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[F1專欄] F1輪胎氣體之謎 |
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| 記者/Hunter Hsu |
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輪胎在F1史上的地位重要之至，2001-2006年甚至引發過著名的「輪胎戰爭」。FIA主席Max Mosley為了遏制車隊預算由於輪胎競爭而大幅飆高的趨勢，決心自2007賽季起恢復單一輪胎供應商制度。崇尚競爭精神的Michelin因不滿此項制度而退出F1，Bridgestone自本賽季開始再次成為11支車隊共同的輪胎供應商，長達6年的「輪胎戰爭」方告結束。Bridgestone獲得「獨家經營權」之後，綽號「黑色甜甜圈」的比賽用輪胎似乎並沒有受到車迷應有的重視！事實上不論你的賽車狀況多好、空力套件性能多麼優異，與地面接觸產生摩擦力還是要靠著這四條輪胎。由於橡膠配方已被限制，今年的目光焦點轉移至胎內填充氣體！
 | | | 「泡膠化」現象通常在車手在路緣石、甚至平坦賽道路面發生輪胎鎖死（尤其是前輪）時所產生，後遺症則是輪胎行駛時劇烈震動。 |
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F1車隊用什麼氣體給賽車輪胎充氣似乎並不重要，不過事實上氣體對於胎壓和胎溫的影響都十分關鍵。當輪胎表面溫度隨著賽車行駛逐漸升高時，氣體隨溫度膨脹的速度導致胎壓升高。同樣，氣體從輪胎胎體內部向外導熱的能力對於控制胎面溫度也十分重要。這種降溫效應減弱了輪胎泡膠化的傾向。輪胎結構溫度越低，胎面就能忍受越高溫，同時可避免胎面和輪胎胎體之間的泡膠化現象。多數賽車手都對「泡膠化」（flat spot）不陌生，這個現象通常在車手在路緣石、甚至平坦賽道路面發生輪胎鎖死（尤其是前輪）時所產生，後遺症則是輪胎行駛時劇烈震動。
車隊究竟用什麼氣體來給賽車輪胎充氣一直是大家感興趣的話題。通常認為氮氣是沒有爭議的答案，但是Bridgestone聲稱經過乾燥處理的空氣才是最普遍應用的輪胎氣體，這能為供應商省下在全球範圍運輸罐裝氣體的開支。大概是F1車隊在維修區用氮氣鋼瓶來調整胎壓讓電視觀眾們產生誤解，但那是因為他們沒有壓縮機和乾燥機，只有Bridgestone輪胎人員才有。那也就是說，講到氮氣，車隊使用的氣體精確地來說「無氧氮氣」(否則其成分就接近於空氣)。無氧氮氣盡可能驅逐了汽缸內的其他氣體，確保壓力僅來自於氮氣本身。
 | | | F1車隊在維修區用氮氣鋼瓶來調整胎壓讓電視觀眾們產生誤解，但那是因為他們沒有壓縮機和乾燥機，只有Bridgestone輪胎人員才有。 |
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然而，乾燥空氣並不是F1車隊唯一的選擇。如果某支車隊能找到一種熱量更穩定的氣體，將內胎胎面溫度更大幅度地降低，其優勢是顯而易見的。現在多數F1賽壇人士相信Ferrari車隊使用二氧化碳填充輪胎，但大家只猜對了一半。事實上它是一種根據賽車輪胎的要求，按照一定比例混合的氫氟碳化合物，其複雜程度遠遠超過了一般人的想像。氫氟碳化合物(Hydro Fluoro Carbon)簡寫為HFC，這是一種製冷劑，離我們的日常生活非常近，冰箱和冷氣都會用到它，只是在成分比例上略有差別。
據美國《賽車工程學》雜誌披露，Ferrari車隊在北義大利Monza擁有一支由工程師Andrea Seghezzi率領的隊伍，聯合義大利Gruppo Sapio公司從事F1輪胎氣體的研究工作，其目標是尋找最適合F1輪胎使用的氣體。這種研究不僅在實驗室中進行，更進行實地賽道測試。
 | | | Ferrri車隊在比賽時混合50％的R404A和50％的二氧化碳混合後充入輪胎。 |
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實驗後Seghezzi和他的隊伍發現，HFC化合物能夠有效的將輪胎在運行中產生的熱量傳導到輪圈上，然後由輪圈扮演散熱器的角色，將熱量傳遞給外部的空氣、讓熱量從輪胎胎體轉移。最終作用是保持輪胎內部較低的氣體溫度並維持相當穩定的胎壓。這種方法對於使用鋁或鎂質輪圈的F1輪胎來說尤為有效，因為鋁或鎂具有極高的導熱性。Seghezzi帶領的隊伍和Gruppo Sapio公司在進行多次的實驗和賽道測試後得出的結論是：使用52%的四氟甲烷(Tetrafluoroethane)，加上44%的五氟乙烷(Pentafluoroethane)和4%三氟乙烷(Trifluoroethane)配製的一種氫氟碳化合物(HFC)——R404A製冷劑最適合用於賽車輪胎的填充氣體，比賽時則混合50％的R404A和50％的二氧化碳混合後充入輪胎。
輪胎廠不只是在比賽前將輪胎交給車隊就結束工作了，兩大輪胎廠每一站都要帶1500條輪胎到比賽賽道、在每一支車隊中都配置了測試工程師（負責測試與記錄輪胎工作溫度、胎壓、磨損位置與磨損情形）和比賽工程師（負責對車隊如何選用輪胎進行建議），在大型隊伍中甚至配置更多人手。Ferrari願意在幾乎不被同行人士注意的輪胎氣體上仔細鑽研，並花費每年幾億美元的預算、其世界冠軍的名號的確實至名歸。
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