香港博客關於汽車賽車工程 Chinese-reading blog on race engineering of motorsports
Thursday, 26 September 2013
Tuesday, 24 September 2013
Parc Fermé?
Parc Fermé是法文直接解「關閉公園」的意思, 是常常聽到的賽車詞語, 伐表車隊人員不能繼續為賽車工作, 必須停止任何手頭上工作, 取消賽車行走, 調整以及提供維修保養, 鎖定賽車現況
拉力賽車世界中特別容易聽到Parc Fermé
賽事舉辦單位會指定某些時間實行Parc Fermé, 禁止車隊維修人員工作, 要求車隊運送賽車到指定場地排列擺放, 例如公園地方, 作展覽宣傳, 合車迷欣賞和拍照
車手也籍此機會舉行, 近距離親近車迷, 打招呼以及簽名合照
到晚上「關閉公園」場地, 這就是原義起源, 執行任何人都不能夠接近車輛, 必須擺放過夜, 過了明天指定時間才解放禁令, 保證每一賽隊同一時間公平開始繼續維修整理賽車, 避免通宵維修, 強制給車隊人員夜晚休息
有時賽會驗車時段scrutineering也在Parc Fermé期間發生,
Parc Fermé Condition是指架車必需要保持現在狀況, 不能作任何改裝, 或者企圖改變現況, 保持公平, 準備驗車或開始進行比賽
拉力賽車世界中特別容易聽到Parc Fermé
賽事舉辦單位會指定某些時間實行Parc Fermé, 禁止車隊維修人員工作, 要求車隊運送賽車到指定場地排列擺放, 例如公園地方, 作展覽宣傳, 合車迷欣賞和拍照
車手也籍此機會舉行, 近距離親近車迷, 打招呼以及簽名合照
到晚上「關閉公園」場地, 這就是原義起源, 執行任何人都不能夠接近車輛, 必須擺放過夜, 過了明天指定時間才解放禁令, 保證每一賽隊同一時間公平開始繼續維修整理賽車, 避免通宵維修, 強制給車隊人員夜晚休息
有時賽會驗車時段scrutineering也在Parc Fermé期間發生,
Parc Fermé Condition是指架車必需要保持現在狀況, 不能作任何改裝, 或者企圖改變現況, 保持公平, 準備驗車或開始進行比賽
Thursday, 12 September 2013
決戰Pit Stop - 維修線上比武的攻略
Time is loss or gain at the pit
賽事中, 爭分奪秒的維修, 換上光鮮的新車胎, 補給消耗了的high octane燃油, 座駕能夠再次重返戰場上前搏殺
一名之差, 奪得王者第一名, 還是甘拜下風的第二; 成功爭取到得分賽後排位安慰, 還是零蛋掃興而回, 虛空一場, 都可以由入pit造化開始
除了較為高級的方程式賽車類別同耐力賽項目之外, 現時一般的賽事都不鼓勵賽事中途需要維修換胎加油
原因是希望減少加油途中發生的火警意外, 賽車車身枉枉比引擎, 排氣散熱系統在比賽變熱, 一滴藐小的賽用燃油接觸, 足以導致仁發嚴重大災難
第二原因是希望保障維修人員不需要在自車和其他車輛高速進出維修站底下搶修, 也是各方很容易在緊迫壓力下發生意外, 可大可小
反回主題, 決定入pit策略的先決條件是 第一判斷賽場的維修線長短
例如屬長身的英特拉格斯賽道; 非常短的馬尼庫爾賽道, 可以在F1賽事中達到極激的四次入pit, 是冒險的造法
賽車的入pit長短對比是取決在入pit和走出pit exist lane重反賽道, 達回平常賽車速進度而失去的時間同整體賽事時間
這十分重要的入pit需時計算可以在自由練習時段中試行記錄
可以利用行走記錄, 取得有pit入同無pit入的數據, 此後把它們兩個重疊於賽道的同一地點來分析時差
當然換胎入油都不是次次相同, 必須記住分開記錄出入pit和換胎入油的需時, 方便配合不同旳維修組合, 好明顯正常來說, 策略只一次入pit的維修時間是長過分開幾次的入pit的
再說free practice的賽道上, 車手通常只專注在來來去去, 微調中尋找最美好的車身設定, 忽略了練習用賽速去攻擊入pit的節奏, 可賺取幾秒的寶貴賽時
比賽工程師應該和車手溝通入pit的重要性和分配足夠練習時間應付入pit而下功夫
也要記住了解每圈消耗燃油量
第二個重點是知道燃油損失對縮短賽圈時間的正比例, 也是指出在賽事中加添燃油對延長賽圈的影響, 通常以加上每一公斤的燃油對賽圈時間秒數的增加 s/kg
要知道這比例, 是依靠十分多正確的行走數據作統計, 如果擁有以前的行走記錄是很有幫助
用電腦分析作統計可起佷大作用, Excel is your friend here.
雖然在週末的比賽不可能, 如可以在現實情況下或之前, 實踐以下陳述的測試, 可將握有利的數據, 幫助計算
這測試需要運用兩次攜帶不同乎重量的行走, 例如50 kg同80 kg, 但不應該本相差不太大, 如20 kg同110 kg作對比
每次行走用一組車胎, 盡量不要使用全新或已失去了實用性的, 而這兩組車胎必須大約具備相同生命力
緊記住車胎狀況直接影響圈速, 比較時要apple for apple, 車身裝上風阻的大小也同車輛setup也是一樣道理, 所以在測試中絕不能改變
每次跑七個圈左右
這樣就能在測試50 kg至80 kg範圍中, 大約估計燃油重量的影響, 例如油箱有65 kg燃料的表現
當然這是簡單化的計算, 正確來說, 50 kg至80 kg與70 kg至100 kg重量對表現影響多少是不同
現時電腦行走數據軟件是能夠模擬燃油對圈速的影響
如不具備這些軟件, 可以嘗試上面提到的測試
第三個重點是車胎狀況的損變
大形賽事場上常常有胎廠的工程師顧問服務提供, 可以索取車胎資料和建議
如果不幸無高人指教, 可預先嘗試向胎廠傳遞要求有關資料, 但廠商不一定願意幫助, 此時就要靠自己收集數據
自己行集數據是非常困難的, 但是可以有限度地達成, 得一些有意義的數據
毫無疑問, 這就是在free practice時間不停保持行走, 尤其賽事是無限車胎量(當然是非常貴費用)同無引擎多少維修限制
賽場可隨時間, 天氣, 道路溫度同清潔狀況等等, 和車身設定, 改變車胎勞損對圈速和速度量的影響, 所以依靠不停行走才能解決問題
當取車胎數據時, 記得不要途中改變車身設定, 條件要車身已經有一定良好的setting, 不一定是最完美, 但不能差
有時候視察其他參賽者的圈速記錄
例如自車是唯一的evo 8, 其他參賽者當中有evo 9, 使用相同的胎廠和賽事限度渦輪節流, 可以參考這圈速記錄, 擴大自己的database作統計
如果賽事是單一胎廠賽事, 就無需多說了
行走資料有了足夠數量後, 可發掘從數子當中的奧妙, 建立出車胎勞損模式, 以每圈失去的圈時增加作計算, 簡單的直線性關linear relationship是已經夠用的, 無需太簡單複雜化
一切要做的攻略計算準備差不多將握到, 最後的一件事是成功得知車本身完全最基本的圈速, 就是裝上最新最硬的車胎, 攜帶最小量的燃油跑圈, 尋找一個baseline時間
到魔術計算出動好了
圈速時間 = 基本的圈速 + 燃油重量的增時 + 車胎勞損的增時 + 如果要入pit ( 出入維修線的時間 + 換胎加油的需時 )
頭圈可當正常賽圈計算, 但正確現實上, 不論grid start或rolling start都是慢過正常賽速
例如一場賽事賽圈總共100圈, 加60 kg燃油, 用最新車胎跑, 可走30個圈, 每圈燃消3 kg油
第五圈圈時 = 基本的圈速 + 45 kg燃油重量的增時 + 第五圈車胎勞損的增時
如此類推地由頭一圈繼續計算每圈時間, 直到消耗一箱燃料可以跑幾遠以及需時
從使用這種方式, 可以嘗試不同的配搭, 用不同次數的入pit和不同重量的燃油跑圈, 就知道什麼戰術配搭是最短的時間
謝謝您閱讀
賽事中, 爭分奪秒的維修, 換上光鮮的新車胎, 補給消耗了的high octane燃油, 座駕能夠再次重返戰場上前搏殺
一名之差, 奪得王者第一名, 還是甘拜下風的第二; 成功爭取到得分賽後排位安慰, 還是零蛋掃興而回, 虛空一場, 都可以由入pit造化開始
除了較為高級的方程式賽車類別同耐力賽項目之外, 現時一般的賽事都不鼓勵賽事中途需要維修換胎加油
原因是希望減少加油途中發生的火警意外, 賽車車身枉枉比引擎, 排氣散熱系統在比賽變熱, 一滴藐小的賽用燃油接觸, 足以導致仁發嚴重大災難
第二原因是希望保障維修人員不需要在自車和其他車輛高速進出維修站底下搶修, 也是各方很容易在緊迫壓力下發生意外, 可大可小
反回主題, 決定入pit策略的先決條件是 第一判斷賽場的維修線長短
例如屬長身的英特拉格斯賽道; 非常短的馬尼庫爾賽道, 可以在F1賽事中達到極激的四次入pit, 是冒險的造法
賽車的入pit長短對比是取決在入pit和走出pit exist lane重反賽道, 達回平常賽車速進度而失去的時間同整體賽事時間
這十分重要的入pit需時計算可以在自由練習時段中試行記錄
可以利用行走記錄, 取得有pit入同無pit入的數據, 此後把它們兩個重疊於賽道的同一地點來分析時差
當然換胎入油都不是次次相同, 必須記住分開記錄出入pit和換胎入油的需時, 方便配合不同旳維修組合, 好明顯正常來說, 策略只一次入pit的維修時間是長過分開幾次的入pit的
再說free practice的賽道上, 車手通常只專注在來來去去, 微調中尋找最美好的車身設定, 忽略了練習用賽速去攻擊入pit的節奏, 可賺取幾秒的寶貴賽時
比賽工程師應該和車手溝通入pit的重要性和分配足夠練習時間應付入pit而下功夫
也要記住了解每圈消耗燃油量
第二個重點是知道燃油損失對縮短賽圈時間的正比例, 也是指出在賽事中加添燃油對延長賽圈的影響, 通常以加上每一公斤的燃油對賽圈時間秒數的增加 s/kg
要知道這比例, 是依靠十分多正確的行走數據作統計, 如果擁有以前的行走記錄是很有幫助
用電腦分析作統計可起佷大作用, Excel is your friend here.
雖然在週末的比賽不可能, 如可以在現實情況下或之前, 實踐以下陳述的測試, 可將握有利的數據, 幫助計算
這測試需要運用兩次攜帶不同乎重量的行走, 例如50 kg同80 kg, 但不應該本相差不太大, 如20 kg同110 kg作對比
每次行走用一組車胎, 盡量不要使用全新或已失去了實用性的, 而這兩組車胎必須大約具備相同生命力
緊記住車胎狀況直接影響圈速, 比較時要apple for apple, 車身裝上風阻的大小也同車輛setup也是一樣道理, 所以在測試中絕不能改變
每次跑七個圈左右
這樣就能在測試50 kg至80 kg範圍中, 大約估計燃油重量的影響, 例如油箱有65 kg燃料的表現
當然這是簡單化的計算, 正確來說, 50 kg至80 kg與70 kg至100 kg重量對表現影響多少是不同
現時電腦行走數據軟件是能夠模擬燃油對圈速的影響
如不具備這些軟件, 可以嘗試上面提到的測試
第三個重點是車胎狀況的損變
大形賽事場上常常有胎廠的工程師顧問服務提供, 可以索取車胎資料和建議
如果不幸無高人指教, 可預先嘗試向胎廠傳遞要求有關資料, 但廠商不一定願意幫助, 此時就要靠自己收集數據
自己行集數據是非常困難的, 但是可以有限度地達成, 得一些有意義的數據
毫無疑問, 這就是在free practice時間不停保持行走, 尤其賽事是無限車胎量(當然是非常貴費用)同無引擎多少維修限制
賽場可隨時間, 天氣, 道路溫度同清潔狀況等等, 和車身設定, 改變車胎勞損對圈速和速度量的影響, 所以依靠不停行走才能解決問題
當取車胎數據時, 記得不要途中改變車身設定, 條件要車身已經有一定良好的setting, 不一定是最完美, 但不能差
有時候視察其他參賽者的圈速記錄
例如自車是唯一的evo 8, 其他參賽者當中有evo 9, 使用相同的胎廠和賽事限度渦輪節流, 可以參考這圈速記錄, 擴大自己的database作統計
如果賽事是單一胎廠賽事, 就無需多說了
行走資料有了足夠數量後, 可發掘從數子當中的奧妙, 建立出車胎勞損模式, 以每圈失去的圈時增加作計算, 簡單的直線性關linear relationship是已經夠用的, 無需太簡單複雜化
一切要做的攻略計算準備差不多將握到, 最後的一件事是成功得知車本身完全最基本的圈速, 就是裝上最新最硬的車胎, 攜帶最小量的燃油跑圈, 尋找一個baseline時間
到魔術計算出動好了
圈速時間 = 基本的圈速 + 燃油重量的增時 + 車胎勞損的增時 + 如果要入pit ( 出入維修線的時間 + 換胎加油的需時 )
頭圈可當正常賽圈計算, 但正確現實上, 不論grid start或rolling start都是慢過正常賽速
例如一場賽事賽圈總共100圈, 加60 kg燃油, 用最新車胎跑, 可走30個圈, 每圈燃消3 kg油
第五圈圈時 = 基本的圈速 + 45 kg燃油重量的增時 + 第五圈車胎勞損的增時
如此類推地由頭一圈繼續計算每圈時間, 直到消耗一箱燃料可以跑幾遠以及需時
從使用這種方式, 可以嘗試不同的配搭, 用不同次數的入pit和不同重量的燃油跑圈, 就知道什麼戰術配搭是最短的時間
謝謝您閱讀
Wednesday, 11 September 2013
GPS感應器的數據翻譯分析
Global Positioning System transmitter可以準確地測量直線行走的車速, 因為普通車速量度的車胎公轉速度在高下壓力high downforce或者車胎氣壓低的情況下, 車胎會壓扁, 影響車速計算, 但記住GPPS橫線行走衍生的車速準度確不高
因此汽車行走角度是準, 但車胎滑行角度是不準
另一個優點是加上賽車場GPS位置的道路數據, 可以顯示出不同賽圈的行走線, 優於加速度傳感器accelerometer需要配合數據分析程式來作有限度估計賽車場的賽圈走線
賽車場的GPS數據採集規模大, 例如擁有路面上位置不同抓力grip大少, 配合GPS位置的行走數據, 可加強數據的分析評估, 考慮更好的比賽線路
GPS定位衍生來的車速不容易受車胎瞬時加速度影響, 例如賽車車胎碰到路邊或換檔時變速器的振動
因此汽車行走角度是準, 但車胎滑行角度是不準
另一個優點是加上賽車場GPS位置的道路數據, 可以顯示出不同賽圈的行走線, 優於加速度傳感器accelerometer需要配合數據分析程式來作有限度估計賽車場的賽圈走線
賽車場的GPS數據採集規模大, 例如擁有路面上位置不同抓力grip大少, 配合GPS位置的行走數據, 可加強數據的分析評估, 考慮更好的比賽線路
GPS定位衍生來的車速不容易受車胎瞬時加速度影響, 例如賽車車胎碰到路邊或換檔時變速器的振動
Tuesday, 10 September 2013
總有60日喜事來臨Diamond Jubilee
Sunday, 8 September 2013
引擎壓力性能
代表引擎性能可以從燃燒燃料產生的熱能量數值表示, 以較化學角度的焦耳joules作單位
另一種方式是從較物理學角度分析, 以帕斯卡pascals作單的壓力數值來表示引擎性能
當火嘴燃點在燃燒室空氣中攜帶著已蒸發了燒油, 化學作用爆炸後轉變成為釋放出熱能量, 水同重要的氣體
用烷烴alkane中最簡單的甲烷methane, 也就是沼氣, 作基本燃料舉例, 適當的燃燒方程combustion equation是如下:
燃料 + 空氣 + 能量 = 能量 + 水 + 廢氣
沼氣 + 氧 + 能量 = 能量 + 水 + 二氧化碳
純化學角度上可以不理 能量, 燃燒方程變了如下:
CH4 + 2O2 = 2H2O + CO2
C = Carbon 碳
H = Hydrogen 氫
CH4 = 甲烷
O = Oxygen 氧
H2O = 水
CO2 = 二氧化碳
換另一種說法是一分量沼氣燃料需要兩分空氣的氧才能夠成功完全燃燒, 變成兩分水量加一分排放出來的二氧化碳氣體
擎性的轉動依靠往這分爆放分出來, 擁有巨大壓力的二氧化碳排氣在汽缸裡推動活塞
依分量一分作單位, 不同燃料配合足夠空氣,可爆出分量不同的二氧化碳氣體, 雙對地在汽缸環境底下產生壓力也不同, 變相活塞可取動力也不同. 影響引擎輸出力多與少
引擎壓力是成分別三種類型壓力:
表示平均有效壓力 Indicated Mean Effective Pressure (IMEP) - 代表能夠在燃燒室裡面量度出的壓力, 需要直接連接壓力傳感器Pressure Transducer到燃燒室來測量氣壓, 是在引擎曲軸行走一完整次期間的平均壓力
摩擦平均有效壓力 Friction Mean Effective Pressure (FMEP) - 代表由於引擎零件運行中互雙摩擦而損失, 無法輸出可使用的壓力數量
制動平均有效壓力Brake Mean Effective Pressure (BMEP) - 代表真正引擎整體輸出壓力 BMEP = IMEP - FMEP
引擎機械效率是 Mechanical Efficiency = Brake Mean Effective Pressure / Indicated Mean Effective Pressure X 100
正因為如此引擎零件設計越少越好, 可減少輸出力損失
另一種方式是從較物理學角度分析, 以帕斯卡pascals作單的壓力數值來表示引擎性能
當火嘴燃點在燃燒室空氣中攜帶著已蒸發了燒油, 化學作用爆炸後轉變成為釋放出熱能量, 水同重要的氣體
用烷烴alkane中最簡單的甲烷methane, 也就是沼氣, 作基本燃料舉例, 適當的燃燒方程combustion equation是如下:
燃料 + 空氣 + 能量 = 能量 + 水 + 廢氣
沼氣 + 氧 + 能量 = 能量 + 水 + 二氧化碳
純化學角度上可以不理 能量, 燃燒方程變了如下:
CH4 + 2O2 = 2H2O + CO2
C = Carbon 碳
H = Hydrogen 氫
CH4 = 甲烷
O = Oxygen 氧
H2O = 水
CO2 = 二氧化碳
換另一種說法是一分量沼氣燃料需要兩分空氣的氧才能夠成功完全燃燒, 變成兩分水量加一分排放出來的二氧化碳氣體
擎性的轉動依靠往這分爆放分出來, 擁有巨大壓力的二氧化碳排氣在汽缸裡推動活塞
依分量一分作單位, 不同燃料配合足夠空氣,可爆出分量不同的二氧化碳氣體, 雙對地在汽缸環境底下產生壓力也不同, 變相活塞可取動力也不同. 影響引擎輸出力多與少
引擎壓力是成分別三種類型壓力:
表示平均有效壓力 Indicated Mean Effective Pressure (IMEP) - 代表能夠在燃燒室裡面量度出的壓力, 需要直接連接壓力傳感器Pressure Transducer到燃燒室來測量氣壓, 是在引擎曲軸行走一完整次期間的平均壓力
摩擦平均有效壓力 Friction Mean Effective Pressure (FMEP) - 代表由於引擎零件運行中互雙摩擦而損失, 無法輸出可使用的壓力數量
制動平均有效壓力Brake Mean Effective Pressure (BMEP) - 代表真正引擎整體輸出壓力 BMEP = IMEP - FMEP
引擎機械效率是 Mechanical Efficiency = Brake Mean Effective Pressure / Indicated Mean Effective Pressure X 100
正因為如此引擎零件設計越少越好, 可減少輸出力損失
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