在一级方程式中,每一个细节都会影响单座赛车的性能和可靠性。正因如此,创新从未停止过,即使是那些在上个世纪之前还被认为无足轻重的组件也不例外。自 1975 年首次向法拉利车队供应少量铸铁制动盘以来,Brembo 便开始涉足一级方程式赛车领域,1988 年,Brembo 推出了首款由坯料加工而成的整体式卡钳,由此可见,Brembo 是实现这一突破的先驱者之一。
由于刚度和重量都很轻,这一解决方案彻底改变了车手的制动方式。从那时起,无论谁使用这些制动卡钳,都能从头到尾持续制动,不会出现制动踏板行程过长的风险。
除了进行研究来提高卡钳的性能和耐性外,在过去二十年中,Brembo 越来越关注碳制动盘,并研究和寻找可控制工作温度的解决方案。
制动盘的这种演变不难看出,因为通过增加径向通风孔的数量和减小尺寸,增加了抵达制动盘的气流,从而改善了制动器的冷却效果。
二十年前,Brembo 碳制动盘最多有 72 个孔:它们排列成一行,每个孔的直径都超过 1 厘米。凭借这些制动盘,迈克尔·舒马赫在 2002 年赢得了世界冠军,在 17 场大奖赛中斩获 11 场胜利和17次登上领奖台。
随着研究工作的推进,在四年的时间里,一级方程式的每个制动盘上的孔首次达到了三位数:2006 年,每个制动盘上有 100 个孔,这些孔的尺寸较小,呈椭圆形,这在当时看来是一个非常好的解决方案。
2007 年的法规规定,制动盘的直径必须为 278 毫米,厚度为 28 毫米。制动器也必须采用空气冷却,制动系统不能超出车轮后部。这促使 Brembo 工程师将重点放在这些功能上。
然而,在 2008 年,由于最大厚度为 28 毫米,孔被排列成两排,其中一部分是共用的。它们看起来像一排侧放的“8”字。除了新的名称设计,孔也增加了一倍,每个制动盘上有 200 个孔。
2010 年,当比赛期间禁止加油时,油箱的尺寸增大,因此单座赛车的最低重量从 605 公斤增加到 620 公斤。制动系统经过改造后,无论是空车还是满载时都能保证高水平的性能,孔的数量也变得不那么重要了。
两年后,国际汽联禁止使用可降低后部空气动力负载的吹气扩散器。因此,制动器的分布进一步前移,为了在无过热的情况下应对增加的压力,Brembo 增加了孔的数量。
得益于计算流体动力学(CFD),即利用计算机对流体流动进行分析,以及碳制动盘加工领域的进步,2012 年,每个制动盘上的通风孔数量增加到 600 个,并增加了第三行和第四行孔,这些孔的直径更小,而且没有重叠,从而减少了与空气接触的区域。
2013 年,在法规稳定的情况下,Brembo 推出了一种新型碳纤维制动盘:与 CCR 相比,CER 材料保证了最长的预热时间、广泛的使用范围和非常线性的响应。
即使在 2014 年面对新的法规时,Brembo 也做好了变更的准备。在该赛季中,自 1988 年以来一直缺席的涡轮增压发动机重新回归,但排量被限制在 1.6 升,转速被限制在 15,000 rpm。此外,还引入了双电机混合动力技术,汽车的最低重量从 642 公斤增加到 691 公斤。
由于采用了布线制动系统,重量的大幅增加意味着制动器系统也必须重新设计。与此同时,通风式制动盘的通风效果也得到了进一步改善,每个制动盘上的孔数增加到了 1000 多个。
2016 年,通过将设计推向极致,每个制动盘上的孔总数首次增加到 1100 个。这是新挑战的前奏,因为在 2017 年,车辆的宽度正好恢复到 2 米,一下子增加了 20 厘米。前翼和轮胎的宽度也增加了,从而提高了性能和制动扭矩,制动扭矩增加了 25%。
法规考虑到性能的提高,将制动盘的厚度从 28 毫米增加到 32 毫米。厚度增加后,还可以增加散热孔,从而改善制动系统的冷却效果。因此,从 2017 年到 2018 年的两年时间里,每个制动盘上的孔增加到 1260 个。
根据每场大奖赛期间的预测温度和具体的比赛策略,车队可从三种不同的 Brembo 制动盘解决方案中进行选择。这一切在 2020 年变得更加明显,六种不同的碳制动盘解决方案能够操控性能更高的动力单元。
在前部,车队可以选择超高冷却制动盘(1470 个散热孔,排成 7 行)、高冷却制动盘(1250 个散热孔,排成 6 行)和中冷却制动盘(800 个散热孔,排成 4 行)。每种制动盘还有一种在外径上进行加工的变体,即所谓的“凹槽”,它在制动盘外径上形成一个空气分流部分,具有附加的空气动力优势。
在法规发生新的革命性变化后,前部车轮轴的 6 种通风方式今年又变回了只有两种:最低重量从 752 千克增加到 798 千克,空气动力学发生了变更,18 英寸车轮也从 13 英寸车轮变成了 18 英寸车轮。
新技术法规也对制动系统产生了影响,前部制动盘直径从 278 毫米增加到 328 毫米,后部制动盘直径从 266 毫米增加到 280 毫米,后部制动盘直径从去年的 28 毫米增加到 32 毫米。
由于不允许在制动片上开散热孔,并且规定制动盘上的孔最小直径为 3 毫米,因此结构也发生了变化。这影响了过去直径为 2.5 毫米的孔的数量,因此,孔的数量首次从 2021 年的 1470 个减少到目前的 1050 个。
这是一种停止和发展的局面,在未来几年里,它将以热交换的名义再次发展,而热交换是一级方程式赛车的头号敌人。