一级方程式赛车中的电子玄学

2020-09-14来源: EEWORLD关键字:电子  F1  传感器

在一级方程式比赛中,是车手的技能还是经过精心调整的赛车更有优势?上世纪80年代,随着一级方程式赛车电子系统的发展,F1将变得越来越有科技范儿。工程师们孜孜不倦地优化赛车,调整超过18000个部件的配置,包括传感器、ECU和机械部件。

 

F1的工程团队横跨众多科学领域,从机械、电子到数据分析和空气动力学都有所涉及。为了提高他们对赛车动态行为的理解,各队之间的竞争转化为一场技术绝活。

 

国际汽联的严格规定已经严重限制了这项技术,以确保车手的能力仍然是一个重要的因素。许多在商用汽车上发现的解决方案,如ABS和自动变速箱,在F1环境中是禁止的。

 

赛车近年来发生了根本的变化。多亏了遥测技术,赛车工程师可以通过分析F1赛车不同位置上不同设备的300多个传感器的数据来监测和提高赛车的性能,数百个参数可以实时测量。所有的数据都由记录器收集,然后通过无线电,通过汽车前部的天线,发送给各队。

 

Lando Norris, McLaren MCL35

 

麦克拉伦车队电子部门负责人Stephen Watt在接受采访时表示:“赛道上的赛车只是冰山一角; 车队现在是高度的数据驱动,通过围场范围5 Mbps的遥测链路接收数据,并从各种车载记录器卸载数据,让工程师在轨道旁和回到工厂分析汽车的性能,并通过研究其他车队的性能进行战略分析。“现代一级方程式赛车是一个智能的、互联的数据系统,时速可超过200公里。每秒钟都有大量的数据从赛车传送到车队,传送各种各样的信息,从轮胎磨损到引擎温度”。

 

ECU和传感器

 

每辆车都镶嵌着多个ECU。系统的中心是标准的ECU或SECU。SECU本质上是一台很小但功能强大的计算机,它可以控制、处理并将大量数据从F1赛车传输到车队。SECU包括优化与发动机、变速箱和差速器的交换,但也与空气动力学系统。SECU也是主要的数据存储和采集服务,通过遥测技术为车队和比赛控制提供实时数据。这允许团队实时可视化他们的汽车的性能,检查引擎健康、轮胎退化和燃料消耗。

 

SECU由McLaren Applied (McLaren Racing的姐妹公司)提供TAG-320B,根据规定必须由所有一级方程式车队运行。TAG-320B提供了一个共享平台,由车队、动力单元供应商和FIA使用。TAG-320B承载了从动力单元核心操作到8速变速箱无缝切换的功能,并允许FIA限制控制软件的功能,以确保诸如牵引力控制之类的驱动辅助功能无法实现——或者至少可以在团队使用时检测到它们的效果。

 

该车有大约300个传感器和超过4000个参数的信息监视器。在一场典型的比赛过程中,赛车将会传输大约3 GB的遥测数据和大约4 GB的测井数据,然而这只是计算的刚刚开始。当处理和结合其他来源,如音频和视频分析,这可能意味着一个团队在一个典型的比赛周末留下超过TB的有价值的数据——这些数据在未来的赛事和季节之前和期间被反复利用。

 

 

安装在车座上的传感器是用来监测潜在的问题;工程师可以根据收集到的数据立即做出决定。如果检测到发动机温度升高,可能是因为车手离前面的车太近了;团队可以提醒他离开炎热的尾气轨迹,直到温度降到敏感值以下。

 

传感器分为三大类:与控制传感器相关的线控传感器,如加速踏板传感器;监测传感器监测汽车的健康状况,如液压系统的压力;仪表传感器如非接触式温度传感器来监测摩擦材料。

 

“一级方程式赛车可以有很多配置选择;在排位赛和比赛中,它成为了一辆轻量级的赛车,只配备了我们完成比赛所需要的最低限度的设备,但即使在这种配置下,赛车也将有超过1.5公里长的线路和超过200个传感器。另一个极端是冬季测试,当我们测试汽车的时候,它几乎变成了车轮上的测试实验室。

 

对高质量数据的需求影响着车队所做的很多事情。多年来技术和运动规则的变化,以及赛道测试的减少,使得人们越来越重视每次在赛道上行驶时对赛车的深刻理解。

 

Watt:“在新冠肺炎大流行后,为了通过冻结某些领域的汽车研发来减少开支,对一级方程式规则进行了修改,这再次改变了规则,使我们在成本和供应链方面比以往任何时候都更加困难,也使我们从仍然享有自由的领域中利益最大化。”

 

从2014年开始,国际汽联开始要求使用流体流量计(FFM)。FFM使用超声波来测量流体流量,从而确保对车辆燃油性能的精准读数和瞬时分析。超声流体流量测量需要使用两个压电换能器。这些换能器相互发送超声波脉冲,并使用飞行时间计算来确定流体流量。

 


关键字:电子  F1  传感器 编辑:muyan 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/qcdz/ic510079.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

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