【F1】技術(shù)星期二:紅牛和馬丁在制動(dòng)卡鉗上的巧妙設(shè)計(jì)

原文標(biāo)題:
TECH TUESDAY: The cunning design area that Red Bull and Aston Martin are leading the way in exploiting
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作者:Mark Hughes & Giorgio Piola

制動(dòng)系統(tǒng)是當(dāng)今F1中為數(shù)不多的仍然擁有廣泛設(shè)計(jì)自由度的領(lǐng)域之一,而且車隊(duì)們的開發(fā)從未停止。在過去的幾年里,引領(lǐng)卡鉗設(shè)計(jì)的是紅牛和阿斯頓馬丁。馬克·休斯 (Mark Hughes) 了解了這兩支球隊(duì)如何巧妙地繼續(xù)利用這一性能領(lǐng)域的優(yōu)勢。
大多數(shù)F1車隊(duì)的制動(dòng)卡鉗設(shè)計(jì)開發(fā)都集中在前制動(dòng)器上,因?yàn)楹笾苿?dòng)系統(tǒng)嚴(yán)重依賴ERS-K的反向扭矩,所以實(shí)際的后制動(dòng)盤相對較小。大多數(shù)直接制動(dòng)流程是在前部完成的??ㄣQ系統(tǒng)包含液壓操作的活塞,可將剎車片夾緊在碳剎車盤上。

當(dāng)車手猛踩剎車時(shí),賽車的動(dòng)能(運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能量)會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能,從而產(chǎn)生大量熱量。制動(dòng)盤經(jīng)常能有超過1000攝氏度的溫度。
卡鉗需要足夠堅(jiān)硬,不會(huì)因制動(dòng)力而變形——但也要輕巧。因?yàn)檐囕喓椭苿?dòng)器不是由懸架支撐而是附在懸架上(非簧載質(zhì)量),所以任何重量都會(huì)對賽車的抓地力和行駛質(zhì)量產(chǎn)生特別不利的影響。

因此制動(dòng)系統(tǒng)越輕越好,甚至比底盤和車身等簧載質(zhì)量的需求更極端。車隊(duì)們已經(jīng)設(shè)計(jì)出極其復(fù)雜的方法來減少卡鉗的質(zhì)量,同時(shí)仍保持足夠的剛度。同時(shí)用于散熱的冷卻通道也減少了質(zhì)量。

制動(dòng)盤上的冷卻孔本身有助于在不使用制動(dòng)器時(shí)更快地散熱,但它們也會(huì)制動(dòng)盤在使用時(shí)變得更熱——因?yàn)槟芰糠植荚诳傎|(zhì)量更低的材料上。因此卡鉗越能承擔(dān)一些散熱的作用越好。


阿斯頓馬丁去年推出了奢華的羅紋和機(jī)加工卡鉗——今年紅牛也效仿了。今年的阿斯頓保留了復(fù)雜的卡鉗,但將它們重新放置在制動(dòng)盤上較低的位置,從而降低了重心,如上圖所示。
紅牛今年推出了設(shè)計(jì)更復(fù)雜的卡鉗,其細(xì)節(jié)水平與阿斯頓的卡鉗相匹配,如下圖所示。

由于競爭對手已經(jīng)焦急地研究如何效仿紅牛和阿斯頓馬丁的設(shè)計(jì)優(yōu)勢,他們希望能夠趕上差距,卡鉗設(shè)計(jì)可能會(huì)在這個(gè)過程中發(fā)揮很小但很重要的作用。
