一級方程式賽車 (F1) 的方向盤為什麼需要那麼多按鈕?

圖為 Sauber C33 Formula 1 的方向盤(Source: An Inside Look at the Insanely Complex Formula 1 Steering Wheel)關於這些按鈕的功能說明:

Source: http://www.sauberf1team.com/fileadmin/user_upload/redactors/documents/pdf/2014_SteeringWheel_EN_lr.pdf

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佔座慢慢答。本答案已更新完畢,一邊學習一邊答題,有不同意見歡迎評論討論。

首先直接回答問題:因為F1規定比賽中車隊不能通過無線通訊向賽車傳輸任何數據(除了與車手的Team radio對話)。但反向是可以的,即賽車可以向車隊傳輸數據。也就是說,車隊的工程師可以看到很多賽車發來的實時數據,但是他們無法遠程對車輛設置做任何的修改。比賽開始後對賽車的任何調整,必須由車手本人手動完成。這就是為什麼方向盤上有大量的按鈕。

所以呢,我們經常在Team radio裡頭聽到一些莫名其妙的「Torque Ten」或者「Mode A」之類的暗語,以及一旦車出現了什麼奇怪的問題,車手會在Team radio裡頭無助地哭訴「What can I do ...?」原因都是這一條:比賽開始後,工程師只能看,不能動手,一切對賽車的修改,必須通過車手本人,以及這個強大的方向盤。

根據最新的消息(2014年9月11日),FIA開始嚴禁任何與「提升賽車性能」相關的team radio,以保證車手是在「獨立地、未受到外界幫助地」駕駛賽車。這或許會導致方向盤上某些按鈕失去意義:因為這玩意確實太複雜了,許多很複雜的操作(比如那個MFRS)都是車手照著工程師的team radio來做的。如果這一類通話被禁,很可能在方向盤上保留那些車手弄不懂的按鈕也沒必要了。

至於每個按鈕是幹什麼的,等我有空來慢慢更新。

----------------------更新一--------------------------------
(還沒開始就有這麼多贊同和評論,壓力山大呀。)

1. DRS: Drag Reduction System,減少空氣阻力系統(即可變尾翼)。按鈕。很好理解,就是啟動DRS的。DRS啟動後可以減小風阻,使車輛獲得更大的加速度和更高的最高車速,是為了鼓勵超車而引入的技術。當你在DRS檢測點(每條賽道都只有一個或兩個檢測點)與前車的差距小於1秒時,才可以在本圈使用DRS。不過,每條賽道只有一段或者兩段特定的直道允許車輛使用DRS,而且,在比賽最開始的幾圈以及事故發生時,賽會會禁止使用DRS。
Sauber方向盤上還有一個小燈標註了DRS LED,我猜測那盞小燈是用來指示現在是否可以使用DRS的(即與前車差距是否小於1秒,且賽會允許),而不是用來指示DRS是否已啟動的。

2. BRKBAL:Brake Balance,直譯是制動平衡,不過習慣上應該叫前後制動力分配。這是一個旋鈕(RSW,Rotary switch),也就是說有很多檔不同的制動力分配可以供選擇。
我們知道司機一腳剎車踩下去,四個輪子上的制動器會給輪子一個反向的力矩。左邊的輪子和右邊的輪子力矩一定是相等的,要不然車會跑偏,而前輪的力矩和後輪的力矩,卻不一定要相等。如果制動力矩太大,車輪會抱死,此時制動效果下降(來自地面的前後方向的作用力減少了),輪胎磨損加大(加很大),更重要的是地面幾乎無法提供側向力。對於民用車而言,這個分配的原則很簡單(雖然設計起來也很麻煩):當制動踏板踩太深輪胎抱死不可避免時,保證前輪先於後輪抱死。因為前輪抱死的後果是制動距離變長加上無法轉向(直著衝出去),後輪抱死的後果是甩尾失穩(這就嚴重了,撞護欄沖對面車道滾下山什麼都有可能發生,這就是為什麼ABS很重要,可是現在的F1沒有ABS)。詳細的力學分析請參見任何一本汽車理論教材。
為什麼F1的制動力分配需要調整呢,首先是隨著比賽進行燃油消耗,賽車的總重量和重心位置都發生了變化,前輪和後輪的磨損也會不同,因此需要調整。另外,更重要的是,賽車得追求極致,而賽道的不同彎道的最佳制動力分配是不一樣的,所以很多時候車手需要在同一圈內不停地調整制動力分配比。這也就是為什麼這個旋鈕位於最好操作的位置,車手手不用離開方向盤也可以調整它。

3. BBal-/BBal+:Brake Balance -/+,制動力分配微調。撥片。就是在BRKBAL旋鈕位置的基礎上,進一步微調前後制動力分配比。在Sauber車上,這是一個撥片(和換擋、離合器一樣),所以車手可以很方便地在不同彎道之間微調製動力分配。

4. BRK-/BRK+:Brake-/+,按鈕,用於切換兩套制動力分配參數:程序預設好的,和當前BRKBAL旋鈕指示的。它旁邊也有一個小LED指示燈。我查了一下今年的規則,在賽車行駛中對制動系統的任何調整必須來自於車手的「direct physical input(直接物理輸入)」,也就是說,如果制動力分配有程序預設,那它必須是一個不變的固定值。

----------------------更新二--------------------------------

5. Prel:Preload,預先載入。旋鈕。這裡指的是使用某一檔程序預設的差速器設定,也是一個旋鈕。車輛在轉彎的時候左右輪輪速是不一樣的。如果這個輪子不是連在驅動軸上,那還好辦,把左右輪各用一個軸就好。可是如果這個輪子是驅動輪,也就說最終一定是要連接到發動機上的,問題就不那麼簡單了。好在偉大的機械工程師們發明了差速器,可以解決這個難題。但是,最簡單的差速器是沒有鎖止功能的,也就是說,有可能一邊輪子完全不轉(傳到這個輪子的轉矩幾乎是零),另一邊輪子則是空轉。於是有了限滑差速器,保證任何一個輪子能分配到一個大於零的最低轉矩,簡單說,比如,不低於30%的輸入轉矩。而這個限滑的具體參數,也是可調節的。顯然,如果要追求最佳的車輛性能,這個值與輪胎磨損、路面狀況都有關。

6. Entry:Entry應該指的是「入彎」,與之對應的Exit「岀彎」(不過我在Sauber的方向盤上沒找到寫著exit的按鈕)。旋鈕。對於差速器而言,入彎(制動時)和岀彎(加速時)的最佳設置應該是不一樣的,這個應該是專門針對入彎時的差速器設定。梅賽德斯車的方向盤上有完全對稱的「Entry」和「Exit」差速限滑設置,而Sauber上只有「Entry」。

7. Diff-/Diff+:Differential-/+,差速器調節。按鈕。和「BRK-/BRK+」類似,是一個用於切換程序預設差速器設定和當前Prel旋鈕指示的差速器設定的開關。同樣它也有一個與之關聯的LED指示燈。

8. Box:Box就是進站,車手在確認本圈要進站的時候,會按下這個按鈕,這樣車隊在維修區就能收到信號。有人說不是有team radio可以講話么?要知道team radio這玩意不太可靠,在比賽中壞掉是常有的事,這個按鈕應該就靠譜多了。而且當車手比賽中平均心跳高達170的時候,估計沒啥大事也不太願意張嘴說話。另外,遇上一些不喜歡說話的車手(比如Kimi),你跟他說他停站他根本不會理你。有個按鈕的話,他心情好時倒是可以考慮按一下。

9. Ack:Acknowledge,確認收到。按鈕。這個按鈕旁邊也些了個Yes。資料里的解釋我不是很懂,但我可以肯定這個按鈕包含以下這個作用,就是向車隊回復表示信息收到,即和打開team radio說一句yes一樣的效果。設置這個按鈕的原因參見上一條,通話功能會壞(是的,而且經常單向壞,一邊只能說一邊只能聽),每分鐘心跳170,注意力高度集中,懶得說話(而且說話還得按另一個按鈕)。

10. R:Radio,無線通信。按鈕。和車隊通話。方向盤中間有個白色的LED指示燈,用來顯示是否正在通話。

----------------------更新三--------------------------------

11. PL:Pit Limiter,維修區限速。按鈕。維修區通道有最高時速限制,超速會被罰。這個速度值通常是80km/h,但在摩納哥、新加坡等特殊的賽道,會降到60。這個速度不是靠車手看車速表來控制,而是由程序限定的。按下按鈕,限速啟動。

12. SOC: State of Charge,電池荷電狀態。旋鈕。SOC說白了就是電池剩的電量,0%是沒電,100%是滿電。對於當今F1這樣的「非插電式混合動力車輛」來講,SOC平衡是很重要的,要盡量避免「想用電時沒電」,或者「能充電時滿電」這類事件發生。方向盤上標著SOC的是個旋鈕,我猜測這是用來設定「目標SOC值」的。畢竟在比賽中SOC不會是不變的,更底層會有更複雜的能量控制策略,而車手能控制的目標SOC就是車手希望的「SOC平衡點」,如果接下來幾圈要多用電,就先設高點,提前把電充起來,然後到了發力猛跑時再設低了,把電能給用掉。(這只是我的猜測,歡迎有了解更多資料的朋友前來評論。)

13. OT:Overtake,超車。按鈕。按下去進入超車模式,發動機(可能還有電機)都會進入「高能耗高損耗高性能」的模式。所以在需要超車和防守時都可以用。可是別用太久,太久了要麼超油耗限制要麼減少部件壽命。如果車手按著這個開三圈,估計工程師會和他拚命。

14. N:Neutral,空擋。按鈕。如果你要把車留下來讓別人推,掛上空擋是必須的。而為了防止車手在比賽中通過換擋撥片誤入空擋,掛空擋時需要按著這個按鈕,再撥降擋撥片。看Sauber的資料,它們的車在一擋或者二擋時,按住N鍵再降擋,都可以進入空擋。

----------------------更新四--------------------------------

15. Shift Up/Down:加減檔位用的換擋撥片。這個大家應該很熟了,許多高級運動型轎車也都可以選裝換擋撥片。

16. Clutch lever:離合器操縱桿。F1賽車的離合器基本只在起步時使用(換擋時不需要操作離合器)。起步時的離合器操作是手動的。方向盤後一般有左右兩個操縱桿,其實就是兩個撥片,兩個的效果是完全一樣的(這也是規則的要求)。鬆開是離合器結合,按下(其實是向駕駛員身體方向「撥下」)則是離合器分離。當左右兩個操縱桿位置不一致時,以"按下更深的那個」為準。所以車手起步的操作方式其實是:一隻手把離合器操縱桿撥到底,另一隻手把離合器操縱桿撥到大約半結合的位置固定不動。當紅燈滅比賽開始時,撥到底的那隻手迅速鬆開,這樣離合器會很快到半結合位置並維持在那個位置。車輛完成起步之後再鬆開半結合位置的那個離合器操縱桿。
根據網上的資料以及F1規則要求,我推測離合器操縱桿很可能不是連續的,而是只有若干擋,甚至可能只有三擋:全結合,半結合,全分離。半結合的那個點就是所謂的「bite point」。

17. BP:Bite Point,離合器半結合點標定。開過手動擋車的人都知道,起步時要把離合器維持在半結合點,待車速上來了之後再完全鬆開離合器。而這個半結合點的具體位置,和離合器磨損、工作溫度,還有執行機構的工作狀態溫度等等都有關係。這個點又對賽車起步時的性能起到極大的影響。所以為了找准這個點,需要在使用前專門標定。
其實標定倒是挺簡單的,這事兒我都做過。當時我做的那車的離合器執行器是個電機,所以只要給電機一個恆定的小電流,使其剛剛好可以推開彈簧讓兩個摩擦面接觸上,記錄下此時位置感測器的值,就好了。當然,這個電流多大,怎麼算「剛剛好」,就有點講究了。反正我那時要求不高,能用就成了。換成頂級賽事的賽車,恐怕就不行了。

----------------------更新五--------------------------------

18. Pedal:踏板map圖,旋鈕。這個我就只能猜一下了:可能是調節油門-轉矩對應關係的map圖。即使在民用車上,同樣發動機轉速下,加速踏板和發動機轉矩也不是線性關係,在低轉矩區,甚至偏離線性很遠(「實際轉矩」遠大於「油門百分比」乘以「最大轉矩」)。這樣設置發動機是工程師們故意而為的,可以讓人開起來更舒服。這個map在F1賽車上或許可以實時調整。

19. Fuel:油耗旋鈕。噴油量多少通常是和加速踏板及發動機轉速相關的。如今F1比賽有嚴格的油耗限制,每場比賽100千克。需要省油時,同樣油門和轉速下,可以少噴一點油(當然也就會相應少一點轉矩)。尤其在全油門時,這麼做顯然是可以很直接地降低油耗的。所以車手可以通過這個旋鈕,調節賽車的瞬時油耗。

20. IGN:Ignition,點火,旋鈕。調節點火提前角的。對於發動機性能而言,點火提前角大概和噴油量差不多重要吧,它能影響輸出的轉矩、發動機工作是否平順、乃至噪音等等。所以這玩意也是可以實時調的。在比賽中具體怎麼調,我也不清楚。

21. Oil:按鈕。(謝謝 @qchen 指正)把發動機機油油從輔助機油箱轉移到主油箱中。詳情我就不知道了,網上資料說F1賽車的輔助機油箱一般也就有一兩升油,工程師會讓車手在必要的時候按下這個按鈕,讓這些機油也進入主油箱供發動機使用。

----------------------更新六--------------------------------

22. Tyre:輪胎設置,旋鈕。這個旋鈕的作用應該是告訴車輛控制系統當前輪胎的狀態,賽車控制器會依據這個狀態作相應的調整。賽車上沒有能感知輪胎磨損情況的感測器,所以這個得靠車手手動輸入給控制器。至於控制器收到輪胎信息後具體怎麼調整,我也不知道了,或許從噴油點火到踏板map圖都會變化吧。
這個旋鈕有以下幾擋:
(1)OPT DRY:option dry,較軟的那一款干胎,底下再細分為綠黃紅三擋分別表示新胎、中度磨損和嚴重磨損。
(2)PRI DRY:prime dry:較硬的那一款干胎,同樣有綠黃紅三級。
(3)INT:intermediates,中性胎,或者叫小雨胎,雨不大的時候用的,底下細分為綠紅兩擋。
(4) WET:大雨胎,同樣細分為綠紅兩擋。
另外Sauber這個車的Tyre旋鈕上還有一個小撥桿,寫著RL,rain light,雨燈,就是賽車後面那個一閃一閃的紅燈。在雨天及夜賽時,規則要求需要打開這個燈,讓後面的車手更容易知道前車的位置。我猜測,這個燈在Tyre選擇到雨胎時是會自動打開的,而在夜晚比賽時則需要手動撥這個小桿兒。

23. 10-/1+:這是兩個按鈕,聯合起來的作用,就是可以用來輸入0-99之間的各種數字(當然,得按好多下)。這兩個按鈕是和一會要將的MFRS配合起來一起使用的。

24. MFRS:multi function rotary switch,多功能旋鈕。這基本上就是一個強大的萬能調試的旋鈕。旋到不同位置,再用10-/1+兩個按鈕輸入數字,可以調整更多參數。
這個旋鈕有以下幾擋:
(1)DIAG:不太清楚,似乎是恢復默認設置。更新: @ 道哥 指出,應該是指diagnose,診斷。
(2)PREF:preference,設置發動機模式(不懂,或許是排位/正賽/無關緊要圈之類的)。
(3)ENG:engine,圖上說是限制發動機,我猜可能是設置最高轉速。
(4)MIX:mixture,混合氣的意思,調節空燃比。
(5)TURBO:渦輪-增壓器相關的設置,具體是啥我也不清楚。
(6)VISCO:viscosity,差速器粘度,岀彎時的差速器鎖止設置(可能就是之前提到的某些其它車隊車上的「exit」)。
(7)BRK:brake,電機回收轉矩(或者功率)限制。
(8)BOOST:電機驅動轉矩(或者功率)限制。
(9)DASH:dashboard,儀錶版設置(大概是亮度啊什麼的)。
(10)CC:cruise control,自動巡航,當然這個只是在測試的時候用的。
(11)SHIFT:換擋模式(不懂)。
(12)CLU:clutch,離合器半結合點偏置設置,應該是在BP按鈕測量得到的離合器半結合點位置基礎上,增加一個偏置(offset),使這個半結合點位置能最大程度地提升賽車性能。

25. S2/S1:特別按鈕,或者是預留按鈕,或者是保密按鈕,反正就是方向盤上多出來的兩個可以留給編程的工程師隨便用的按鈕。

----------------------更新七--------------------------------

最後再講一個方向盤上那個 顯示屏。頂上一排燈通常是用來指示發動機轉速的,車手可以依據燈顯示的個數來決定換擋時刻,不過偶爾也會有當一些警告燈用來顯示一些重要信息(詳情我就不知道了)。左右各三個小燈,是指示賽道上信號旗的情況(如黃旗小心駕駛禁止超車,藍旗給套圈車要求讓出賽車線路等)。顯示屏當然是可編程顯示各種參數 的。比賽時常用的狀態下,要顯示車速、擋位、圈速(或者和個人最佳圈速的差距,或者排位賽時和目標圈速的差距)、電池SOC、油耗等等等等。

本人也不是從事賽車相關的工作,連FSAE也沒有玩過。只是看看直播,看看新聞,所以以上好多內容都是自己猜的,不一定對。甚至可以說一定還有不對的地方。歡迎專業人士前來指正。

(全文完)


謝邀。回答內的圖片均來自網路(最後一張方向盤詳解為自己翻譯),如有人覺得侵犯了權益可以通知我刪掉。

回到正題,你以為F1的方向盤生來就這麼複雜么的嗎,當然不是!

最早的F1方向盤就是一般汽車上方向盤直接拿來用,只是個大圈圈,並且一般都是木質方向盤,所以車手必須要戴手套以增加摩擦避免打滑。

嗯,對,就跟這個差不多,我沒騙你( ̄◇ ̄;),你坐公交的時候都可以瞻仰一下。

嗯,對,就跟這個差不多,我沒騙你( ̄◇ ̄;),你坐公交的時候都可以瞻仰一下。
那時候的F1賽車是這樣的,放這樣一個方向盤也毫不違和,高科技好不(╯°□°)╯︵ ┻━┻


這樣做當然也有好處,就是方向盤直徑越大,轉向時需要的力越小(沒有輔助的情況下轉彎多大力都得靠手掰動。

那為什麼F1的方向盤演變成了現在這個複雜,密密麻麻,高大上未來科技一般的樣子,這主要來自兩個方面:

一是對空氣動力學的重視和發展促使車身高度不斷下降,駕駛員坐的也越來越低,更小的駕駛艙空間不能再容納大型的方向盤,因此方向盤開始小型化。
同樣的,由於駕駛艙空間的減少,因此駕駛汽車需要的很多儀錶盤,都無法更好的繼續放在駕駛艙內,因此隨著時代的發展漸漸的將賽車信息反饋也集成到了方向盤上面。

二是90年代左右F1開始大量引入電子化設備,讓車手能夠更多的控制賽車上的設定。比如換擋,維修區限速,剎車配比等等。更多技術的應用也讓賽車方向盤上的按鈕變得更加豐富,KERS,DRS,今年的ERS等等新技術,都給賽車手控制賽車增加了可變性,也增加了按鈕的數量和方向盤的複雜程度。

下面找一些圖給大家來看一下F1方向盤的演化過程。


70年代的F1賽車,大家可以看到方向盤還是一個圓圈,但是已經小了很多了。

70年代的F1賽車,大家可以看到方向盤還是一個圓圈,但是已經小了很多了。

80年代後期的F1賽車,駕駛艙空間不大,因此方向盤變化不大,但是已經有了按鈕的出現,左邊綠色的是無線電,又變紅色的是超車加速按鈕(超車時短時間提高引擎轉速以獲得更大的速度)。加速按鈕的出現開啟了車手通過方向盤按鍵來控制整體賽車的大門。

80年代後期的F1賽車,駕駛艙空間不大,因此方向盤變化不大,但是已經有了按鈕的出現,左邊綠色的是無線電,又變紅色的是超車加速按鈕(超車時短時間提高引擎轉速以獲得更大的速度)。加速按鈕的出現開啟了車手通過方向盤按鍵來控制整體賽車的大門。

如果說早期一直到80年代末90年代初的F1方向盤擔當的主要角色還是轉向,那麼從90年代開始,F1方向盤開始逐漸吸收其他控制方式,最終到現在的除了油門和剎車,所有的控制和儀錶幾乎都在方向盤上進行。

90年代F1方向盤最大的變化就是撥片式換擋誕生,開始讓賽車最核心的操作之一也併入方向盤中。轉向助力的引入也有效的讓方向盤的轉向不再需要更大的力氣和更大的角度,因此方向盤也開始摒棄圓形的造型而是用更高效的形狀便於車手操控。

95年和99年的法拉利方向盤,可以看到90年代方向盤的變化已經非常明顯並趨近於和現在相同的模式。方向盤上面比較明顯的就是顯示各種賽車數據的液晶屏幕,後背的兩個換擋撥片,以及各色按鈕和旋鈕(這些之後用現在的方向盤介紹就行)。

95年和99年的法拉利方向盤,可以看到90年代方向盤的變化已經非常明顯並趨近於和現在相同的模式。方向盤上面比較明顯的就是顯示各種賽車數據的液晶屏幕,後背的兩個換擋撥片,以及各色按鈕和旋鈕(這些之後用現在的方向盤介紹就行)。

90年代末到現在,隨著F1賽車的發展方向相對定型(空氣動力學和電子化設備等),賽車方向盤的變化不在顯得那麼劇烈,基本都會根據賽車的性能和規則的變化來進行調整。如同 @張小胖 所說的03年雙向遙測的禁用,08年標準ECU的使用,09年的KERS,11年的DRS,都體現在了方向盤中,但看起來其實就是多一些按鈕罷了。這也是導致了F1的方向盤變得如此複雜的原因,也是的賽車的操控更多的體現在了方向盤上,據說通過方向盤就能對賽車的250多項功能進行操作,所以按鍵自然就會如此之多。

雖然有著標準ECU的限制,但實際上每個車隊的方向盤也都是自行設計的,功能大體相近。下面給一下現在的F1方向盤圖片。(因為是別處直接拿來的圖我就不去掉水印了,大家有興趣可以再找找)


最後我幫大家翻譯一下題主問題中索伯車隊的方向盤說明,因為各車隊都是差不多功能,所以大家可以舉一反三。
很多人支持,那麼就努力一下今天完成(其實是因為在等蘋果發布會沒啥別的事情做)。給大家直觀一點,直接上圖(PS粗糙請見諒):

圖上的按鈕都是自己翻譯,看不清的複製下面鏈接看大圖(去掉空格)

圖上的按鈕都是自己翻譯,看不清的複製下面鏈接看大圖(去掉空格)
h ttp://http://pic1.zhimg.com/2d341c16fbb2f537398d2f0a9fc7419a_r.jpg
如需轉載請標明出處,如有錯誤歡迎大家指出。

除了各按鈕的作用外,屏幕和周邊的一些顯示設備也有各自的用處。
屏幕本身不用說,顯示了檔位(圖中7)和速度(圖中308),上方漂浮(霧)著紅色的系統信息,左側黃色應該是燃油剩餘,右側橙色不清楚,中間的綠色難道時跟後車距離?管他呢,這塊屏幕可以顯示不下100頁的系統信息(大多應該在平時調教時候用),而且是自己設計的嘛,愛顯示啥顯示啥。

屏幕上方的一排LED顯示轉速(或是其他警示),左右兩側的是顯示賽道旗標(紅旗黃旗藍旗)。另外有人說中間那個大白塊是賽車喇叭Σ( ̄。 ̄?)?
基本上整個方向盤就這樣分析下來。

基本上F1的高深(無論是技術還是規則)都能從方向盤上的各項功能開始逐漸深入,是一個非常好的入門教材。


F1方向盤變得極度複雜的分界點是03年FIA對雙向遙測技術的禁用
即車隊不能通過無線電控制賽車,只能監測賽車傳回的數據,所以所有比賽中會用到的設置都集成到了方向盤上,導致方向盤極度複雜。
而近年來DRS和KERS的引入,有增加了兩項功能,就更加眼花繚亂了。
附視頻一則視頻封面F1方向盤科技 邁凱輪工程師講解F1方向盤演變視頻


被人邀請回答的,到這裡看了一下,有幾個現成答案很詳細。但我覺得沒有回答完整。

問題是【一級方程式賽車 (F1) 的方向盤為什麼需要那麼多按鈕】,這裡至少包含兩個更細分的問題:1)為什麼按鈕那麼多?2)為什麼這些按鈕(都)要在方向盤上?

先說第一個問題,按鈕多,就是車手在賽車中需要對賽車進行調控的事情多。有人貼了C33方向盤功能的細目,我挑幾個重點的再拎一遍:
1.Pitlane限速按鈕,賽車在維修區要限速行駛,這個限速當然不是靠車手油門控制,而是通過限速系統將賽車動力輸出維持在剛好滿足限速界限的程度。
2.飲水,一按就出水。一般車手會在比賽中帶1升水(也就是兩瓶可口可樂的量),維持體力之用。
3.剎車比,用得相當多的一個功能,視車況、駕駛策略、彎角特性,車手需要不斷(有的時候是一圈數次)調整剎車比。例如前輪剎車衰退程度嚴重時,車手可以將剎車比後調,減輕前輪剎車負擔。
4.燃油輸出,給油率高,引擎馬力增大,耗油量增加,調低則馬力降低,耗油量減輕。比賽初期一般所有車手都會調高油量輸出,在比賽中後期視情況調低以保證存油能用到比賽結束。有點像長跑選手根據體能情況分配巡航和衝刺的時間一樣。
5.DRS,這是近年新出的,在符合觸發條件的情況下,按下DRS按鈕賽車尾翼會放平,減少阻力提升直道速度。

篇幅有限,就介紹這些,沒提到的功能不代表不重要,F1在不斷變化,方向盤上按鈕用途不是一成不變的。就像DRS的出現一樣,以後可能會有什麼新鮮的按鈕出現。

接下來是第二個問題:為什麼這些按鈕要集中在方向盤上?

方向盤很容易被忽視的是背面的換擋撥片,這才是方向盤上被使用次數最多的部件。最早F1賽車和民用車一樣,換擋靠操縱桿(2013年的F1題材電影Rush里,Hunt的賽車換擋桿故障,導致他的右手手套磨穿,掌心皮破出血),1989年著名設計師John Bernard將換擋撥片引入F1,車手換擋直接撥動方向盤後的撥片,不再需要空出一隻手來處理換擋操縱桿。這樣的好處是顯而易見的:車手可以在大多數情況下保持兩隻手握方向盤的姿勢、節約體力、換擋更快捷。

換擋撥片是F1賽車將各項功能集成到方向盤上的一個里程碑(也恰恰是在這個時期開始,隨著電子技術和賽車技術的進步,車手除了打方向、踩油門剎車外有了越來越多的事情可做)。難道一切操作都在方向盤上完成不是最方便的嗎?試想如果某個開關不在方向盤上,車手在激烈的比賽中,要挪開視線,騰出手去進行操作,大家模擬一下自己躺在賽車座艙里的場景,就知道有多麻煩了。

總之,F1方向盤變成現在這副密密麻麻的樣子,指導思想就是便利車手駕駛。當然,F1方向盤按鈕不可能無限制增加下去,車手的注意力、方向盤的面積總是有限的。也許有一天技術的進步會讓方向盤變得非常簡潔,例如聲控。如果在摩納哥每個彎角都能用嘴指示針對性的剎車比和引擎功率輸出,那不要太爽!


巧了~!任性君之前就寫過一篇關於F1方向盤的文章,裡面就包括了為什麼F1的方向盤又那麼多的按鈕。方向盤基本就是整個賽車的神經中樞,它的重要性可以說僅次於引擎及傳動系統。而且,現在的F1賽車除了油門和剎車,其它所有的車輛控制基本都集成在方向盤上。

一個方向盤都可以買輛豪華車了

通常F1的方向盤是由各個車隊自行設計和製造的,每個方向盤的製造成本大概在50萬人民幣左右,都可以買一輛進口高端品牌的整車了。然而,各個車隊每個賽季會給兩名車手各準備5個方向盤。



材質以碳纖維為主

製作一個F1方向盤所需要的材料大部分都是碳纖維。因為碳纖維材質的強度足夠高,而且重量也非常輕,通常用來製作盤身主體。其它部分也會使用例如:鋁、鈦、鋼、橡膠等同樣重量很輕的材質來進行製作。所以一個F1方向盤的重量不會大於1.5公斤。



離合器也在方向盤上

之前已經說過了,F1賽車所有的控制基本都集成在方向盤上。離合器也不例外,在F1方向盤的背面一共有四個撥片,其中兩個是換擋撥片,另外兩個就是離合器撥片了。現在F1賽車大多採用半自動變速箱,所以離合器基本上僅在起步時才會使用。



超高集成度,可控功能繁多

用麻雀雖小五臟俱全這句話來形容F1的方向盤再合適不過了,在F1賽車方向盤上會有數十個不同的按鈕,這些按鈕分別可以控制尾翼、KERS、車隊無線電、車手飲水、維修區限速、發動機轉速限制、選擇輪胎使用強度、調節剎車、控制差速器、制動力平衡的調節、空燃混合比、賽車綜合信息等等這些控制都可以在方向盤上完成。大家是不是覺得這才是真正的多功能方向盤啊。


每個F1方向盤都不盡相同

所有的F1方向盤都會根據每個車手不同的手型和握盤習慣,單獨開模製造。就連上面說到的各種按鈕,也會根據每位車手的喜好來進行合理的分布。所以,即便是同隊隊友的方向盤,看起來也都各不相同。


我記得90年代的F1方向盤上只有兩個按鈕,一個負責加速,另一個用來與車隊聯絡。而如今的F1方向盤,不僅可以給車手提供賽車和比賽的各種相關信息,而且還能對賽車隨時進行相關的調整控制。天知道以後的F1方向盤會變成什麼樣~!


謝邀。在車隊為新車設計及改裝時,就和同事聊起他們參加大學生方程式的一些事。方向盤是個很好聊的話題。個人覺得@Link Weng的回答不錯。贊一個


謝邀~ @David Chang 這麼久才來回答,不要介意哈。
前面 @Kent Zeng@Link Weng@兩好兩壞 答得挺多的了,但是我認為都沒說到點子上。除了說明大部分按鈕能夠做什麼之外,對「為什麼」的回答有些不全面。
看我給大家來一發!
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為什麼這麼多?它怎麼就這麼多?上圖!

這就是為什麼F1方向盤這麼多按鈕的原因了。到這裡其實應該算答完了。但還是要說清楚一些!我會結合方向盤上一些按鈕的具體功能進行解釋。

  • 賽車動力學:在任何一條賽道上,一輛車的最快圈速是有一個理論極限的。這個理論極限不是單是動力。還需要輪胎的抓地力,氣動下壓力,制動力等眾多因素決定,他們的核心目的都是一個「摩擦力」!想要跑到接近理論極限的圈速,就需要在賽道的每一部分,每一段,甚至每一米都達到賽車性能的極限。然而,在不同行駛狀態下,賽車極限的上限可能只受某一個因素的制約。比如說賽車加速時,因為載荷轉移,兩後輪對地面會有更大的作用力,因而,後輪能承受更大的摩擦力。在賽車減速時,就是前輪能承受更大的摩擦力。再比如,過彎時通過空氣動力學的作用,讓車增加下壓力,提高摩擦力,從而提高過彎速度上限。總之,通過對賽車自身的改變和控制,提高賽車在賽道每個部分的極限速度。換句話說,從駕駛和賽車參數的角度,更精確的控制能夠帶來更快的速度。所以,物理上決定了,需要控制的因素多,控制器就多。
  • 技術進步:技術進步使我們能夠不斷地提高對賽車的控制能力,所以不斷有新的按鈕加入對賽車的不同反面進行調整和控制。

  • 賽事規則、安全:賽事規則很大程度上決定了F1的發展方向,這些改變同樣體現在方向盤上。比如F1發動機的從8缸到6缸再到4缸,就是組委會限制下來的。從F1作為汽車發展的指導角度和安全形度來說,這麼做是有道理的。

還沒說完!
上述三個因素並不是獨立作用的,很大程度上,特們是相互影響。比如說DRS(Drag Reduction System)在過彎時,尾翼翼片攻角大,從而增加下壓力,然而這也會增加阻力。那麼到了直線段,把尾翼放平,減小了下壓力,但是阻力同時減小,顯然對直線行駛更有好處。再比如ERS(Energy Recovery System),回收發動機排出的能量,儲存起來,在需要的時候進行釋放大幅提高賽車短時間內的加速度。這麼做除了因為環保,還有就是發動機功率限制。

當然,還有一個問題,如果把這些東西都交給電腦控制那不就沒有這麼多按鈕了?理論上是的,但是一來現階段,電腦無法超越賽車手人為的控制。二來,全電腦控制也不是我們所追求的。

同時,人的注意力分配也是需要考慮的。所以人機學在F1當中應用也很多哦~

最後,
為了使賽車達到更快的圈速,同時得益於技術的進步,在駕駛過程中對賽車的控制越來越精細,所以按鈕越來越多,同樣由於規則的制約,F1方向盤變成了現在這樣


F1方向盤上的按鍵具體功能上面的回答已很詳盡了,那我們來看下F1方向盤的歷史吧
先看一張索伯車隊1993年-2013年二十年見方向盤的演變


來自虎撲 圖片沒能顯示可以去原地址F1方向盤的進化史

F1剖析:方向盤的進化史?May 19, 2013

F1中的大部分事物都是從簡單漸漸變得複雜而成熟的。方向盤的演變就很好的詮釋了這一過程。

當F1在1950年(正式地)起步時,方向盤僅僅是一個用來讓車轉向的設備。它的設計完全來源於道路民用車,和如今的方向盤比比起來十分簡易。在這一期的「F1剖析」中我們將分析F1的方向盤是如何一步步成為賽車的心臟的。

1950 – 1980


賓士一號 Benz Patent Motorwagen 1886


當世界上第一輛汽車誕生的時候,人們必須要思考的一個問題就是如何讓它轉向,轉向機制也就由此誕生了。從上圖中可以看出,這時的轉向系統是相對粗糙的。

方向盤最初的形狀要歸功於不太有效的轉向機制,當時的人需要轉動方向盤好幾圈才能改變汽車行進的方向,再加上對空氣動力學缺乏理解,便誕生了我們後來看到的,大的,圓形的方向盤。

1950年到1990年期間人們使用的就是這種方向盤。就像莫斯爵士(Sir Stirling Moss)所說,方向盤只是「一種將汽車帶入彎道的方式」,事實也確實是這樣。

由於賽車重量對賽車表現起到了關鍵作用,方向盤的形狀很大程度上維持了原狀,然而方向盤的大小卻改變了。設計師越發意識到空氣動力學對賽車表現的影響,賽車變得更具流線形,座艙和方向盤則變得更小了。


1950 阿爾法羅密歐的方向盤


隨著人們對電子系統認識的加深,電子組件變得更小且更加可靠,由此人們開始想辦法將這些按鈕添加到民用車的方向盤上。方向盤第一次承擔多種用途的時候,設計師它上面添加了一個喇叭按鈕。第二步則是上世紀六十年代之後所添加的速度控制按鈕。

意料之中的是,由於當時的賽車並不需要這些技術,賽車上使用的仍舊是基礎的,變小了的方向盤。方向盤變小一方面是由於空氣動力學的進步,另一方面則源於1971年的一次規則修改:座艙的設計必須保證車手可以在5秒鐘內被救出。

1980 – 1990


法拉利F1-89方向盤


80年代初方向盤並沒有什麼大的改變,但到了1989年,賽車方向盤上多出了兩個按鈕:通訊按鈕讓車手得以和維修區人員進行溝通,還有一個空擋按鈕。後者的出現源於由法拉利的工程師John Barnard發明的半自動變速箱。

和空擋按鈕同時出現的還有方向盤背面的兩塊擋板,分別負責升檔和降檔。這兩塊擋板的好處是顯而易見的,現在車手不需要將手離開方向盤就能換擋了。這種新的換擋機制同時意味著車手將不會錯過任何一個檔位,換擋也更加順滑。

1990年一條技術規則硬性規定了在事故發生時車手必須要能在5秒內離開座艙,並在5秒內更換方向盤。這讓方向盤擁有了快速拆卸的機制。

1990 – 現在

機械學與電子學的進步讓方向盤的進化從90年代開始加速,而其中電子系統的提升或許是更為重要。

1992年又一個新的按鈕被加在了方向盤上,那就是飲水系統按鈕。這或許是在現有基礎上最不起眼的一項進步。也許方向盤上各種各樣的開關和按鈕的出現都要歸功於微處理器技術的發展和一條規定,「車手必須在沒有幫助的情況下獨自駕駛賽車」。我們將晚些討論後面一點。

1993年FW15C的方向盤上添加了一個「push to pass」按鈕(簡單的理解就是加速按鈕)。這個按鈕可以提升賽車尾部,通過主動懸掛系統來減低阻力。同時它還配備了一個按鈕讓離合器處於自動檔,但車手仍舊習慣於用腳來控制離合器。


1995 法拉利412 T2 座艙


1994年FIA禁止了電子輔助設備的使用,比如牽引力控制系統,防爆死系統(ABS),主動懸掛系統等等。FIA之所以為頒布這些規定是因為有人認為這些系統讓駕駛變得太容易了。當馬力不斷提高且無法被有效地控制的時候,工程師們必須要想一些其它的辦法。

這項禁令開啟了方向盤真正的進化。液壓離合器被添加到了方向盤後方,之後又出現了能選擇特定檔位的按鈕(前者由左腳離開剎車觸發,這項技術原本用於讓賽車在彎道中保持平衡)。

九十年代末期工程師講LED顯示屏和轉動式也加在了方向盤上。

現在的車手即使在轉動方向盤的時候都能看見速度,圈速,引擎設定等等信息。ECU的出現則讓車手得以控制空氣/汽油混合比例等等各項指標。


1999 法拉利F399方向盤


21世紀初更多的規則改變影響到了方向盤的功能。2001年牽引力控制系統又恢復了使用。2003年雙向遙測系統被禁。2004年全自動變速器和起步控制系統被禁,所有車隊都被要求使用標準ECU。

隨著規則的變化,方向盤上的按鈕也會相應的增加或減少。2009年出現的KERS系統和2011年出現的DRS系統也都是由方向盤上的開關控制的。

2003年雙向遙測系統被禁和標準ECU的使用也許對方向盤造成了最大的影響。這些規定的實施都是源於一條準則:「車手必須在沒有幫助的情況下獨自駕駛賽車」。

現在的車手需要根據工程師提供的遙感數據來對賽車做出調整,並反饋回去。非常著名的是,漢密爾頓的梅賽德斯W04在拋錨時就「只有」27項控制,雖然這並不表示他的方向盤只有27種不同的功能。

如下圖所示,如今車手可以分別在進彎,彎中,出彎時調整差速器來改變賽車平衡。他們還在發車時可以控制KERS系統的使用量,發動機扭矩曲線,離合器設定,還有一個菜單鍵能開啟更多設定項目。總的來說,現代F1車手可以改變最多250項賽車設定。


劉易斯漢密爾頓的梅賽德斯AMG Petronas W04方向盤
? Mirror


出於空氣動力學的影響,安全問題,以及科技的發展,我們見證了F1賽車方向盤從簡單的圓形結構演化成了高度複雜的,強大有效的,價值五萬英鎊的小型計算機。我們不知道工程師們還能賦予它們多少其它功能,但James Allison認為終有一天方向盤會變得過於複雜,以致車手無法在高速下很好地操控它。他認為規則仍然有被改變的餘地,而更多的電子功能也將被自動化。


謝邀。


因為曾經在神蓮開車的某胖子會走錯路 - 圖摘自2012年巴西站後的Twitter。

抖個機靈先,佔座稍後來答。


視頻封面索伯F1車隊-F1方向盤按鈕功能介紹視頻


圖上的方向盤來自Sauber C33,上賽季奎特雷茲和艾德里安·蘇蒂爾的坐騎。


你可以根據顏色和字母在圖中找到相應按鈕哈:

黃色「N」:在1,2檔時變空檔

BRKBAL:調節前後剎車平衡

黑色「BOX」:確認賽車手是否要進入維修加油站

藍色和橙色S1/S2按鈕:根據需要預設各種功能(...)

Entry:轉彎設置

橙色和綠色BRK-/BRK+:在預設和當下BRKBAL設置間調節剎車平衡

IGN:控制點火定時

白色ACK:確定系統更改

PREL:控制預載入差動補償轉矩

紅色Oil:將油從副油箱轉移到主油箱

黑色BP:激活離合器嚙合點

DRS(方向盤左上角):激活減助系統區域中的後緣襟翼

紅色PL:激活維修道助速器


黑色R:激活車載電台傳輸

SOC:控制賽車ERS能量儲存系統。

Pedal:控制賽車踏板設置

Fuel:控制燃油消耗率

黑色OT:激活性能描述圖標,協助賽車手決定進攻還是防守。

Tire:向ECU和其它系統提供輪胎型號

BBal-/BBal+:調節剎車補償

MFRS:多功能按鈕

就這麼多吧,信息越多不見得是好事,這就是大多數團隊會讓賽車手們自己選擇方向盤的原因-有傳統簡約,也有帶LCD顯示屏的


感謝邀請。
首先LZ為什麼不認真的應用一下你貼的這個網站呢?這個網站底下已經把所有的按鈕的用途基本都寫出來了。
以下是原文。我做一點翻譯,再加一點自己的看法。

  • Yellow N button: Selects neutral from 1st or 2nd gear.
  • 黃色的N按鈕:於1或2檔的時候選擇空擋。
  • BRKBAL (brake balance) rotary switch: Adjusts the front and rear brake balance.
  • BRKBAL旋鈕:調整前後剎車平衡。
  • Black Box button: Confirms the driver』s intention to come to the pits.
  • 黑色的BOX按鈕:向車隊傳達車手想要進站的想法。
  • Blue and orange S1/S2 buttons: These can be programmed for various funcutions.
  • 藍色橙色S1S2按鈕:可被編輯為不同的功能。
  • Entry rotary switch: This allows the driver to make changes to corner entry settings of the differential.
  • (這一個不是太懂,慢慢查一下)
  • Orange and green BRK-/BRK+ buttons: These change the brake balance between a programmed position and the current BRKBAL rotary position.
  • 橙色綠色BRK-BRK+按鈕:在現有的條件下調整剎車平衡(可以認為是微調吧)。
  • IGN (ignition) rotary switch: Controls ignition timing.
  • IGN旋鈕:控制點火時間。
  • White ACK (acknowledge) button: Acknowledges changes in the system.
  • 白色ACK按鈕:確認系統變更(不太明白,查一查)。
  • PREL (preload) rotary switch: Controls the preload differential offset torque.
  • PREL旋鈕:控制預先設定的東西的(不太懂)
  • Red Oil button: Transfers oil from the auxiliary tank to the main tank.
  • 紅色OIL鍵:將備用油箱中的油轉移到主油箱。
  • Black BP (bite point) button: Activates the clutch bite point finding procedure.
  • (不太明白bite point的具體含義)
  • DRS (drag reduction system) button, upper left edge of the wheel: Activates the rear wing flap in the DRS zone.
  • DRS鈕:在DRS區啟動可動尾翼。
  • Red PL (pit lane) button: Activates the pit lane speed limiter, limiting the car to the designated pit lane speed limit (typically 100 km/hr).
  • 紅色PL鈕:在PIT區啟動限速器(現在貌似限速很多都是80有些甚至是60)
  • Black R button: Activates the driver radio transmission.
  • 黑色R按鈕:無線電通信(這就是俗稱的TR)
  • SOC rotary switch: Controls the state of charge of the ERS energy storage system, whether the system is generating or consuming energy.
  • SOC旋鈕:更改ERS系統的充電狀態(充或放)
  • Pedal rotary switch: Changes the pedal map dictating how the accelerator pedal responds to inputs.
  • Pedal旋鈕:調整油門的反饋(大概是一腳油下去的加速效果)
  • Fuel rotary switch: Controls the rate of fuel consumption.
  • Fuel旋鈕:調整用油速率(所謂的要車手省油可能就是從這裡調)
  • Black OT button: Activates configurable performance maps to assist the driver in overtaking or defending.
  • 黑色OT按鈕:調整賽車性能幫助車手超車或防守(這就是所謂的超車按鈕吧)
  • Tire rotary switch: Tells the ECU and other systems what type of tire the car is running on.
  • Tire旋鈕:車手通過這個按鈕告訴自己的賽車在用什麼樣的輪胎。
  • BBal-/BBal+ switches: These are used to make fine adjustments to the brake balance offset.
  • BBal-BBal+檔:進一步的剎車微調。
  • MFRS (multi-function rotary switch): This allows the driver and engineers to control a variety of systems that don』t require a dedicated buttons. They include engine modes (PERF), rev limiter (ENG), air-fuel ratio (MIX), turbo-compressor (TURBO), corner exit differential (VISCO), MGU-K recovery limits (BRK), MGU-K boost limits (BOOST), dashboard options (DASH), cruise control (CC, disabled for qualifying and the race), shift type (SHIFT), and the clutch bite point offset (CLU).
  • MFRS:多線程旋鈕。
  • White -10/+1 buttons: These allow quick navigation of maps from the MFRS dial.
  • 先看一下吧。有很多的東西也是需要邊回答邊學習的。

我想說的大部分上樓上都說了。
從功能實現來說,方向盤上的按鈕也可以布置在座艙里,就像戰鬥機座艙那樣,但是從車手角度來說雙手不離開方向盤是最佳的操控方式,而且作為集成化的主控台,可更換的方向盤意味著如果主控台某個部件或功能失效,那麼車手可以通過進站更換方向盤來排除這個故障。


這就好比同樣是拍照,在手機黨邊上突然多了個拿單反的!


上面所說都有各自道理。簡單來說有以下幾點:
①整體及競賽汽車的技術發展與現實應用同時進步的結果。類似PC與遊戲。
②方程式比賽特點決定車手不可能經常性的單手操控方向盤。
③純粹的實用主義。另外,在不用考慮成本的前提下,兼顧了後期維護,更換的統一性。


算是一個F1車迷,以前看比賽只知道按鈕很多,技術含量肯定很高。我感覺就是車體空間小,中控台跑到方向盤上了。上面有網友說F1是最快的賽車比賽,看來是沒看過MotoGP的比賽。


掛檔 離合 剎車 超車 數據發送 都通過方向盤上的按鈕來實現


怒摔手柄,遊戲里都是騙人的!


第一次被邀請到,哇
感覺圖解已經很詳細了。
那就說點別的。推薦兩款遊戲,一個自然是官方授權codemasters這兩年每年都出的f1 2013/2012/2011…… 畢竟F1跟拉力賽,房車賽什麼的遊戲還不一樣,更不可能像玩NFS似的連油門都沒松過手,想拿第一的話除了要熟悉賽道之外車輛調校也是非常重要的環節。
另一個遊戲叫做 United GP(iPad,需聯網),是一個作為車隊管理者角度來讓你的車手與賽車跟別的玩家的車手一起跑圈圈的遊戲
如果你玩過這兩個遊戲,我想你就會發現練習賽與賽車調校的必要性
而現實中車手們也需要在比賽中不時調節賽車的某些參數以達成不同目標,這些都需要車手在方向盤上調整參數,比如我們常在比賽中能聽到的前後剎車比,燃油模式等等等等。


謝謝邀請…具體的技術就不介紹了因為我也不是很了解。
為什麼有這麼多按鈕呢?因為在不同的比賽階段和不同的比賽環境賽車需要有不同的設置。比如不同的賽道,天氣,溫度,策略,排位賽和正賽,起步和長距離,省油和省胎。要最大化車的性能需要有不同的機械設置。再比如有時候需要進攻前車或者防守後車,Race Engineer就會給出一些設置的建議,比如小黑車上的"Magic Button"。
當然也有很多功能性按鈕,比如ERS, DRS, 喝水,對講,維修區限速。


瀉藥。說的簡單點就是上面答案說的,中控台都放在方向盤上了。另外f1很多操作都是電子化所以按鈕也多。用的比較多的有,前後剎車比調節的,燃油使用模式的(巡航模式,省油模式,追趕模式等),kers的按鈕,限速按鈕(較多用於進站,安全車等)等,哦對了那個離合器也在盤上


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