Brembo: come funziona l’impianto frenante di una Formula 1

Brembo, leader mondiale nella progettazione, sviluppo e produzione di sistemi frenanti, nell’incontro con i giornalisti del 16 marzo 2018, ha illustrato il funzionamento dell’impianto di frenata della Formula 1, anche in virtù dei cambi regolamentari del 2014.

di Giulio Scaccia

La Formula 1 negli ultimi anni è diventata sempre più complessa, dal punto di vista aerodinamico ma anche da quello meccanico. L’impianto frenante è una componente essenziale per le prestazioni e la “confidenza” di un pilota nella ricerca delle prestazioni. Brembo ci illustra gli aspetti fondamentali dal punti di vista progetturale e strutturale degli impiani frenanti.

Il primo fattore da considerare sono gli imput di progetto per realizzare un sofisiticato ed efficiente sistema. Per una buona frenata occore tener conto di:
Rigidezza pedale: i piloti vogliono un pedale che mantenga la rigidezza per tutto l’arco di utilizzo della gara. La forza massima di esercizio è compresa tra i 40 e i 160 kg. La decelerazione, fino a 6 G, aiuta il pilota a imprimere la massima forza sul pedale. Le pompe freno, che sono due, anteriore e posteriore, hanno un diametro stabilito per regolamento.
Range temperature di esercizio: la ventilazione disco è ncrementata del numero dei fori di ventilazione. Per que che riguarda la ventilazione pinza, ottenuta dalla Brembo da un monoblocco lavorato, sono definiti a seconda della strategia di ventilazione del lato ruota.
Affidabilità e performance. Le componenti sono sottoposto a un test di durata, per stabilirne la vita ed a test di performance, per verificare la rigidezza pedale.

I test sono statici per pinze, pompe freno e BBW, dinamici perpinze, pompe freno, BBW e materiale d’attrito.

Le componenti di un sistema frenante di una monoposto, sono divisibili in componenti idrauliche e materiali d’attrito.

Nello specifico, le componenti idrauliche sono:

  • pinze
  • pompe freno
  • BBW

I materiali di attrito:

  • dischi
  • pastiglie

La pinze freno, secondo i vincoli regolamentari deve essere in lega di alluminio con un modulo elastico non superiore a 80Gpa, avere non più di 2 attacchi per assicurare le pinza alla vettura, non più di una pinza per ruota con non più di 6 pistoni per pinza. Inoltra la sezione di ogni pistone deve essere circolare.

Nello specifico, la Brembo, propone tre differenti leghe di alluminio disponibili. Tutte le pinze sono monoblocco, lavorate dal pieno. Le pinze anteriori hanno 6 pistoni mentre alcune pinze posteriori hanno 4 pistoni. La temperatura limite per una pinza sono 200°C e la vita di 10.000 Km.

Le pinze sono studiate per tutti i circuiti della F1. La pista test per la resistenza è il Bahrain.

Per quel che riguarda le pompe freno della Brembo, sono realizzate in lega di alluminio e sono disponibili in differenti dimensioni, da 15a 22 mm, con una personalizzazione della corsa e delle porte di innesto sensori. Sono progettate per raggiungere una pressione interna sino a160 bar.

Il cambio di regolamento del 2014 ha reso necessaria l’introduzione del BBW, break by wire.
Le vetture sviluppano: PKERS = 120 kW e EKERS = 2MJ/giro.
Questo porta ad una ellevata variazione del bilancio, durante la frenata ed il pilota non può gestire autonomamente questa variazione sul circuito posteriore.
La pressione nel circuito posteriore può essere fornita da un attuatore gestito da un sistema di controllo: questo è il  il sistema Brake by wire.
Se il sistema BBW è disabilitato, il pedale del pilota deve essere in grado di generare pressione sull’assale posteriore. Per quel che concerne il materiale di attrito, i vincoli regolamentari di dischi e pastiglie sono: Non più di 1 disco e 2 pastiglie per ogni ruota, lo spessore massimo per i dischi è 32 mm (sino al 2016 era 28 mm) ed il diametro esterno massimo del disco è 278 mm

Gli “Indici” di performance del materiale d’attrito sono
– Bite: inizio della frenata (massima efficienza)
– Modulazione: attrito durante la frenata
– Controllo: attrito alla fine della frenata
Usura:
• Omogenea: su tutti e 4 i dischi e le 8 pastiglie
• Ridotta e prevedibile: costanza nelle prestazioni
. Temperature d’esercizio: miglior compromesso tra la prestazione del freno, usura e
massima temperatura raggiungibile

Per finire ricordiamo le valvole di spurgo, che consentono di intervenire anche a caldo in totale sicurezza. Tra l’altro Brembo dopo l’incidente di Schumacher a Silverstone nel 1999, generaro da una valvola di spurgo non chiusa da un meccanico, dopo il fatto ha sviluppato un sistema “autochiudente” che permette di evitare un inconveniente che potrebbe risultare altamente pericoloso.

La telemetria consente di verificare uso, usura e performance di tutto l’impianto.

Giulio Scaccia

Giornalista ed appassionato, seguo la Formula 1 dal 1978. Da Gilles Villeneuve a Michael Schumacher, sempre la Ferrari nel cuore. @GiulioScaccia - giulio.scaccia@f1sport.it

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