Jak rozwój układów napędowych zmienił hamulce w Formule 1

2017-03-14

Wzrost masy i mocy bolidów Formuły 1 wpłynął na konieczność wprowadzenia zmian w układach hamulcowych

Kiedy przepisy w sporcie zmieniają się, wzrasta ryzyko stawienia czoła nowemu sezonowi bez odpowiedniego przygotowania. Wystarczy niedoszacowanie jednej ze zmienionych wartości lub nie przyłożenie odpowiedniej uwagi do jednego elementu, by pozostać w tyle już na starcie.

Najlepszą ilustracją tej tezy są zawody Formuły 1, zwłaszcza pod koniec 2013 roku, kiedy to zmieniono przepisy dotyczące jednostek napędowych i do zawodów powróciły silniki turbodoładowane. Był to niezwykły punkt zwrotny, który uwarunkował zmianę podejścia do konstrukcji układów hamulcowych i wymusił opracowanie nowych rozwiązań technologicznych.

Na szczęście Brembo zna sekret budowy coraz lepszych, supernowoczesnych układów hamulcowych, co sprawia, że wyznaczają one standardy dla całego przemysłu w każdym czasie. Każdego roku firma inwestuje znaczną część swoich obrotów - 5% - w badania i rozwój oraz przeznacza 10% środków na zatrudnianie pracowników tego działu. Informacje na ten temat można znaleźć na stronie www.brembo.com Biorąc pod uwagę, że Brembo posiada 9 000 pracowników na całym świecie, odsetek inżynierów i specjalistów produktowych jest wysoki.

Codziennie pracują oni nad nowymi koncepcjami i tworzeniem coraz bardziej bezpiecznych produktów, oferujących najwyższy poziom wydajności. Dowodzi to faktu, że Brembo wierzy w nieskończone możliwości, jakie niesie ze sobą przyszłość. Spójrzmy na ewolucję, jaka dokonała się w zespołach napędowych pojazdów Formuły 1 na przestrzeni ostatnich trzech lat, zwracając szczególną uwagę na hamulce oraz ich wydajność.

Zobacz także...

Infografiki F1

Czerpiąc z doświadczenia i wiedzy swoich techników, Brembo stworzyło serię infografik, aby zilustrować główne elementy układów hamulcowych Brembo stosowanych w F1. Porównuje je również z tymi samymi produktami Brembo dedykowanymi samochodom drogowym i motocyklom.

Rok pierwszy: Wyzwanie podjęte

Po wprowadzeniu nowych przepisów dotyczących jednostek napędowych, w zaledwie kilka miesięcy moc bolidów wzrosła z 750 KM (szacunki z końca 2013 r.) do 850 KM (dane z Mistrzostw Świata w 2014 r.). Ponadto nowe rozporządzenie wprowadziło wzrost minimalnego ciężaru samochodów: z 642 kg w 2013 roku do 691 kg w kolejnym sezonie.

Obie te zmiany w znacznym stopniu odbiły się na hamulcach. Skutkowały bowiem dużo większymi obciążeniami dla układu niż w poprzednich latach. Dodatkowo, gdy wprowadzono system ERS, będący rozbudowaną wersją dotychczasowego systemu KERS, tylna część układu hamulcowego musiała zostać przebudowana.

Aby zapewnić właściwe działanie hamulców tylnej osi, do gry wkroczył elektroniczny system Brake-By-Wire (BBW). BBW mierzy z jaką siłą kierowca naciska na pedał hamulca, a następnie biorąc pod uwagę dodatkowe informacje z systemu odzyskiwania energii, przelicza jakie ciśnienie musi być dostarczone do zacisków tylnej osi.

Zwiększył się rozkład siły hamowania na tylnej osi. Brembo zmniejszyło zatem średnicę i grubość tylnych klocków hamulcowych, by dostosować się do mniejszej ilości energii, która zostaje dostarczona na tylną oś.

WYNIKI W SEZONIE 2014: 19 ZWYCIĘSTW, 18 RAZY POLE POSITION, 16 RAZY NAJSZYBSZE OKRĄŻENIE, 45 RAZY NA PODIUM I 1 083 PRZEJECHANYCH OKRĄŻEŃ

Rok drugi: Udowodnić coś samym sobie

W 2015 roku, minimalna waga bolidów Formuły 1 została ponownie podniesiona – do 702 kg. Wprowadzone zostały także nowe opony. Kierowcy mogli teraz wyciągnąć jeszcze więcej mocy ze swoich silników – niemal 900 KM.

Oczywiście wszystkie te zmiany zobowiązały producentów do ponownego umieszczenia układów hamulcowych na stole do projektowania i dostosowania ich do nowych wymagań.

Aby ulepszyć chłodzenie karbonowych tarcz hamulcowych, które mogą osiągnąć nawet 1 200°C w Formule 1, Brembo zwiększyło liczbę otworów wentylacyjnych z 1 000 do 1200, przy jednoczesnym zmniejszeniu wymiarów. Oczywiście wentylacja została dostosowana do specyficznych potrzeb i cech konkretnych bolidów.

Chodziło o to, aby była jak najlepiej dopasowana do wlotów powietrza umiejscawianych w różnych miejscach przez różne zespoły. Bardziej wydajne aluminiowo-litowe zaciski hamulcowe zapewniają doskonałą równowagę pomiędzy ciężarem i sztywnością.

Podczas produkcji, Brembo poddaje je aż 14-godzinnemu procesowi obróbki. Oprócz tego firma wprowadziła nowy materiał cierny.

Użycie do wytworzenia tarcz hamulcowych materiału noszącego nazwę CER 300 przyczynia się do znacznego zredukowania zużycia przy jednoczesnym zapewnieniu lepszej przewodności cieplnej i skróceniu czasu nagrzewania. Zmianami objęto także klocki hamulcowe – wprowadzono wentylowany materiał CCR 700.

WYNIKI W SEZONIE 2015: 19 ZWYCIĘSTW, 19 RAZY POLE POSITION, 19 RAZY NAJSZYBSZE OKRĄŻENIE, 51 RAZY NA PODIUM I 1 129 PRZEJECHANYCH OKRĄŻEŃ

Rok trzeci: Do trzech razy sztuka

Sezon 2016 był dość stabilny jeśli chodzi o obowiązujące przepisy techniczne, ale po raz kolejny wzrosła moc, jaką dysponowały bolidy. Jednostki napędowe Mercedesa, według niektórych źródeł osiągały moc nawet 950 KM.

To nie przypadek, że podczas listopadowych zawodów w Meksyku, niektóre bolidy przekroczyły prędkość 370 km/h. Aby dostosować układy hamulcowe do wzrastającej mocy, a także nowych aerodynamicznych rozwiązań opracowanych przez projektantów, Brembo nadal współpracowało z zespołami F1.

W rzeczywistości, zespoły oczekiwały od producenta tworzenia rozwiązań „szytych na miarę”, podlegających ciągłemu rozwojowi w trakcie trwania całego sezonu.

Dzięki sukcesywnemu dostrajaniu pojedynczych elementów, Brembo opracowało lżejsze i bardziej kompaktowe części, gwarantujące wyższą wydajność.

By spełnić oczekiwania zespołów F1, zwiększono nawet liczbę otworów wentylacyjnych w klockach hamulcowych, osiągając liczbę 80 otworów na jeden klocek.

WYNIKI W SEZONIE 2016: 21 ZWYCIĘSTW, 21 RAZY POLE POSITION, 19 RAZY NAJSZYBSZE OKRĄŻENIE, 60 RAZY NA PODIUM I 1 268 PRZEJECHANYCH OKRĄŻEŃ

Zobacz także...

Brembo: 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.

Finałowe rezultaty

Odkąd za sprawą zmiany przepisów w Formule 1 pojawiły się nowe jednostki napędowe z turbodoładowanymi silnikami o pojemności 1.6 l, odbyło się 59 wyścigów, w czasie których bolidy pokonały 3 551 okrążeń torów.

a) Bolidy wyposażone w układy hamulcowe Brembo wygrały 59 razy, a więc 100% wyścigów.

b) 58 razy zdobyły pole position, co przekłada się na skuteczność rzędu 98,31%.

c) 54 razy ustanowiły najszybsze okrążenie toru, co daje procentowo 91,53 %

d) Kierowcy bolidów wyposażonych w hamulce Brembo zajmowali miejsca w pierwszej trójce 156 razy, czyli zajęli 88,14% miejsc na podium.

e) Bolidy wyposażone w układy hamulcowe Brembo pokonały 3 480 okrążeń, czyli 98% wszystkich możliwych do przejechania.

Większa część tych sukcesów w ciągu ostatnich trzech lat jest zasługą zespołu Mercedes-AMG Petronas Motorsport. W tym czasie bolidy teamu, czyli tzw. „srebrne strzały” odniosły 51 zwycięstw, 56 razy wywalczyły pole position, 34 razy uzyskały najlepszy czas okrążenia, a ich kierowcy stali na podium łącznie 96 razy. Pojazdy przejechały łącznie 2 968 okrążeń.

Brembo przyczyniło się do tych sukcesów, dzięki swojemu doświadczeniu w Formule 1, które jest budowane przez firmę nieprzerwanie od 1975 roku. Planowane kolejne zmiany przepisów prawdopodobnie znów zrewolucjonizują wyścigi F1. Zwiększone zostaną rozmiary bolidów, a także opon.

Większa szerokość skrzydła oraz nowe wymiary tylnego dyfuzora wpłyną na to, że bolidy będą mogły zmieścić o 5 kg więcej paliwa. Po raz kolejny, wszystkie te zmiany będą miały duży wpływ na układy hamulcowe. Inżynierowie Brembo pracują już ciężko nad stworzeniem rozwiązań idealnie dopasowanych do nowych właściwości bolidów w sezonie 2017.

Aby dowiedzieć się więcej na temat zmian w zakresie układów hamulcowych, których w nowym sezonie dokona Brembo, nie trzeba będzie długo czekać. Producent zapowiedział, że ujawni te informacje jeszcze w marcu.