F1
解析F1 動力差異：機械增壓與渦輪增壓
如今打造 F1 引擎已不再取決於選擇機械增壓或渦輪增壓，特別是隨著科技的進步，提供了更多永續發展的選項。
F1 賽車可達每小時 220 英里的極速，為觀眾帶來獨一無二的刺激感受。隨著各支 F1 車隊在多場大獎賽中激烈競逐，你很快就會被這場速度之戰深深吸引。或許你會好奇：像你在拉斯維加斯 Red Bull 能量站看到的 F1 賽車，是如何達到如此高的G力速度？答案就在於 F1 引擎的設計。
Max Verstappen on the track during the F1 Grand Prix of Mexico
© Getty Images / Red Bull Content Pool
從歷史上看，F1 賽車的內燃機透過機械增壓或渦輪增壓來產生高馬力。這兩種強制進氣系統各有優勢與挑戰。事實上，在動力輸出和賽事策略方面，F1 車手有時會對哪個系統更為優秀產生分歧。請繼續看下去，瞭解機械增壓與渦輪增壓的比較，包括每個系統的運作方式以及 F1 引擎未來的發展方向。
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F1 中的機械增壓系統（Superchargers）
F1 車手在 1940 年代末期 F1 賽事初期，便開始使用機械增壓引擎來提高賽車性能。機械增壓的設計包含一個連接至引擎的空氣壓縮機，並透過皮帶連接至引擎的曲軸——引擎運行系統的核心動力來源。機械增壓器依靠引擎動力驅動，旋轉時將大量空氣強制壓入引擎，為賽車提供額外的加速動力，助力其迅速提升速度。
透過機械增壓，F1 車手能立即獲得強勁的馬力提升。機械增壓在經典 F1 賽車中極受歡迎，其中包括 1938 年至 1953 年間使用的 Alfa Romeo 158/159。
雖然機械增壓能提供顯著的動力提升，但其燃油效率在賽車中並不那麼出色。這是因為機械增壓器的動力直接來自於引擎本身，長期下來可能對引擎性能產生負面影響。當然，機械增壓在賽道上超越對手時表現出色，但隨著時間推移，卻可能拖累引擎整體表現。
02
F1 中的渦輪增壓系統（Turbochargers）
渦輪增壓器同樣是一種空氣壓縮機，通過將空氣導入引擎汽缸來提升 F1 引擎系統的動力。然而，與機械增壓不同的是，渦輪增壓器的動力來自內燃機的廢氣排放。這項技術最早於第一次世界大戰時在飛機上使用，直到 1977 年才隨著 Renault RS01 進入 F1 世界。
渦輪增壓器最大的缺點之一是渦輪遲滯——也就是引擎需要一些時間才能獲得那珍貴的動力爆發。由於渦輪增壓通常比機械增壓需要更長時間才能達到峰值速度，因此選擇機械增壓在戰略上可能具有一定價值。此外，渦輪增壓引擎可能會產生極高溫度，因此熱管理和額外的機油管路至關重要。然而，在整體燃油使用效率方面，渦輪增壓依然具有顯著優勢。
03
機械增壓 vs. 渦輪增壓：持續的爭論
Max Verstappen on the track during the F1 Grand Prix of Mexico
© Getty Images / Red Bull Content Pool
以下是這兩種 F1 動力增壓系統在賽車技術領域中的比較。
輸出功率
雖然機械增壓能更快提供馬力，但渦輪增壓的總體馬力上限更高。機械增壓可增加 50 至 100 匹馬力，而渦輪增壓則可增加 70 至 150 匹馬力。
扭力
在比較馬力與扭力時，渦輪增壓能更有效提升扭力。一些車手偏好更高的扭力，因為這能提升整體性能。扭力可增強引擎在應對困難 F1 操控時的能力，例如爬坡加速。相較之下，機械增壓對扭力的影響並不顯著。
反應能力
就反應時間而言，機械增壓器略佔上風。由於與引擎直接連接，機械增壓器能即刻回應車手的加速命令。這並不是說渦輪增壓器反應緩慢，但確實存在輕微的渦輪遲滯，對某些車手而言可能令人沮喪。
燃油效率:
機械增壓器所產生的馬力往往會帶來一種稱為「寄生損失」的現象。也就是說，機械增壓器利用它們所產生的馬力來驅動自身運作，因此被稱為「寄生」。另一方面，渦輪增壓器則能最大化引擎的整體效率。
04
當今 F1 中的機械增壓 vs. 渦輪增壓
綜合以上，你可能會想知道 F1 車手該如何選擇適用的增壓系統。然而，由於 F1 賽規與多年來賽車技術工程創新的結合，他們其實根本不需要做出這樣的選擇。
從1986年開始，當強制進氣系統被禁用約20年時，F1 工程師被迫進行創新。雖然禁令現已解除，但這段經歷對現代 F1 機械工程仍然產生深遠影響。
現今 F1 賽車所使用的引擎稱為 Formula 1 動力單元，這是一種符合當前 F1 引擎規範的混合動力引擎。它結合了石油燃料內燃機與由能量回收系統供電的電動馬達，並包含一個渦輪增壓器及混合電動輔助系統，構成了一台強勁的、四行程、1.6 升 V6 引擎。這意味著你很可能在今天的大獎賽上看到更新或混合型的渦輪增壓器。
05
Formula 1 的技術趨勢
隨著 Formula 1 持續優先推動永續賽車科技，車手們正為自 2026 年起生效的額外引擎要求變革做準備。渦輪增壓的 1.6 升 V6 內燃機仍將被允許使用，但其動力輸出將減少，電能容量則會增加。這些規定旨在降低賽車運動對環境的影響，同時也要求使用永續燃料。在這些 F1 永續性規範中，就機械增壓與渦輪增壓而言，後者顯然正佔據領先地位。
Formula 1 引擎的過去、現在與未來
現今打造一台 F1 引擎已不再取決於機械增壓或渦輪增壓的問題，尤其是科技進步帶來更多永續的選項。不過，這些技術仍值得理解——它們定義了數十年來的 F1 賽車。它們的基本科學原理仍然引導著 F1 引擎的設計。即使現今的 F1 引擎不再包含傳統的機械增壓或渦輪增壓，它們的影響仍將延續到未來。
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