关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。 通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续提供关于塑造当今世界的发现和想法的有影响力的报道。
对于乔·吉布斯赛车队 (JGR) 来说，周日的纳斯卡比赛是苦乐参半的。在宾夕法尼亚州波科诺赛道的 Good Sam RV Insurance 500 赛事中，JGR 车队在 200 圈比赛的早期阶段占据主导地位，但由于长时间的雨停和维修站出现问题，只有 JGR 的一名车手——凯尔·布希——最终进入前 10 名。然而，比布希的第二名（以及队友 丹尼·哈姆林 和 乔伊·洛加诺 分别获得的第 15 名和第 26 名）更重要的是，本赛季一直困扰 JGR 的发动机问题没有再次出现。
纳斯卡赛车手在任何赛事中都要行驶数百公里，有时速度 超过每小时 300 公里。 轮胎、悬架和数百个其他部件必须完美协作，才能让车手保持竞争力，但如果发动机不能可靠地输出 700 马力以上的动力，车手将难以跟上车队的速度。虽然许多问题可以在比赛期间在维修区解决，但严重的发动机故障（例如发动机缸体破裂、气门断裂、活塞损坏或十几个其他原因中的任何一个）却无法解决。一旦比赛开始，“爆缸”的发动机就无法更换，尽管有问题的发动机可以在赛前更换。
哈姆林在本赛季纳斯卡积分榜上排名第 11 位，在本周末的比赛之前，他不得不在过去三场比赛中的两场比赛前更换发动机，包括 7 月下旬的印地安纳波利斯 400 大赛。 JGR 上赛季赢得的 Sprint Cup 比赛比任何其他车队都多，但在本赛季的比赛前，已经经历了 9 次发动机故障。 在过去的两个赛季中，糟糕的发动机已导致该车队 5 次 DNF（未完成比赛）。 这些问题使车队工程师的任务变得紧迫，他们需要诊断问题并制定解决方案。
随着赛季过半，JGR 工程师希望他们实验室的升级改造能够帮助他们扭转局面。 新设备中最重要的是一台高功率 尼康 AZ100 Multizoom 显微镜，它更可能被科学家用于检查生物样本，而不是被机械师用于对汽车发动机和其他设备进行法医调查。
发生发动机故障后，JGR 工程师会彻底检查发动机的主要内部组件——可能是挺杆、活塞或任何数量的小零件。 精密工程对于在纳斯卡比赛中取得好成绩至关重要。 “今年尤其具有挑战性，因为没有两次故障是相关的，”JGR 质量控制工程师理查德·米勒说。
2010 年，JGR 工程师制造了 322 台发动机，每台价值 80,000 美元。 “我们的目标是在 875 马力时达到正负两马力，去年我们每次都达到了目标，只有两次例外，”JGR 技术赞助经理马克·布林格说。 “我们从 358 立方英寸的发动机中获得了 875 马力。 如果你对发动机有所了解，就知道这不应该发生。 这些发动机内部确实发生了非常剧烈的状况，因此我们不仅在组装前检查零件，还在组装后在显微镜下检查零件的应力、裂缝和类似情况。”
为了提供一些背景信息，2012 款雪佛兰 Corvette 配备 6.2 升 V-8 发动机，可输出约 430 马力。 您的，嗯，“朋友的” 克莱斯勒 Town and Country V-6 小型货车可获得约 280 马力，而您邻居的四缸 丰田 Prius 的最大马力约为 135 马力。
JGR 从上赛季初开始使用尼康显微镜来诊断其发动机摇臂的问题，摇臂是将来自 凸轮轴 的径向运动转换为线性运动的往复杠杆。 这些摇臂旨在帮助汽车加速到高速而不会损坏发动机，但即使它们涂有润滑剂以防止此类问题，它们也经历了过度磨损。
在接到赛车队的联系后，尼康向 JGR 运送了一台 AZ100，它结合了体视变焦显微镜（从 5 倍到 400 倍）的宽视野优势以及材料科学家通常使用的 金相显微镜 的优势。 JGR 工程师使用这款配备高分辨率镜头和数字成像系统的显微镜来捕获和分析故障摇臂的图像。 通过与摇臂制造商进行视频会议和图像共享，两个小组仅用 90 分钟就确定“涂层中的夹杂物和变色是造成摇臂损坏的原因——并且施加在这些零件上的过度应力和热量没有得到适当的转移”，据尼康称。
从那时起，JGR 工程师就使用显微镜来放大发动机中的其他问题区域，拍摄数字快照并将其发送给零件制造商。 以前，JGR 使用的是一种简陋的显微镜，无法拍照，这意味着工程师必须向发动机零件制造商描述他们所看到的情况。 大多数车主，无论是纳斯卡车主还是其他车主，都能理解这一点：“这就是问题所在。 当您试图向某人描述某些异常情况时，很多时候都很难描述，”布林格说。
本赛季，AZ100 在帮助 JGR 诊断与 气门机构部件 相关的问题等方面发挥了重要作用。 “我们能够非常快速地识别出我们的气门弹簧和气门杆上的涂层存在问题，”米勒说。 “正如您所能想象的那样，我们越快识别出问题，就能越快在内部实施纠正措施并将我们的发现传达给供应商。”
JGR 将这种快速的转变归功于帮助车队在今年保持竞争力，尽管车队存在发动机问题。 车队测试其进展的下一次机会是在本周末在 纽约州沃特金斯格伦 举行的比赛中。 查看幻灯片，了解 JGR 使用尼康 AZ100 进行法医检查的图像（以及 JGR 的顶级赛车）。