教你看懂 F1 ─ 方向盘
1 20 发布于 2008-09-05 11:10:42 只看楼主 热门标准
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                F1的方向盘可以说是价值连城 


F1的车手无暇去控制车上的一大堆可设定装置,或是试着去看那些小小的仪表,因此现在F1赛车,几乎把所有的控制及显示元件全部都集中在车手的正前方,也就是方向盘上,方向盘因此成为车辆与车手之间沟通的最重要界面。

早期的F1方向盘其实就跟市售车是没两样的,大多是以木头作为材质,以至于赛车手必须带着皮手套,减少手掌与手指与方向盘的摩擦。而在没有动力辅助转向的机构运用之前,方向盘直径也尽可能的大,才能减少车手在过弯时除了对抗G力之外还得费力转动方向盘。在60至70年代间,车辆的高度越来越低、驾驶舱也越来越窄,传统的方向盘已经不适宜使用了,因此方向盘也开始变小了。

多功能方向盘的使用,应该先从半自动变速箱的使用开始。当时,方向盘必须设置换档按钮,这两个按钮设置在车手握住方向盘后离手指最近的地方。而配合半自动变速箱,方向盘的中间也出现了“空档”按钮,这对于发生打滑后快速将变速箱排入空档非常重要。而下一个出现在方向盘中央的,则是“通话”按钮,车手按下后即可与在维修区的人员通话。



           各车队方向盘不尽相同,但功能都基本一样
 

 随着各项科技的运用,现代F1赛车大概除了油门及刹车踏板之外,所有的控制元件全都设置在方向盘上。按钮式的开关运用在切换式的功能上,例如进入维修站时必须打开限速,而离开时必须关闭。旋钮式的则是用在调整的功能,例如循迹控制及油量密度,甚至前后刹车的力度比例,这些都是车手希望能因着车辆或赛道状况改变时可自行调整的功能。
 真正在方向盘正中央的,除了各车队自己的标志外,就是显示屏了。通常伴随在屏幕旁的,是所谓的“超转灯”——提示车手应该换档的灯号。F1车上的方向盘圈数通常不会超过四分之三圈,因此方向盘不必是完整的圆形,通常只有在车手的手握处才有方向盘幅,着也增加了方向盘中央的面积。

说到这里,或许你已经可以想象出,把这个可拆卸的方向盘接到车辆的转轴上是F1车上最复杂的机构之一。方向盘最原始的角色——负责车辆转向,在不能被牺牲的情况下,还得要能够连接各项机件的控制路线。FIA的规定,是车手在不靠外力的辅助下,必须要在5秒内能够从原本系紧安全带的状况离开车舱。因此方向盘的快拆及易拆设计就变得非常重要。



               麻雀虽小,五脏俱全

 
拜转向辅助机构所赐,方向盘的大小已经不再是决定车手转向时必须施力程度的因素,因此,现在F1方向盘的盘径,大约只有市售车的一半左右。

F1赛车方向盘的构造及使用方法不管你相信与否,在F1赛车上其中一个最富高科技含量和最复杂的装置就是赛车的方向盘。在F1赛车方向盘上所应用的一些技术也被广泛用于一般的公路汽车。例如保时捷公司和法拉利公司就都把它们的方向盘换档的机械装置用在了各自的产品上面。而奔驰公司也把控制仪表显示器的综合电子信息控制系统装上了奔驰的高档轿车。

F1的方向盘所用的基本材料是碳纤维,这是为了保证它有足够的强度并且不要太重。 虽然碳纤维是一种不便宜的材料,但真正使方向盘造价昂贵的是大量的电子控制按钮装置以及各种信息显示装置,还有就是控制所有以上功能的可编程序的电脑控制模块。

一个典型的F1赛车方向盘上会比一般的汽车方向盘多了很多控制按钮,这些按钮分别要完成以下功能:控制离合器,控制发动机熄火,控制换档,无线电对讲,进入修理站的车速限制,发动机转速限制,制动力平衡的调节,空气、燃油混合比的调节,赛车综合信息的显示控制(包括发动机数据、燃油消耗以及每圈时间、当前档位指示等),还有一些预先编好的控制程序和各种闪烁着的警告灯光。另外,有的方向盘上还装有供车手喝水用的控制按钮。

F1车手是赛车的唯一主人,而方向盘则是车手控制赛车的直接工具。对于一个要时刻掌握赛车的运转状况从而驾驭赛车的F1车手来说,方向盘上五颜六色的控制按钮和必要的信息显示系统是必不可少的。为了在高达每小时300公里甚至更高的速度下便于操控和观察,所有开关按钮以及信息显示器都是直接布置在方向盘的圆周内。同时,随着技术的发展,F1赛车正在与人机工程学结合得越来越紧密。可以说方向盘就是F1赛车上一个高科技的多功能控制中心。

那么这个F1赛车的方向盘到底要花多少钱呢?生产厂家如果按产量十套来计算,每套F1赛车的方向盘造价为5000英镑(约合人民币6.5万元)。

空档键
按“N”字按钮可使赛车挂上空档,车手通常是在修理站期间或在其他停车的时候使用这个开关。

转速限制键
“U”字开关用来限制发动机的转速低于某个数值以对发动机起保护作用。车手会在赛车不需要开足马力的情况下使用它。

制动力平衡调节器
车手用这个调节开关来调整赛车前后两边刹车系统的压力大小。

数据显示键
车手按“S”按钮就会在显示器上得到有关发动机、燃油消耗和每圈时间的信息资料。

离合器控制片
车手在比赛出发或在修理站起步时通过使用在方向盘上部两边的小控制杆来手动控制离合器的分离与结合。

显示器
通过按蓝色的“S”按钮,车手可以在显示器上获得有关发动机、燃油消耗和每圈时间的信息。在更换档位时会有数字显示当前档位。

换档杆
车手通过操纵方向盘背后左右两个小的拨杆来更换档位。拨左边的拨杆是加档,拨右边的拨杆是减档。

复原键
可以用于在比赛中当赛车某些关键的传感器失灵的时候,使车手能用一些简化了的基本操作来完成比赛。

速度限制键
按下“L”按钮赛车会自动降低前进速度以便进入修理站。进入修理站车道的速度限制值是70公里/小时。

无线对讲键
按下“RADIO”开关,车手便可以与修理站里的技术人员建立起对话联系。

动力转向开关
为赛车提供动力辅助转向,与一般的公路汽车原理相同,但赛车上的动力转向效率更高。

燃气混合调整器
通过调节这个按钮来控制空燃比,以此来达到调整燃油消耗量的目的


f1方向盘

近几年来,日新月异发展的电子科技给F1车手的方向盘上添加了不少新元素。
 
直到近十年前,F1赛车的方向盘跟大多数民用车的方向盘一样上面是空空如也的。但是从九十年代中期方向盘换档系统逐渐在F1赛车上开始普及以来,电子科技在赛车操控和性能上的影响日益明显,车手需要随着周围状况的变化不断对这些电子设备进行调整,如引擎参数、起步系统、牵引力控制系统,电子差速器等等,而在高速行进中的赛车的狭窄座舱里,让车手的手离开方向盘在座舱里寻找调节这些按钮则无异于自杀行径。于是,现代F1赛车的方向盘上便多了不少形状不一、颜色各异的按钮。同时,车手也比过去任何时候更需要随时得知赛车方方面面的运行情况,如引擎转速、速度、剩余燃油数量、水温、油压、胎压、各电子设备运行状态,还有一些比赛数据,如自己上一圈的圈速、最近的对手相差的距离、剩余圈数……而这一切的资料,车手都要从赛车方向盘上的多功能液晶显示屏来读取。 法拉利车队最近向全世界车迷和媒体披露了F2002赛车方向盘的照片以及大部分按钮的作用。但是依然有部分按钮,车队仅仅模糊地透露了这些按钮是和引擎或者起步控制系统设置有关,而不愿意详细透露这些按钮的具体作用。本文就以法拉利F2002赛车的方向盘为例,简要分析F1赛车的方向盘目前除了让车手转向之外,还能够让车手干些什么。

 

图是F2002赛车的MOMO方向盘。MOMO是欧洲最大的方向盘供应商,除了给汽车厂商供应OEM方向盘外,自己同时大量出产赛车以及民用车用方向盘。而赛车上的按钮对应的控制软件,则是由Magnet-Marelli公司设计并提供。不要小看这一只方向盘,Magnet-Marelli公司里有超过一百人的队伍专职于法拉利赛车各种电子设备以及相关的软件设计,而最后的人机界面就全部集中在了这个小小的方向盘上。


F2002方向盘上大大小小有14个按钮,2个大旋钮以及6个小旋钮。大部分读者可能已经了解到F1车手是轻触通过方向盘后面、方向盘柱上的左右两个桨叶状的翼板来换档的,并不需要踩离合器,类似的设计在法拉利F355F1以及F360民用跑车上可以看得见。电子控制的离合器和特制的变速箱会大大降低F1赛车每次换档的时间,F2002每次换档大约花费0.1-0.13秒。不清楚0.1秒是什么概念?一眨眼的时间罢了。当然,车手在赛前、进维修站和赛车发生打滑的情况下依然要用到离合器,而在方向盘背面的下方也有两个不明显的翼板(图中左边的蓝色S键左边和右边黑色按键右边的突起),便是车手的离合器。

下方的绿色N键代表Neutral(空档),在此状态下,车辆变速箱处于空档,而也只有在这种情况下赛车方能被推动,方便赛车在故障后工作人员处理。赛会并规定赛车如果由于故障停在了赛道上/边,车手离开赛车前必须将赛车设置成这个状态。

再下方的黑色LC键代表Launch Control,车手可以利用这个系统关闭/开启起步控制系统。

最右上角的黑色按钮,车队没有解释其用途,只是粗略地介绍与起步时的档位控制有关。

下方的红色L键,是车手在进入修理站时候严格限制速度的时候用的,确保车手不在维修站内超速。

再下方的黄色Radio按键是为车手进行和维修站之间的无线电联系用,如果车手想要集中精神,可以将其关闭。

方向盘的中间竖排着有两个黑色的按钮,这两个按钮是作为多功能按钮,对赛车的不同设备做不同设置时候使用的选择按钮,而横排标着两个加、减号的按钮则是用来调节的。由于厂方没有透露,单单在这幅图上我们很难得知这些多功能按钮是用来调节什么设置的。所以,我们另外找了一幅法拉利赛车座舱的照片提供给读者(见图2),或许能猜中DM、DX、TM、TX这些文字所代表的意思?

方向盘左侧下方蓝色F键代表Fuel Hatch Open,意思是打开油缸盖。车手在进站加油之前必须按下这个按钮,而出站后又必须及时关闭。

下方的蓝色Oil键是用来控制燃油喷住系统的,如果引擎发生故障或者车身遭到撞击导致燃油开始泄漏,这个按钮可以切断油路,阻止火灾的发生。

再下方的黄色E键是引擎关闭按钮,这就不用多说了。

右侧下方的黑色按钮,同样是用来调节起步时候的控制,但车队也没有透露其作用。

再下方的蓝色按钮,是给上方的液晶显示屏翻页用的。

最后一个白色的按钮OK。这个按键看上去和其他按键一样简简单单毫无突出之处,但里面却蕴藏着尖端的技术,这种技术允许车队工作人员通过无线电信号在维修站内就能控制赛车一些关键环节的设置而无需赛车回站。只要收到这样的信号,车手会得到提示,而一旦车手按下OK键,则该新配置马上生效。自麦克拉伦车队在摩纳哥站公开承认了维修站的工作人员调节了库尔哈德赛车的引擎设置确保了分站冠军之后,各车队便不再否认有这样的科技存在了。分站冠军,OK!

中间还有两排拨动式的指针调节,车队只透露了左边的三个分别与差速器和牵引力控制系统有关联,而右边的两个则讳莫如深。右下边还有一个同样类型的指针,它限制了最高转速的设置。

方向盘上方的液晶显示屏除了显示转速、水温、速度、剩余燃油、档位等等基本资料,还可以选择地阅读某些其他数据,如赛车与前一位赛车和后一位赛车分别的时间差;已经完成的圈数,比赛还剩余几圈,诸如此类。左右两边的档位指示灯将随着转速的增长逐渐亮起,当达到红线区域的时候,MOMO标志旁边的灯也会亮,提示车手转档。

除了法拉利赛车的方向盘外,笔者也找到了威廉姆斯和乔丹赛车的方向盘近照,可以看出,虽然车队与车队之间方向盘的设计未必相同,但至少方向盘上面的按键,少说数个,多的则如同法拉利赛车一样,达到二十多个。

方向盘的发展便是F1综合科技发展的缩影,随着方向盘控制的半自动换档系统的率先引入,各种各样应用在赛车不同的方面的电子设备的设置按钮便纷纷被加入到方向盘上。如何合理设计方向盘的按钮设置以免给本来就已经很紧张的驾驶造成不便,也成了一项人机工程学的重大课题。


 


 


 
 最左上角的蓝M键代表Multi-down(跳档),一般情况下为了保护赛车引擎不受损伤(如果降档过度,引擎容易发生超转),变速箱的控制软件设计成了不让车手降档过度的形式。但是在变速箱故障的情况下(比如某两个档位失效),则车手可以用这个按键选择跳档。
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