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[F1] 規則變動精彩可期，2014年F1賽季預覽 (1) |
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雖然身在臺灣的F1車迷們，正忙碌於準備農曆春節，不過遠在歐洲的各F1車隊，一刻也閒不下來，紛紛在聖誕假期過後就馬上投入新賽季的測試工作，以期能夠在2014年1月28日於Jerez賽道舉辦的第一次冬季集測中，盡可能地蒐集一切對新賽車有用的情報。這次集測對各車隊重要性，可能比過去幾年都還重要。原因是什麼？最大的主因就是新賽季多項規則為賽車帶來的變革，而本篇即先針對引起賽壇各界熱烈討論的全新動力系統來作介紹。
 | | | 即將到來的2014年F1賽季有著許多規則變動，其中1.6 V6渦輪增壓引擎搭配ERS動能回收系統組成的全新動力系統，是各大媒體與全球車迷熱烈討論的話題，趕在2014年第一次集測之前，U-CAR也先帶來全新動力系統的相關介紹。 |
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2014年的F1賽車的動力系統目前被統稱為Power Unit，當中除了1.6升V6傳統內燃機引擎之外，還搭配了新的ERS動能回收系統 (Energy Recovery System)，而ERS系統又是由利用渦輪增壓器轉動發電的MGU-H (Motor Generator Unit- Heat) 、將煞車動能轉換成電能回收的MGU-K (Motor Generator Unit – Kinetic) 、儲存回收電力的ES (Energy Store) ，以及控制模組等幾大單元所構成，而結合上述所有單元之後，整組Power Unit重量約為145公斤。
 | | | 2014年的F1賽車的動力系統目前被統稱為Power Unit，當中除了1.6升V6傳統內燃機引擎之外，還搭配了新的ERS動能回收系統，ERS系統當中又包含了MGU-K、MGU-H與ES等幾大單元。 |
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1.6渦輪增壓V6引擎規範
首先在內燃機引擎部份，在FIA公佈的2014 F1技術規則當中，針對內燃機引擎規範更加嚴格，其中引擎排氣量必須為1,600c.c (+0/-10cc) 、6個汽缸排氣量必須等值，且每缸缸徑與衝程必須為80mm和53mm (2013年無衝程限制) ，每汽缸必須為4汽門設計 (2進氣、2排氣) ，引擎夾角則限定在90度，最高轉速則從2013年V8引擎的18,000轉，再度下修至15,000轉，燃油缸內直噴系統噴油壓力必須為500bar。
在渦輪增壓器方面，規定不得使用可變幾何渦輪增壓設計，且安裝位置也有明確規範，目前部份廠商將渦輪增壓器設計在引擎後方，排氣歧管則圍繞著引擎本體，從旁與其連接，如果以Renault Energy F1引擎來看，1.6 V6渦輪增壓引擎約可提供600匹最大馬力，另外，負責傳送動力的變速系統，則從2013年的7前速變更為8前速變速系統。
 | | | 2014 F1技術規則當中，針對內燃機引擎規範更加嚴格，針對每缸排氣量、缸徑、衝程、排氣管位置、渦輪增壓器位置等都有明確的規範。 |
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除了上述之外，因應渦輪增壓引擎帶來額外的熱能，估計中央冷卻器面積將較2013年賽季來的大，因此賽車將需要更大的散熱吊艙設計。不僅如此，2014年賽季針對排氣管設計也有新的規定，排氣尾管將從原本的雙出改為單出，且排氣尾管位置必須被抬高、以讓排出的廢氣直接尾翼下端吹出，如此規定是為了避免類似2013年Red Bull車隊將廢氣吹向後軸、提供後輪額外下壓力以提升彎道穩定性的設計。
 | | 2014年F1賽車針對排氣管有新個規範，規定中要求所有賽車排氣尾管必須從以往的兩側雙出改為中置單出，排氣尾管位置必須被抬高、以讓排出的廢氣直接尾翼下端吹出，如此規定是為了避免類似2013年Red Bull車隊將廢氣吹向後軸、提供後輪額外下壓力以及升彎道穩定性的設計。
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ERS動能回收系統
至於新的ERS動能回收系統，當中由MGU-H、MGU-K、ES和控制單元等組成，比較特別的是，相較於2013年的KERS系統，2014年系統中多了MGU-H單元。簡單來說，MGU-H就是一組與渦輪增壓器相連的發電系統，當引擎運轉時，廢氣排向渦輪促使葉片轉動，轉動的葉片除了可以提升進氣效率之外，也可讓MGU-H發電，而MGU-H產生的電力可以儲存在ES當中，又或是直接傳送到MGU-K來提供額外動力，另外，MGU-H亦可視車輛進氣需求量來調整渦輪增壓葉片轉動速度，例如當出彎準備加速時，MGU-H預先加速渦輪增壓器之轉動、以消弭渦輪遲滯現像。
 | | | 新的ERS動能回收系統，當中包含MGU-H、MGU-K以及ES和控制單元等所組成，當中的控制模組則是可根據不同情況對動力進行最有效的分配與控管，其能源流向示意圖可參閱下方放大圖解。 |
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至於MGU-K簡單來說就是將煞車動能化為電力、或是將額外儲存的電力化為動能輸出的一大媒介，主要作用基本上與2013年的KERS系統相同，當賽車在減速的時候，它就化身為發電機來將煞車動能轉換成電儲存至ES當中，如果需要額外動力加速時，MGU-K便可使用ES當中或是MGU-H產生的電力化為動能，提供引擎額外的加速動力，最多可額外提供160匹馬力，較2013年約80匹馬力增長兩倍之多，且一圈使用ERS系統的時間達到33秒之久。
 | | | MGU-H、MGU-K和ES能夠透過控制模組的指令，事情況調整回收動力的使用，由於這套系統相當精密複雜，因此系統是否能有效發揮、穩定性是否足夠，估計將是左右2014年賽車性能表現的關鍵之ㄧ。 |
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除了上述之外，整套ERS系統另一大特點就是MGU-H、MGU-K以及ES三大單元，透過控制模組而能夠相互密集雙向合作，以讓任何電力或是動力能夠做最有效的利用，例如當賽車在減速時，MGU-K產生的電力能夠儲存在ES當中，又或是將電能經過控制模組傳送至渦輪增壓器，讓渦輪增壓器加速以將降低出彎大腳油門時可能出現的渦輪遲滯現象。
每場比賽油耗限制100公升
不管動力系統多麼強大或是多麼複雜，回到原點，賽車上的任何動力都需要使用到燃油壓榨出來，而為了限制每輛賽車的性能表現，2014年賽季亦針對油耗量有所限制，規定每輛車油箱容量必須為100公升 (2013年油箱約為160公升) ，由於2010年開始F1就開始禁止車輛在比賽中加油，也就是說每場比賽最多只能用100公升的油量，對於能源使用效率的控管勢必得更加精準，另外，新的技術規則中，還規定一輛賽車最大供油流量不得超過100kg/h，簡單來說，就是假如動力系統隨時保持100%輸出的話，那麼在1個小時之後就會將所搭載的100公升燃油耗盡，通常一場F1比賽過程約為1.5個小時，新加坡站甚至逼近2個小時，所以如何妥善調配動力輸出功率或是油料控制，將更加重要。
車體設計同步變更，Force India搶先公佈首張廠圖
除了聚焦動力系統變更，2014年賽車造型設計也將因應新的規則，而會與2013年賽車造型有的明顯差異。首先在新的規則當中為了安全考量與減少賽車對空力套件的仰賴性，前鼻翼最大寬度將從原本的1,800mm縮窄至1,650mm，同時座艙前半部距地高度一口氣向下調整100mm，由原本的625mm降至525mm，如此一來將連帶使得鼻翼更貼近地面，鼻尖離地最高位置則限制在185mm，視覺上估計將會與2010年之後的高鼻翼設計有顯著差異，甚至還可能會比2009年賽車鼻翼更加貼地。
 | | | 座艙前半部距地高度一口氣向下調整100mm，由原本的625mm降至525mm，而鼻尖離地最高位置則限制在185mm，視覺上估計將與2010年之後的高鼻翼設計有顯著差異，甚至鼻翼還會比圖中2009年賽車還要貼地。此外，原本寬大前翼也將由1,800mm縮窄至1,650mm。 |
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除了上述之外，2014年賽季也規定車載攝影機必須要位於鼻翼兩側，會有如此限制是預防設計師直接讓車載攝影機成為車身空力套件的一部分。而在賽車側邊部份，最明顯的差異將是因應新的渦輪增壓引擎而加大的散熱吊艙；車尾方面，重要的變動除了排氣尾管改為中置單出之外，尾翼底部將不允許多餘的空力輔助翼片，以限制車尾下壓力，不過允許垂直支柱用來做為上方尾翼的支撐輔助，另外，尾翼最上端與底端距離將由220mm縮減至200mm。而F1官方網站中發表了簡短的動畫介紹影片，讓車迷能夠在短時間內掌握2014年賽車的各主要變化。
 | | | Force India於歐洲時間2014年1月23日無預警地發表2014年新賽車VJM07的首張廠圖，就側面廠照來看，沒有出現稍早各界媒體預測極端造型，不過其餘車隊是否會有令人意想不到設計，令人拭目以待。 |
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相信看到這，許多車迷已對各家車隊的全新戰車有著無限想像，不過就在日前，Force India車隊毫無預警地在媒體網站上，率先公佈第一張2014年賽季的新賽車廠圖，就側面廠照來看，沒有出現稍早各界媒體預測極端造型，不過其餘車隊是否會有令人意想不到設計，隨著距離1月28日首次集測的日子越來越近，各家車隊的新賽車也將陸續曝光，屆時U-CAR將持續帶來報導。
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