不少人感慨：F1的影响力江河日下……也有不少朋友给我们留言，F1太高端，太遥远了，看不懂……今天我们就带您了解一辆F4方程式赛车的构造，也试图解答第一个问题：F1缘何“没落”。
何为F4？
F4方程式是国际汽联（FIA）在全球多个国家推广的统一规格方程式赛车，顾名思义，F4的赛车技术、参赛费用、车手水平都要比F1低很多，F4的参赛者主要是受过卡丁车训练的“入门级”车手，很多房车赛车手乃至F1车手都从F4赛事中走出，“车王”舒马赫的儿子米克·舒马赫目前就正在参加F4赛事。不同国家的F4赛事使用相同的车架，但是动力、传动各不相同。今年，最新款的F4赛车也被同步引入中国，与在中国举办了十年的CFGP中国方程式大奖赛同期举行。
▲方程式赛车的车身看起来很苗条，但是长度已经和紧凑型车不相上下，轴距更是逼近豪华轿车，长轴距有利于降低车身的重心，优化空气动力和车身配比，提升赛车在弯道中，尤其是高速弯道中的极限。
车身悬架
▲F4赛车的车壳为碳纤维单体壳，轻量化和车身刚性都非CFGP赛车的矩阵式空间钢管结构可同日而语，但是如果发生碰撞，碳纤维车壳是无法通过钣金修复的，要知道一辆F4赛车的售价接近65万。
▲悬架的拉杆直接连接在碳纤维车壳上，F1赛车也采用这种做法。
▲CFGP中国方程式的赛车采用传统的矩阵式空间钢管结构，相比碳纤维单体壳结构，唯一的好处是维修成本低。
▲绝大多数方程式赛车的发动机和悬架部分会覆上薄薄的碳纤维外壳，与飞机一样，让外壳更光滑是减小风阻的有效办法之一。
▲F4赛车采用方程式赛车常见的推杆式前悬架，整个悬架由五根黑色的连杆构成。其中四根形成两个三角形，剩下的一根就是我们说的推（拉）杆。
▲F4赛车的避震器是德国大型汽车零件供应商采埃孚生产的方程式赛车避震器。
与F4赛车的推杆式悬架相对应的是拉杆式悬架，在每年F1新车发布的时候我们经常会听到这两个名字，那么推杆与拉杆区别在哪里呢？
其实非常简单。我们看图中的这第五根杆，可以想象，在悬架收受到载荷时，这根连杆处于压缩状态，于是就是推杆。连杆压缩通过连接件与弹簧以及固定杆相连，最终压缩弹簧，缓解冲击。
▲这幅图中我们可以发现，在车轮受到载荷时，“第五根杆”处于拉伸状态，于是图中所示的悬挂系统就是拉杆式悬架。
为什么方程式赛车广泛采用这种悬挂系统呢？一是可以很简单就获得强度很高的结构，并且用料少。二是通过横臂（两个三角形）长度、横臂平面角度、上下横臂相互距离以及相对位置以及角度的调整，可以调整出不同的轮胎运动轨迹参数。
另外，这种悬挂方式还可以降低簧下质量，使轮胎反应更加迅速，抓地力更强，使整车性能大幅提升。
其次，除了连接方式以外，两者是否有其他区别呢？单从悬架本身来讲并无二致，但是在后悬挂系统上，拉杆式悬挂可以将弹簧布置到车底，极大地优化了车尾、底布局，为尾部的空气动力学套件布置提供了很大位置空间以及性能余地。
而前悬挂采用推杆式则可以将连接点放置在鼻翼车头内部，保证了车底气流的整洁规律。但近几年F1中许多优秀的设计师在前悬采用推杆式悬挂的同时也保证了气流的质量，颠覆了前悬只能用推杆这样一个定律。
空力套件
各级别方程式赛车中的空气动力学套件设计，都是围绕两个方向展开的。一是创造下压力，二是减少阻力，F4赛车也不例外。
▲下压力能提供给赛车轮胎额外的抓地力，让赛车以更高的速度，更平稳的姿态通过弯角。
F1赛车的空气动力学部件是一套高度复杂，精密的艺术品。但在F4这类的低级别方程式赛车中，空气动力学套件更原始，更简练。这主要是因为F4赛车的引擎马力最高限制只有160匹，不需要太过复杂的空气动力学套件制造巨大的下压力即可保证赛车顺利过弯。
▲前翼，尾翼和扩散器赛车下压力的主要来源。前翼和尾翼制造下压力的方式是让气流在相同时间内通过不同的距离。
相同时间内，气流通过上表面的距离更短，下表面的距离更长，因此下表面的气流速度大于上表面。根据气流流速大压强小的原理，气流作用在下表面上的压力小于上表面，下压力就产生了。
▲技师正在测量前翼的角度
▲咦，车手前方怎么会有隆起的“双峰”？这样的设计是为避震器提供足够的空间，同时还能增加赛车的下压力，相似的设计在标致RCZ跑车的车顶就有所运用。
很多空气动力学套件也肩负着减少赛车产生的阻力的重任。F1赛车上有专门的调整尾翼攻角的DRS系统来减少阻力。F4级别的方程式赛车并没有如此这套系统。但是也有一些部件专门用于这一目的。
▲前翼和尾翼两侧的垂直端板作用是减少诱导阻力。
通常在一个翼片的两端，上表面的高压气流向下翻滚到下表面的低压区域。当上下表面不同速度的气流交汇在一起时，湍流就会产生，诱导阻力因此产生。前翼和尾翼两侧的垂直端板可防止上表面高压气流翻滚下去，从而减少诱导阻力。
▲车手前方的小突起作用是将车手头盔前方的气流引导至车身两侧，减小阻力，电动方程式（FE）赛车也有类似的设计，空气动力学就是如此微妙。
▲F4赛车的后视镜造型与F1赛车类似，为了降低风阻而牺牲视野。
▲技师正在调整尾翼的角度。
行走制动
▲F4赛车搭载吉利提供的G-Power系列2.0L自然吸气发动机，根据FIA的规定，F4赛车的最大马力不得超过160Ps，其他方面则没有过多限制，不同国家的F4赛车搭载不同的发动机。
▲从上表可知，意大利的F4赛事使用阿巴斯的1.4T发动机或菲亚特的1.8L自然吸气发动机，美国的F4赛车搭载福特的1.6T或2.0T EcoBoost发动机，日本的F4赛车则搭载曾在老款卡罗拉上出现的丰田3ZR发动机。
▲车手的头顶上方即是发动机的节气门，撞进的空气直接进入进气歧管。
▲F4赛车的节气门采用德尔福电子节气门，以达到最快的响应速度。
▲中国的F4赛车发动机调校由法国老牌赛车公司Oreca完成，Oreca打造的赛车在勒芒赛场上获奖无数。Oreca调校后的F4赛车极速超过250km/h，在成都国际赛车场尾速能达到230km/h。
▲F4赛车的油箱位于车手背后，使得赛车的配重更加合理，油箱附近还装有电瓶，因为参加F4的大多为初级车手，比赛中熄火，再次发动的几率较大，要知道F1赛车为了减重是不会装上电瓶的，只能借助外部的电源发动赛车。
▲与F1赛车一样，F4赛车的侧箱内是为发动机散热的水箱。
▲排气管口附近的车壳，连杆乃至尾翼上都覆有防止被高温高压气体烧坏的金属薄膜。
▲F4赛车的变速箱是来自英国Sadev的六速序列式变速箱，位于赛车的后方，按照FIA的规则，一台变速箱有最低的使用里程，没有到达最低使用里程不能更换变速箱，也就是说，F4赛车无法针对某一条赛道设置齿轮组。
▲中国的F4赛事统一使用锦湖轮胎，13寸的单孔式轮毂，轮毂螺丝上方还有防止松脱的“保险丝”，这根“保险丝”其貌不扬，却价格不菲。
很多人心中有个误区：轮毂越大性能越强悍。殊不知，方程式赛车大多数用小轮毂，保时捷卡雷拉杯赛车所使用的轮毂也比量产车小，这是因为小轮毂比大轮毂轻，能降低簧下质量，对赛车的加速、转向和制动都有所提升。
如何操作？
▲拆下赛车的鼻锥可以看到，离合器和刹车踏板助力泵的油壶安装在碳纤维车架上。
▲车手的坐垫使用发泡材质浇注成型，完全贴合车手的臀部，相信浇注座椅的技师是除了同床共枕的人外，最了解车手屁股的人。
▲碳纤维的“头枕”在车手每次上下车时都需取下来，除了保证车手颈部的安全外，“头枕”还能使赛车的表面更加光滑，进一步降低风阻。
▲F4赛车狭窄的空间内依然安置了离合、刹车、油门三个踏板，而更高级别的方程式赛车不少离合器由手控制，序列式变速箱支持不踩离合换挡，因此离合器一般只在起步时用到。
▲变速箱的档杆位于车手右腿旁边，像摩托车一样通过推拉的方式换挡。
▲方向盘上设计有多个功能按键，包括维修区限速，与Pit房的通话，显示屏翻页等功能，但是因为目前F4赛事在中国尚未成熟，且中国的F4赛车没有配备换挡拨片，这些按键中仅维修区限速一个能使用。
▲F4赛车的千斤顶仅连接在尾灯上就能举起整个车身，只有碳纤维的车身才能做到如此“牵一发而动全身”的效果。
看到这里，你或许已经感觉到，方程式赛车与我们日常使用的车辆已经没有什么关系了，但事实上，如今民用车上的诸多技术都来自F1赛车，尾翼、涡轮增压、主动悬架……如今赛车上的很多技术都是未来民用车的前瞻技术。
方程式赛车名字的由来就是因为其完全根据赛事的规则打造，专为速度而生，或许在开始的开始，赛车和民用车并无多少区别，但是经过多年的进化，无数为了让其跑得更快的设计集于一身，最终形成如今古怪的造型，方程式赛车的发展道路已经背离了我们常说的“汽车”，是“汽车”之外的另一种“汽车”，对于众多“汽车”爱好者而言，毫无接近性，这或许正是F1越来越难推广的原因。
【转自：赛车头条】
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