F1引擎和动力单元规则详解：组件、配额和处罚制度

1. 现代F1动力单元的结构

一级方程式赛车的动力单元（PU）是一种高效的混合动力系统，结合了内燃机和电气化技术。自2014年以来，动力单元由六个主要部分组成：

• ICE – 内燃机：

一台1.6升V6涡轮增压发动机，是主要的动力来源。

• TC – 涡轮增压器：

压缩进入发动机的空气，以提高效率和输出功率。

• MGU-H – 热力电机发电机组：

与涡轮增压器连接，从废气中回收能量或控制涡轮转速。（根据2026年规则，该部分将被移除。）

• MGU-K – 动能电机发电机组：

在制动过程中回收能量，并将电能输送至后轮。

• ES – 储能电池：

用于存储回收能量的混合动力电池。

• CE – 控制电子设备：

管理所有混合动力组件之间的能量流动和集成。

动力单元 (PU) 结合了燃烧技术和先进的能量回收系统，从而实现了卓越的效率和性能。

2. 每赛季动力单元组件配额

每位车手在整个赛季中可获得一定数量的动力单元组件配额。典型的年度配额包括：

• ICE（发动机）： 每赛季数量有限

• TC（涡轮增压器）：

• MGU-H（电机发电机组-高功率版）：

• MGU-K（电机发电机组-低功率版）：

• ES（电池）：

• CE（控制电子设备）：

任何组件的使用数量超过配额都将触发自动发车位处罚。这些限制有助于控制成本，并确保可靠性是赛车研发的关键要素。

3. 超出配额的发车位处罚

当车手使用的组件数量超过规定数量时：

• 超出配额的第一个同类型新组件，发车位罚退10位

• 每增加一个同类型组件，发车位罚退5位

• 如果多个组件同时超出配额限制，处罚将累加

• 如果处罚数量超过可用发车位，车手通常从发车位末尾起跑

• 在极端情况下，国际汽联可能会指示车手从维修区起跑，尤其是在车队进行赛车调校或封闭式维修区变更的情况下

这些处罚使得车队在赛季中何时“更换新引擎”成为一项重要的战略决策。

4. 可靠性与性能的平衡

车队必须平衡以下两方面：

• 性能： 新引擎能够提供峰值功率。

• 可靠性： 故障越少，处罚越少，锦标赛成绩的稳定性就越好。

• 热效率： 工程师在不影响使用寿命的前提下，优化燃烧、冷却和能量分配。

一些车队选择在赛季中期引入更强劲但耐用性稍差的升级，接受发车位下降，以换取更好的长期竞争力。

5. 燃油和能量分配规则

国际汽联对以下方面实施严格的限制：

• 燃油成分： 必须符合标准化的化学规格。

• 燃油质量流量： 防止在高发动机转速下输出过大的功率。

• 能量分配：

• MGU-K 每圈只能释放受监管的最大电能。

• 能量回收系统 (ES) 收集的能量有上限。

• MGU-K 的总允许输出和能量收集受到密切监控。

混合动力分配会影响加速、最高速度以及比赛的攻防策略。

6. 遥测与混合动力能量回收

每个动力单元都会持续向车队和国际汽联传输实时遥测数据：

• 工程师监控电池状态、涡轮转速、发动机温度、燃油目标和燃油喷射图。

• 能量回收（能量收集）通过制动时由MGU-K进行，并通过MGU-H从废气中回收。

• 车手管理以下动力模式：

• 能量回收模式

• 进攻模式

• 平衡模式

能量管理已成为现代F1赛车中最复杂的技术之一。

7. 2026 年规则方向

2026 年的规则代表着一项重大的技术变革，包括：

• 取消 MGU-H

• 大幅增加对 MGU-K 的依赖，从而产生更多电力

• 更可持续的全合成燃料

• 更低的阻力、更轻的赛车以及修订后的空气动力学规则

• 更严格的成本控制、更简化的动力单元架构

• 为新加入这项运动的制造商提供更激烈的竞争

这些变革旨在强调可持续性、降低复杂性，并吸引更多发动机供应商加入 F1。

8. 总结

现代 F1 动力单元是高度先进的混合动力系统，旨在平衡性能、能量回收和可靠性。

• 严格的组件分配和处罚机制影响着整个赛季的战略决策。
• 燃油流量、部署规则和遥测管理直接影响着比赛。

即将于 2026 年实施的新规将使赛车运动的重心向电气化和可持续发展倾斜。

了解动力单元 (PU) 规则有助于理解引擎策略为何能左右锦标赛的胜负，以及为何 F1 的混合动力时代仍然是赛车运动中技术要求最高的时代之一。