資料來源 AutoRacing 疾速網 (http://www.autoracing.com.tw/ )
F1引擎面面觀 F1
事實上，在F１車體外表的掩蓋下，甚少人可以一窺其引擎製造的精密技術與演進過程，
透過國外媒體的披露，這是個很好的揣摩機會。
方程式佈局與設計
所有F1比賽引擎必須符合FIA所訂定３.０公升〈排氣量３０００cc〉自然進氣的規範，並
絕對不允許渦輪或是任何型式的機械增壓〈強制進氣〉設計。
材質
類似道路用引擎合金版本，鋁通常也使用於F1引擎機具製造上。鎂一般是不被大量使用的
，而鋁在引擎製造上佔有６３％的比重，廣泛使用於引擎模具上的塑型、汽缸頭、活塞等
部位。而鋼在使用上佔有２５．５％的比重，多半使用在凸輪軸、機軸、變速齒輪等地方
。而鎂則只佔比重的１.５％，只運用在機油幫浦機件，至於既強韌又輕的鈦，則有６％
的比重廣泛的被使用在變速箱與傳動機構上，譬如：活塞連桿等部位。目前最流行的碳纖
維使用於空氣箱還有凸輪軸上蓋形成保護的功效，其他還有一些特殊的合金往往是較具優
勢像是鈹，但這不在合法規範內，目前只能以陶磁取得工程技師所期望的較佳抗熱性。
製造與後置
F１引擎是由大大小小約５０００個組件所構成，組合過程需耗時８０小時，又需要額外
的２０個小時用Ｘ光針對汽缸頭作電腦斷層分析，這類大工程對某些大型車隊諸如：BMW
、Mercedes、Ferrari等來說，在一個賽季卻可以生產出２００具引擎。但是這些引擎當
中有些在經過激烈的實地測試後，會被拆解分析亦或淪為廢物，反覆頻繁的測試工作無非
是為了確保引擎燃燒運轉過程的順遂。
為了減輕重量，引擎內部極度避免過於複雜不必要的管路，如同道路版高性能跑車一般，
F1引擎壁亦內含循環冷卻水管道及冷卻油管道。F１引擎的特色在於乾式潤滑，當機油幫
浦抽入機油經過擠壓送入機油箱，Scavenger pump即將機油送往儲油槽供給每個不同的管
路所需，每個幫浦機油變換運作只要１５秒的時間。
當前V型９０度夾角的引擎設計在F１蔚為風潮，Ferrari與BMW、Mercedes都在這個領域獲
得相當的成就，Cosworth亦從早期直到２００３年從７２度演進到９０度的ＣＲ４，
Renault在重返這項頂級賽車運動也發展出一具號稱夾角１１１度的革命性引擎〈事實上
，據說只有１１０度〉。引擎的設計不外乎考量到配重的問題，理論來說，１１１度具有
更低的重心，對行經彎道所產生的離心力有較大的抗劇性，但是Renault在發展這具引擎
後除了輸出功率的問題之外，最大的難題是與底盤的搭配始終不理想。不管怎麼說，以
Renault過去在F１的豐功偉業而言，該車廠倒是開創不少具代表性的引擎科技，他們對於
１１１度夾角引擎的創意，在未來不久或許會被競爭對手經由技術克服而繼續延用。
引擎重量的不同會產生多樣化的結果，在F１嚴峻的比賽領域中，每具引擎生產出來必須
達到１００公斤以下的標準。２００２年引擎的重量問題由於採用的材質精進而致使設計
趨勢有許多不同，除了輸出功率、散熱性、重心配置等要點，Ferrari車隊的革命性引擎
設計所表現出的穩定性讓許多競爭對手望塵莫及，這相對會帶來新一代引擎科技的刺激與
快速演進。
頂尖的製造商往往帶著六噸的裝備到達每個比賽場地，其中包括１０具完整的引擎，１５
０名參與引擎建置的員工其中包括：機械技師、裁切師、工程師、繪圖師、電子專家、系
統工程師、一般工作技師、行政與秘書人員、督察人員、各部門主管以及技術總監。
高輸出真相
引擎在每場比賽每分鐘的最高運動值平均為八百萬次。２００２年賽季，在Monza賽道搭
載於Montoya座駕上作為排位賽使用的BMW引擎，轉速高達１９０００轉，僅僅為了創造一
次更快的單圈紀錄。對引擎製造者來說，目標則是設定在２００４年前發展出耐久性更好
工作極限更高的引擎，到那時，也許一具引擎不再只是那一天或１２圈裡有較高的性能表
現，而是比賽的一整週時間每具引擎都能維持極高的效率〈這也是為了迎合FIA制定的新
規章，一場比賽從頭到尾一具引擎〉；我們沒辦法得知２００３年賽季各家引擎的工作效
率將會攀升到什麼程度，在早期８０年代的Turbo引擎時期，製造商設計出一種被稱為「
手榴彈引擎」的引擎，意謂會使人失去知覺的強大動力，這種引擎在排位賽一次三圈的過
程中，往往還沒做出成績就已經爆炸的像個龐大的火球。
引擎最高輸出峰值乃是所有引擎製造者的最高度機密，不過根據目前預測數據，引擎最大
輸出已經達到９００匹。這顯示在１９９５年初開始制定的V型３.０公升自然近氣引擎發
展進化相當快，從７００匹開始進展不過短短幾年光景便有如此驚人的成就，這裡有一些
數據可以一窺F１引擎的發展演進史：
1954 Mercedes-Benz 2.5公升：290匹
1961 Ferrari 1.5公升 V6: 190匹
1970 Ford 3.0公升 V8: 510匹
1986 Honda 1.5公升 渦輪增壓 V6：1200匹
1993 Renault 3.5公升 V10：750匹
1995 Renault 3.0公升 V10：695匹
2002 BMW 3.0公升 V10：900匹
在比賽期間經由引擎所排放出的廢氣溫度高達８００度，有些車隊將這些排氣納入空氣力
學利用的設計範圍之內，工程師必須利用特殊工具將引擎產生的高溫予以隔絕，以避免造
成週邊其他機件的毀損與破裂。
每秒鐘計有４５０公升的空氣被送進引擎室供燃燒，在大腳油門的情況下，同一時間活塞
行經上頂點及下頂點的運轉過程達６５０次，這可謂非常驚人。而活塞在汽缸內部所受到
的推力與加速力達８５００Ｇ，這樣一來，引擎外部的溫度亦有３００度之譜。現代F１
引擎較過去有更強大的動力，但重量與體積卻只有過去的二分之一，其燃油耗損率也同樣
驚人，行駛１.４公里可以消耗掉一公升的油料〈相當於行駛４英哩就燃燒掉一加侖的油
〉，換算一下，一條賽道單圈５公里，F１賽車每圈平均要消耗掉約７公升的油，完成２
５圈進站加油可推算出F１賽車的油箱大約１５０公升左右，但這只是推算，並不包括賽
道坡度等現實條件。
以一具現今F１引擎的使用週期大約在４００至６５０公里左右，在新的規則下〈訂定於
２００４年開始實施〉，一具引擎必須能夠使用一場比賽，包括練習賽、排位賽、決賽。
如何能提高引擎壽命又能維持性能穩定性與耐久性，是目前各家引擎廠商急迫的當前之務
，這當然會花費更多金錢與人力進行研發設計，在花錢製造競爭力的前提下，FIA意欲減
低比賽開支的美意真能達到預期的效果嗎？我們等著看吧！
Achilles-2005/9/8