Brembo: testowanie hamulców w mini "tunelu aerodynamicznym"

2016-02-03

testowanie hamulców w mini "tunelu aerodynamicznym"

Adrian Newey jest genialnym projektantem zespołu Red Bull Racing. Kompletnie zmienił sposób postrzegania Formuły 1. Ten angielski inżynier urodzony w tym samym miejscu, co William Szekspir (Stratford-upon-Avon) w ostatnich latach dokonał wielkiego wkładu w technikę konstrukcji bolidów GP, choć większość opinii publicznej nawet o tym nie wie. Wyszedł z założenia, że każda część pojazdu musi wpływać na wzrost jego wydajności. Na przykład układ hamulcowy nie powinien być używany wyłącznie do spowolnienia samochodu na jak najkrótszym odcinku, ale może pełnić co najmniej dwie dodatkowe funkcje: rozgrzania opon (tak aby osiągnąć właściwą temperaturę już na pierwszym okrążeniu wyścigu lub w rundzie kwalifikacyjnej), a także poprawy aerodynamiki i zmniejszenia oporu.


 
 

Inny system hamowania dla każdego Teamu F1


Brembo wybrało motorsport jako obiekt badań w zakresie innowacji, które zawsze wpływają na późniejsze ogólnodostępne produkty. Firma z Bergamo ma sześć drużyn w Formule 1. Aby spełnić wymagania projektantów, nie wystarczy jedynie dostarczać najlepsze systemy hamulcowe do F1. Mauro Piccoli - dyrektor Brembo Racing wyjaśnia: „Podczas mistrzostw dopuszczalne jest od trzech do czterech zmian tarcz węglowych, które polegają np. na zmniejszeniu średnicy tylnej tarczy, rozwinięciu nowego systemu wentylacji lub modyfikacji powierzchni hamowania tak, aby tarcze mogły być używane w różnych temperaturach. Dostarczając układy hamulcowe stosujemy kilka różnych rozwiązań, bo tego domagają się zespoły. Wszystkie zespoły F1, również te najmniejsze, otrzymują swój własny projekt, co oznacza, że nie da się zastosować w nich części uniwersalnych".


12 godzin obróbki tarcz o tysiącu otworów

Jedna węglowa tarcza o tysiącu otworów wymaga 10-12 godzin nawiercania. Do każdego układu przeznaczone są tarcze z otworami rozpraszającymi ciepło, które mogą różnić się wielkością i wyglądem. Każdy układ hamulcowy jest wynikiem jego starannego dostosowania i dogłębnego badania, w które zaangażowani są technicy zespołu pracujący w ścisłym kontakcie z zespołem Brembo Racing (składającym się obecnie z 180 specjalistów).


 

Tester hamulca dynamicznego to „mini tunel aerodynamiczny"

Badania stały się jeszcze bardziej ekstremalne: odkąd testy na torze w sezonie wyścigowym zostały zakazane i prace rozwojowe muszą być przeprowadzane na stanowiskach badawczych. Brembo Racing, które zawsze było bardzo wrażliwe na potrzeby swoich drużyn, jako pierwsze korzystało przy testach z dwóch dynamometrów przechowywanych w tajemnicy w fabryce w Curno. Jeden z nich to szczególny "skarb” podziwiany przez praktycznie cały świat Formuły 1. To coś w rodzaju „mini tunelu aerodynamicznego", gdzie przepływ powietrza chłodzącego może być modyfikowany poprzez symulację dokładnych warunków oddziaływujących na bolid. To fascynujące, ale praktycznie niespotykane.

 
 

 

        


Przewody hamulcowe, arcydzieło... SZTUKI WSPÓŁCZESNEJ


Obserwowaliśmy, jak stopniowo pojawiają się węglowe przewody hamulcowe w kołach Formuły 1 – jak stają się coraz bardziej skomplikowane, z wlotami powietrza, klapami i ze znacznie bardziej wyrafinowanym wzornictwem (są one prawdziwymi arcydzieła sztuki współczesnej). Inżynierowie aerodynamiczni widzieli, że niwelując turbulencje generowane przy obrocie opony, można zmniejszyć opór bolidu lub zwiększyć jego siłę docisku.

 

 
 


Kosz skrywa wiele tajemnic

Od kiedy przepisy FIA są bardziej restrykcyjne i odkąd stwierdzono, że seria badań możne zwiększyć wydajność – zajęli się nimi inżynierowie. W świecie hamulców dokonano szeregu bardzo ważnych odkryć. Jeśli przewody hamulcowe są wynikiem pracy, którą można zobaczyć, powinniśmy spróbować zrozumieć jaki wpływ na układ hamulcowy mają części, które są niewidoczne. Tarcza, zacisk i środek nośnika ukryte są wewnątrz "koszyka” wykonanego z materiału kompozytowego. Jest to pokrywa, która powstała w wyniku bardzo skomplikowanych badań w CFD, które następnie zostały sprawdzone na stanowiskach testowych hamulców Brembo. O więcej informacji zapytaliśmy Roberto Malagoliego, Tester Managera, który od wielu lat jest jedną z twarzy Brembo, który jest teraz odpowiedzialny za "mini tunel" w departamencie badań i uwierzytelniania.

Wszystko zaczyna się na stanowisku badawczym

"Jest to stanowisko testowe, które może być używane do symulacji funkcjonowania kompletnego układu hamulcowego i do analizowania wszystkich jego zachowań. Zespoły rezerwują go na tydzień do przeprowadzenia ekskluzywnych testów. Przychodzą tu i przywożą ze sobą własne materiały. Montują swój zestaw w komplecie z zawieszeniem i kołem na dynamometrze". Jakie badania są wykonywane? "Przede wszystkim normalne badania hamowania przez symulowanie prawdziwego wyścigu z wykorzystaniem danych telemetrycznych: sprawdzane są: temperatura, moment hamowania i chłodzenie. Wszystko to jest sterowane elektronicznie za pomocą specjalnych programów. W rzeczywistości, gdy zespoły odkryły podstawy pracy, zaczęły eksperymentować z nowymi rozwiązaniami: sprawdzają kosze z zamkniętej lub otwartej siatki, zmieniają przewody i wprowadzają małe elementy aerodynamiczne ".


 
 


Gorące powietrze z hamulców służy również do... rozgrzania opon

Do niedawna pomysł polegał na wydaleniu gorącego powietrza z hamulców tak szybko, jak to możliwe, w celu ochrony układu hamulcowego. Obecnie projektanci wolą wybrać przychodzące (są osobne elementy dla tarcz i inne dla zacisku) i wychodzące przepływy powietrza. Jeżeli koło ma być podgrzane do odpowiedniej temperatury, używane są kosze, które mają otwór w pobliżu tarczy, aby gorące powietrze (na zakrętach na najwyższych obrotach temperatura może osiągnąć 1000 stopni!) było wysyłane tam, gdzie jest potrzebne w kole i nie jest rozpraszane. Ferrari, na przykład, używa zamkniętych koszy z trzema otworami w kształcie łzy, które jeszcze na początku sezonu były okrągłe.

Cztery zespoły robią badania w zakładzie w Curno

Cztery zespoły regularnie przeprowadzają testy stanowiskowe w Brembo Racing, a niektórzy próbowali nawet odtworzyć "mini tunel" w swoich fabrykach. "Zastosowaliśmy silny wentylator, który obraca się ze stałą prędkością na stanowisku", tłumaczy Malagoli.


 

"Jest też elektrycznie sterowany silnik, który zwiększa lub ogranicza przepływ powietrza, tak jak ma to miejsce w przypadku bolidu na torze wyścigowym. Przepływ powietrza jest regulowany w zależności od prędkości obrotowej koła. Przy 360 km/h przepływ powietrza osiąga 100 m/s, ale powietrze, które przechodzi przez przewody zmniejsza przepływ powietrza i może spaść do jednej trzeciej: w związku z tym prędkość przepływu spada do zaledwie 30 m/s. Dlatego też ciśnienie mierzy się na wejściu powietrza do kanałów i do różnych części kosza. Układ musi być skuteczny, bo jeśli nie, to będzie potrzebował większych otworów wentylacyjnych, które rujnują aerodynamikę".

Perforowane nośniki są wykorzystywane do poprawy aerodynamiki

Red Bull Racing, Ferrari, Williams i McLaren na niektórych torach (na tych, które nie są tak szybkie, jak inne) używają perforowanych nośników: powietrze z hamulców jest skierowane w kierunku środka koła, gdzie tworzy się mniej turbulencji.

 

 

Strumień gorącego powietrza, który wychodzi z obręczy koła służy do kierowania powietrza w taki sposób, że unika ono "ściany" w postaci przedniej opony. Jeżeli przepływy powietrza jest dobrze zsynchronizowany, przepływ może być skierowany na tylny dyfuzor poprzez zwiększenie siły docisku. Jest to bardzo trudne i by układ został wykonany prawidłowo wymaga rozległych badań symulacyjnych w CFD i praktycznych testów hamowania na stanowiskach Brembo.

Badania nigdy się nie kończą ...

Obok Malagoliego, a także inżyniera ds. wydajności i mechaniki, który montuje i demontuje poszczególne części, pracuje również inżynier ds. aerodynamiki, który poprzez odczyt wartości mierzonych przez czujniki na komputerze, jest w stanie ocenić wzrost efektywności... układu hamowania. "Zauważyłem, że często szuka się pewnych wyników, a znajduje się zupełnie inne, które nie są takie same, jak w symulacjach komputerowych", stwierdził Malagoli, „a to otwiera nowe scenariusze, które należałoby zbadać...". I Brembo Racing będzie gotowy do wdrożenia układów hamulcowych z wykorzystaniem wszystkich tych innowacji oraz do zaprezentowania interdyscyplinarnej wiedzy swoich techników: F1 jest szczytem techniki samochodowej, a każdy, kto pracuje w tej dziedzinie nie może sobie pozwolić, aby spocząć na laurach...


 

Brembo S.p.A. | P.IVA 00222620163

Podążaj za nami

Follow us on FacebookTwitterYouTubeLinkedIngoogle_plus.jpgPinterestInstagramVineYoukuWeibosnapchat.pngwechat.png