题也令车手挠头,他们若想与后方保持联系,只能在休息区的新闻中心“自行”解决,每个休息区相隔都不近,而且话费也不便宜。
6、达喀尔拉力赛比赛线路
自1979年,法国的一些敬仰泽利·萨宾和他的精神的冒险者们发起的第一次赛程起,至今已过去了将近四分一个世纪。巴黎-达喀尔,现已成为世界上最有名的拉力赛。以非洲撒哈拉沙漠为舞台巴黎-达喀尔每年都上演着惊心动魄的一幕。
(1)巴黎-达喀尔
巴黎-达喀尔在正式开赛后大约10年间,都把赛程起点定为巴黎,终点为达喀尔 ,如图5-20所示。但赛程路途每年都略有更改。随着时间的推移,起点终点也开始发生变化。如1992年起点为巴黎,终点为南非的开普敦,1994年则为巴黎-达喀尔-巴黎,1997年是从达喀尔出发,以尼日利亚为折回点再返回达喀尔。
图5-20 达喀尔拉力赛线路图
(2)赛事停办
2008年,有着30年历史的达喀尔拉力赛首次被取消。
就在2007年12月,三名劫匪枪杀了四名前往毛里坦尼亚度圣诞的法国游客,另外还有5人受伤。据称这三名劫匪与基地组织有联系。法国政府告诫本国公民不要前往毛里坦尼亚,以防法国车手再遭袭击。
达喀尔拉力赛赛事组织机构ASO为了保证比赛人员的安全,不得不取消今年的比赛。 同样的问题在去年比赛中也出现过,因为安全问题,赛事组委会被迫取消了在马里的赛段比赛。ASO方面对取消比赛表示遗憾,但他们表示达喀尔是一个标志,2009年将是一个全新的开始。
(3)南美举行
达喀尔汽车拉力赛组织者2008年2月11日宣布,2009年该项赛事将移师南美洲举行。 据介绍,于2009年1月3日至18日举行的这一赛事计划从阿根廷首都布宜诺斯艾利斯发车,最终仍在这个城市收车(图5-21)。赛程全长9000km,其中特殊赛段6000km。
图5-21 达喀尔拉力赛南美线路图
7、中国元素
哈弗车队是达喀尔赛事中知名的中国汽车品牌。2013年哈弗达喀尔车队取得了优异的成绩,索萨排名第6,周勇排名第19。2014年,2台哈弗赛(图5-22)车将出征达喀尔;两名赛车手均邀请国际知名赛手担纲,以“双外援”策略确保比赛成绩。赛车及后勤车辆为2辆哈弗赛车(H8面孔亮相)、3辆奔驰后勤保障卡车、1辆快速救援卡车、2辆哈弗新闻采访车、1辆指挥工作车;团队成员包含车手、领航、工程师、技师、后勤工作人员等40余人;整个车队年度准备及运营总投入超过5000万,包含参赛、车辆技术维护、人员费用等。
图5-22 达喀尔拉力赛哈弗赛车
郑州日产是中国第一家参加达喀尔的汽车企业。 2004年,郑州日产帕拉丁车队首次组队参加第26届达喀尔拉力赛,卢宁军驾驶的量产帕拉丁经过必要改装之后,即创下中国车队第一次参赛即完赛的战绩,从而开创中国汽车涉足国际顶级越野赛事之先河。2005年,郑州日产帕拉丁车队(图5-23)二度征战第27届达喀尔拉力赛,再次漂亮完成这一“魔鬼”赛事。车手周勇首次参赛即取得总排名第19的骄人战绩,获得组委会颁发“最佳新人奖”,书写了达喀尔赛事新人参赛历史最好记录。 2006年,帕拉丁车队梅开三度,再踏达喀尔征程,车手徐浪一举追平由周勇保持的总排名第19记录。达喀尔代表的超越自我、追求卓越价值观,深深融入帕拉丁血液。世界顶级越野汽车赛事,因此向中国发出由衷赞叹。 
图5-23 达喀尔拉力赛帕拉丁赛车
奇瑞汽车旗下的威麟车队(图5-24)征战达喀尔拉力赛这一举世瞩目的汽车摩托车大赛。奇瑞公司旗下的威麟品牌组建威麟车队,代表中国汽车品牌首次出征国际顶级越野赛事达喀尔拉力赛,2011年达喀尔拉力赛威麟车队将组成强大阵容参赛,其中包括三辆威麟X5战车,以及威麟主力车型的一辆V8、一辆H5为后援保障车,中国车手卢宁军、江耀桓各驾驶一辆威麟X5战车,分别取得第28名和第29名的佳绩,创中国车队最好成绩。
图5-24 达喀尔拉力赛威麟赛车

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