F1 2008 对比 F1 2018

2018/6/25

F1比赛中的制动距离在10年间缩短22%,减速度增加12%

​对于工程师、各大汽车制造商以及像布雷博这样的配件制造商而言,F1比赛在过去10年中所取得的非凡成就再次证明了这一赛事是世界最先进技术的试验场。 从2008年到2018年,制动系统一直是革新的主角,其性能显著提升。

 

这些改进也影响了车手的制动方式,如今的制动与10年前截然不同。

 

毫无疑问,当今的赛车与2008年的赛车区别非常大,制动过程中的不同表现不仅仅取决于制动件。

 

赛车的不同配置、空气下压力和更宽的轮胎(现在的制造商也不是2008年的制造商)在很大程度上影响着制动性能。在最近10年间, 布雷博制动系统进行了重大革新,为了展现这一出色成果,我们对比2008年和2018年加拿大大奖赛中的所有赛车制动数据。

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制动距离:-22%​


两届大奖赛数据对比结果最让人惊叹的是制动距离缩短了22.2%:在2008年的比赛中, 赛车在吉尔-维伦纽夫赛道上的单次制动平均距离为113米,而在今年的比赛中,单次制动平均距离仅为88米。 显而易见,我们说的是平均值,因为精确的数据虽然体现出相同趋势,但是它们之间差别巨大:在倒数第二个弯道处,也就是通往“冠军墙”的那个弯道,今年的单座赛车在此处的制动距离为98米,而在10年前,赛车在此处的制动距离为117米。 ​


 

制动时间:-15%​


尽管对比十分明显,但是减少的制动时间并不与制动距离缩短的幅度相一致:从2008年至2018年,在吉尔-维伦纽夫赛道的单圈赛程中,制动件的使用时间减少两秒左右,相当于减少15.5%。 这一数据似乎看上去平平无奇,实则不然:在10年前,车手在加拿大赛道的三个弯道处使用制动件的时间都超过2秒,在其中一个弯道使用制动件的时间甚至达到3秒多。 但是,在今年的比赛中,就制动时间最长的弯道而言,车手在10号弯道处的制动时间为2.44秒,在13号弯道处的制动时间为2秒。 ​

 

 
 

在制动踏板上施加的力:+4%​


如果制动距离缩短22%,制动时间“仅仅”减少15%,那么原因只有一个:布雷博制动设备的性能提升,车手在踏板上施加的力也随之提升。 在2008年的加拿大大奖赛中,就平均数值而言,车手在踏板上施加的力为129公斤,而在今年的比赛中,这一平均数值升至134公斤:4%的增幅表明车手的掌控十分重要。

 

除了车手施加的力量大幅增加以外,布雷博制动设备的性能也大幅提升:自2008年至今,布雷博制动卡钳的铝锂合金特性不断革新。

 

​现今的制动卡钳特点体现在更加复杂的几何造型,不断研发并优化的刚度和重量比,同时采用高效造型来为赛车提供必不可少的冷却效果 ​.


 

减速度:+12%​

除了更快的速度和更宽的轮胎以外(这会提升赛车将制动扭矩释放至地面的能力),布雷博制动系统的性能也更为强大,因而车手需要承受比之前更大的减速度:在2008年的加拿大大奖赛中,赛车最大减速度的平均数值为4.2 G,而在2018年的比赛中,这一数值超过了4.7 G, 增加了11.9%。

 

在8号弯道处,车手需要承受的减速度甚至达到4.9 G,而在2008年,此处的减速度数值仅为4.4 G。就绝对数值和变化的百分比而言,第一个弯道的对比结果更加明显:10年前的减速度数值为3.7 G,今年的减速度数值为4.8 G。

 

在举行2018年F1赛事的其他赛道上,也出现这一变化趋势。蒙扎赛道上的数据更加突显这一变化趋势:2008年,这一赛道上的最大减速度从未超过5 G;

 

然而,根据模拟器的计算结果,在今年的比赛中,6个制动路段中没有一个路段的减速度低于5.1 G,在帕拉波里卡弯道处,减速度甚至远远超过了6 G。 ​

 

 
 

制动盘:从200个通风孔到1400个通风孔(+600%)​


单凭肉眼就能立即察觉到的制动系统部件的革新之一当属制动盘。 在10年间,研究的进步使布雷博能够逐渐增加通风孔的数目并减小尺寸。在2008年,F1制动盘的通风孔数目大约为200个。

 

四年后,通风孔数目达到600个。布雷博的创新没有止步于此,在2014年的F1比赛中,赛车所使用的制动盘拥有1000个通风孔。

 

制动盘的通风表面积增加,从而增强散热能力,降低运行温度。 在很短时间内,F1赛车所使用的碳纤维制动盘的温度就可以达到1000摄氏度。 ​

自2017年起,制动盘的最大厚度从28毫米增至32毫米,这也增加了通风孔的可用空间,进一步革新了制动设备的冷却系统。

 

如今,在极致版本中,一片布雷博制动盘可以拥有将近1400个通风孔,较2017年的制动盘通风孔数量增加一百多个。

 

在当今设计中,通风孔排列成4行,其直径为2.5毫米,采用精密机械逐一精制而成。若要加工完成每个制动盘上的所有通风孔,需要12个到14个小时的加工时间。就此层面而言,精度就是一切:加工公差仅为0.04毫米。​

 

 
 

制动片:消散的能量 +10%​


在最近10年中,制动片的尺寸和几何造型都进行了重要革新。 虽然制动片总面积增加幅度不到2%(从4000平方毫米到4070平方毫米),但是,现在的制动片看起来比过去的更长。在2008年,其尺寸为106 x 25毫米,在2018年,其尺寸达到185 x 22毫米。

 

如今,制动片可以消散的能量也显著增加:在10年前的加拿大大奖赛中,制动片在发卡弯道处(10号弯)的最大温度可以达到908°C,而在今年的比赛中,这一数值达到1000°C。

 

为了克服这个问题,对于制动片造型的研究也日益深入。

 

事实上,制动片上的通风孔是根据每家车队的要求而特别定制的。 ​


 

制动卡钳:轻量化 +15%​


在最近10年中,制动卡钳经历了不同的革新历程。一方面,精简设计更加受到青睐,另一方面,布雷博与车队合作研发更具个性化的定制方案。

 

在2008年,赛车已经可以根据不同赛道来选装不同的制动卡钳,但是,随之而来的问题是,在紧急情况下,为不同赛道而设计的制动卡钳无法相互替换。

 

布雷博的客户车队需要个性“定制化”的制动系统,与赛车的设计完全整合在一起,并将在赛季中持续进行优化。

 

例如制动卡钳、冷却系统(进气口、制动鼓、导流板......)与每家车队研发的空气动力学解决方案的完美结合,以此来确保每个部件的独特性。 ​

 
 

除此之外,如今,车手的偏好也会影响刚度和重量的不同组合。

 

事实上,有些车队偏爱使用更轻的制动卡钳,因为他们需要减轻汽车的重量,虽然这会损失一部分刚度。

 

其他一些车队则更加注重刚度,从而造成质量增加。总体而言,与2008年的制动卡钳相比,现在的制动卡钳重量仅减轻15%,但是其加工工艺比10年前要复杂得多。 ​


 

线控制动​


最后,在最近10年中推出的另一项新成果是线控制动(Brake By Wire)。 为了保证赛车后轴的正确制动,除了电动机所产生的扭矩以外,2014赛季引入了一项创新元素:线控制动(BBW)。

 

在正常运行模式下,后方设备不再由车手直接驱动,而是由汽车高压液压系统(也就是驱动变速箱或动力转向的液压系统)通过适当的电子控制单元加以驱动,并且随时考虑与两个MGU的作用以及车手设定的制动分配。

 

在相同摩擦条件下,后轴需要消散的能量减少,这是由于其中一部分由MGU-K回收。因此可以使用尺寸更小、重量更轻的制动卡钳。

 

出于这个原因,除了传统的6活塞制动卡钳以外,布雷博还向一些车队提供用于后轮的4活塞卡钳,以此来满足其对于轻量化的需求。 ​


 

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