27 June 2011

Tecnica: i freni di F1

Una F1 passa da 300-0 km/h in 135 metri e poco più di due secondi e da 100-0 km/h in 17 metri circa con una decelerazione di 5,5 g sul pilota. Un paragone? Sulla 458 Italia abbiamo impiegato....(video!)

Intro

Se chiedete a un pilota di F1 quale sia il compito più difficile durante un Gran Premio, nove su dieci, vi risponderanno: la frenata. In effetti è proprio lei a fare la differenza, sempre più, tra un buono e un ottimo pilota. Richiede sensibilità, ritmo, tempismo e sottopone il pilota a decelerazioni da brivido.

 

Il recente Circuito di  Montreal è forse il banco di prova più severo in tal senso insieme a Singapore con sei pesanti staccate che richiedono un super lavoro agli impianti frenanti.  Rispetto a Spa-Francorchamps, per esempio, sono sollecitati il doppio anche se in termini di tempo, su entrambi i circuiti, i piloti sono rimasti col piede sul pedale destro qualcosa come 15 secondi a giro.

Alcuni video....

Da 100 – 0 km/h in 17 metri…

La curva più impegnativa a Montreal è stata la 10a, da 300 km/h le monoposto sono scese a 60 km/h. 240 km/h di differenza colmati in qualcosa come 140 metri appena. Con una decelerazione monstre di 5,5 g sul pilota. Nelle condizioni ottimali, un F1 moderna può passare da 300-0 km/h in 135 metri e poco più di due secondi; da 100 a 0 km/h in 17 metri appena e 1,6 secondi.

Un confronto con una vettura stradale? Sulla Ferrari 458 Italia di serie noi abbiamo impiegato in pista 32,9 metri da 100-0 km/h. Sulla più recente Porsche 911 Carrera GTS Coupé PDK sempre da 100-0 km/h in 34,8 m. 

Temperature di oltre 1000 gradi....

L’aspetto più difficile è anche mantenere i freni in temperatura. Sotto il massimo sforzo, i dischi possono raggiungere  fino a 1100° gradi centigradi di temperatura, le pinze lavorano invece in media a una temperatura di 240-260 gradi centigradi. Ma al contempo i dischi non devono raffreddarsi ovviamente troppo in fretta, per questo ad esempio nei giri della Safety Car i piloti devono cercare di mantenerli sui 200 gradi circa. 

Per regolamento ovviamente l’impianto frenante non può subire modifiche e dunque i dischi in carbonio rimangono di 278 mm di diametro e massimo 28 mm di spessore. Agli ingegneri è permesso però migliorare il raffreddamento. 

Proprio l’impianto frenante Ferrari è stato potenziato in Turchia con nuove prese d’aria anteriori per raffreddare meglio i dischi e nuovi cestelli aperti per migliorare lo smaltimento termico. Mettendo però in conto una penalizzazione aerodinamica; sulla 150 Italia si parla di due centesimi a giro a seconda delle configurazioni.

Un disco pesa 1.5 kg…

Le monoposto di F1 hanno dischi , come le auto stradali, frenati tramite due pastiglie azionate da pinze idrauliche. La pinza è in carbonio a sei pistoncini per regolamento con due sole pastiglie. I pistoncini hanno un diametro differente, più piccolo il primo, dall'alto, e più grande l’ultimo.

 

 

La differenza con le vetture stradali è abissale in termini di materiali (carbonio, di derivazione aeronautica) e peso. Quello medio di un disco freno di F1 è di 1,5 kg. Sulle monoposto sono previsti due circuiti idraulici e due serbatoi separati per avantreno e retrotreno con una pressione idraulica di 100 atmosfere e, in media, di 110 kg al pedale. Un set di freni costa circa 6.000 euro, in una stagione ne vengono utilizzati più o meno  50.

Bilanciamento

Un altro problema è la ripartizione della frenata con un bilanciamento che deve essere il più possibile perfetto della coppia frenante su i due assi.  A seconda o meno dell’impiego del KERS* ovviamente il bilanciamento può subire delle variazioni di una distribuzione che vede solitamente prevalere l’anteriore (55%) rispetto all’asse posteriore (45%).

 

Se l’asse posteriore è impegnato nel recupero dell’energia viene ovviamente privilegiato l’avantreno per evitare un bloccaggio delle ruote posteriori. Poi il grip della frenata è differente con le gomme Pirelli. Inizialmente è un po’ minore rispetto alle vecchie Bridgestone ma le monoposto sono più gestibili nelle frenate più potenti.   Per Pat Fry, Direttore Autotelaio della Scuderia Ferrari Marlboro ad esempio "... le soft e le supersoft Pirelli sono un po’ più dure rispetto alle Bridgestone. La prestazione in frenata è molto dipendente dall’aerodinamica: prese aria freni più piccole danno una prestazione migliore e si cerca sempre di portare al limite della temperatura di esercizio l’impianto frenante per ottenere il massimo dal resto della vettura"

 

* KERS - Si tratta un sistema che, anziché disperdere l'energia cinetica in forma di calore durante la frenata, ne consente un parziale recupero sotto forma di energia meccanica o elettrica, nuovamente spendibile per la trazione del veicolo o per l'alimentazione dei suoi dispositivi elettrici

© RIPRODUZIONE RISERVATA