Fékrendszer

Az egyik legelképesztőbb része egy Formula-1-es autónak a fékrendszer. A fékek képesek az autót 320 km/h-ról 3 másodperc alatt 80 km/h-ra lassítani 100 méter úton.

A fékek azon kevés alkatrészek közé tartoznak, amelyeket a csapatok nem maguk készítenek. Ennek oka az, hogy a nagy tapasztalatokkal rendelkező fékbeszállítók nagyon jó minőségű termékeket szállítanak, így nem kell költséges fejlesztésekbe fogni. A TOYOTA az egyetlen, amely más utat választott. Filozófiájuknak megfelelően mindent házon belül készítenek el. A többi csapatot két gyártó, az olasz Brembo, és az angol AP Racing látja el fékekkel. A csapatok általában fizetnek a féktechnikáért, kivéve a Williams és Ferrari csapatot. Az előbbi az AP-vel az olasz gárda a Brembo-val áll szponzori szerződésben.

Gondolhatnánk, hogy a szponzori szerződés kiváltságot jelent a két csapatnak, de ez nem így van. A fékek közel azonosak, mivel a beszállítók a költségek alacsonyan tartásának érdekében a csereszabatosságra törekednek az alkatrészeknél. A kevés egyedi alkotóelemek egyike a féknyereg, amelyet minden autóhoz egyedileg készítenek el különböző felfüggesztés-geometriák miatt. Az szponzori szerződés egyetlen előnye az, hogy a Williams és a Ferrari igényire „jobban odafigyelnek" a gyártók.

A féktárcsák és a fékpofák modern, szénszálas anyagokból készülnek. Alkalmazásuknak oka az acélhoz képest alacsonyabb tömeg, és a jó surlódási tulajdonság. A 400-800 °C tartományba eső üzemi hőmérsékleten a tárcsa és a fékpofák között 0.6 körül mozog a surlódási együttható értéke. A magas hőmérsékletek miatt gyakran látszódnak az autók izzó féktárcsái.

A fékszerelvényekkel kapcsolatban elvárás, hogy könnyűek legyenek, annak érdekében, hogy a felfüggesztésen a lehető legkisebb legyen a rugózott tömeg. Ennek megfelelően egy karbon féktárcsa 1,5 kg, a fékpofák 30 dkg egy féknyereg 2.5 kg tömegű. Mivel az edzésen csak néhány kört kell teljesíteni, további tömegcsökkentés céljából a könnyített féknyergek mellett vékonyabb 21 mm-es féktárcsák kerülnek az autókra. (A szabályok 28 mm-ben limitálja a féktárcsa vastagságát.)

A fékek teljesítőképességeinek határát manapság nem a kifejthető fékerő jelenti. A fékhatás korlátait a gumik minősége határozza meg, ezért a fékerő fokozására nem sok energiát fordítanak a gyártók, mivel a fékteljesítmény fokozásával maximálisan 1 tizedmásodperc javulás érhető el körönként. A mai gumik tapadása, és nagyon jó a lassító hatása miatt, csökkent a fékpedál érzékenysége, amin a megfelelő hűtéssel lehet javítani, ezért a fejlesztések jelenleg a fékhűtő rendszerek irányában folynak. Ennek egyik jele a Ferrari által az elmúlt évben bevezettet dob alakú fékhűtő, amely hatékonyabb hűtést tesz lehetővé az előző konstrukcióknál. A fékhűtő rendszer beömlőnyílása két részre oszlik. Az egyik nyíláson a féknyerget hűtő levegő áramlik a másikon a féktárcsáé. A kerékagy belsejében lapátok vannak, amelyek a hűtőnyíláson beáramló levegőt a féktárcsában lévő sugárirányú furatokon keresztül átáramoltatják, ezzel biztosítva a hűtést. A tárcsák hőmérsékletét egy szenzor folyamatosan figyeli, amely alapján meg tudják határozni a hűtés mértékét. Edzéseken előfordul, hogy a kisebb közegellenállás érdekében a nem kerülnek fel a hűtőnyílások.

A fékezés hatékonyságának másik korlátja a pilóta fizikai ereje, mivel minden fékerő fokozó szerkezetet tilos alkalmazni. A fékezés nehézséget jól jellemzi, hogy például Olivier Panis autójába a 2001-es Német Nagydíjon egy megnagyobbított fékpedált építettek be azért, hogy a francia pilóta két lábbal tudjon fékezni az egyenesek végén. A pilóták többsége bal lábbal fékez, az egyetlen kivétel Rubens Barrichello. A brazil az egyetlen, aki a jobblábas fékezést részesíti előnyben. Ennek egyetlen oka az, hogy jobblábas fékezésnél kevesebbet fogyaszt alatta az autó, egyébként neki teljesen mindegy hogy hogyan lassít.

A stabilitás nagyon fontos a fékezések során ezért versenyzők akár menet közben is tudnak állítani a fékerő eloszlásán az első és a hátsó kerekek között. Az autókat általában úgy állítják be, hogy a fékerő 60%-a az első kerekekre hasson, mivel fékezéskor a súly az előre tolódik. 50-50%-os eloszlásnál a hátsó kerekek könnyen beblokkolhatnak, ami az autó azonnali megcsúszásához vezetne.

A versenyek végére a féktárcsák és a fékbetétek teljesen elkopnak. A három legnehezebb pálya a fékek számára, Imola, Montreal, és Monza. 1998-ban Mika Hakkinen példáján keresztül láthattuk, mennyire is kopnak a fékek. Történt ugyanis, hogy Monzában egyszerűen rosszul számolták ki a McLaren fékkopását, és a csökkenő fékhatás miatt Mika több poziciót is vesztett a verseny végére.

Érdekesség, hogy a Brembo 2000 őszén 40 milló dollárért ugyan megvette az AP Racing-et de ennek ellenére külön dolgoznak saját F1-es projectjeiken. A Brembo és az AP mérnökcsapata teljesen független egymástól, semmilyen információt nem cserélnek egymással. Mindkét gyártó a legjobb szeretne lenni, a legjobb csapatoknak szeretne fékrendszert szállítani. A Brembo 3, az AP 1 mérnökkel képviselteti magát a versenyeken. A mérnökök hűtéssel kapcsolatos számításokat végeznek továbbá a Brembo kopás kalkulációkat is szolgáltat csapatainak. A mérnökök munkáját egy beépített szenzor is segíti, amely folyamatos tájékoztatást ad a kopás mértékéről. A fejlesztések általában két-három csapat bevonásával folynak, annak érdekében, hogy minél több információ álljon rendelkezésre. A Brembo és az AP a fékrendszerek fő alkotórészeit, a féknyergeket, fékhengereket, féktárcsákat és a fékpofákat maguk állítják elő.

Formula1 Gumik

Az idei F1-es szezon kétségtelenül a gumikról szól. Talán nem is gondolnánk, hogy ez az "elem", amelynek eddig olyan kevés szerepet szenteltünk, akár a világbajnokságot is eldöntheti. Az idei évben nem arról beszélünk, hogy kinek van erősebb motorja vagy jobb karosszériája, hanem arról, hogy kinek van a legjobb gumija. Ebből és az egyre jobban kialakuló gumiháborúból kifolyólag talán nem ártana kicsit áttekinteni, hogyan működnek ezek az "ördögi masinák".

Igen masinák, hiszen a Formula 1-es gumik jóval összetettebbek, mint az utcai autókon megtalálható rokonuk. A mai F1-es gumik megtervezése legalább annyira nehéz és nagy kihívás, mint a motor vagy éppen az autó karosszériájának a kidolgozása. Mind a Michelinnél, mind a Bridgestone-nál hatalmas technikai háttér áll a mérnökök rendelkezésére, hogy a legjobb gumit dolgozzák ki az éppen aktuális versenyre, partnercsapataik számára.

Először kezdjük talán a gumik külső jegyeivel, a méreteivel: egy F1-es gumi külső átmérőjének 660 mm-nek kell lennie, és maximálisan 350 mm lehet a szélessége. A gumikon található 4 hosszanti csíknak, bordának pedig csak 2,5 mm lehet a mélysége. Ezek a csíkok szimmetrikusan helyezkednek el a gumi futófelületén, egyenlő, 50mm-es távolságra egymástól. A bordák bevezetésére a hagyományos slick, azaz a sima felületű gumikkal szemben azért volt szükség, mert az autók ugrásszerűen felgyorsultak és félő volt, hogy az Imolaihoz hasonló tragédia megismétlődik, és újabb áldozatai lesznek a királykategóriának. Az újítás által az aszfalt és a gumi közötti futófelület csökkent, ezáltal csökkent az autók sebessége a kanyarokban és az egyenesekben.

A mai barázdált gumik teljesítményét 5 elem határozza meg: úgymint a méretek, az összetétel, a szerkezet és maga az autó. Ezek a feltételek nyilvánvalóan minden egyes futamon változó körülményeket és így újabb és újabb fajta gumikat eredményeznek. A Michelinnél ezen elemek összességének az egyensúlyát nevezik "központosításnak" (angolul: centering). Azonban a versenyhétvégén a csapatok választási lehetősége kicsi, hiszen mindössze két különféle típusú gumi közül választhatnak, amely közül a jelenlegi szabályok értelmében már az időmérő előtt ki kell választani egyet, és ezzel kell a hétvége további részében versenyezniük. Ez nyilvánvalóan alapos megfontolást igényel a csapatok részéről. Bár a tesztek alatt is fontos szerepet szánnak a gumik megfelelő felkészítésére.

A sima felületű gumik - tehát amelyeket még nem használtak - méreteit a gumikra vonatkozó szabályok határozzák meg. (Ezekből adódnak mostanában a viták a Bridgestone és a Michelin részéről.) Természetesen a változó sebességek miatt a gumi szélessége is változik, hol nő, hol csökken. E között a kettő között kell megtalálni az arany középutat. Ugyanis 300km/h-s sebességnél már nem érdek a lehető legnagyobb tapadás elérése, hiszen ez időveszteséggel jár, ami ugyan nem jelentős, de a F1-ben minden tized számít. A kanyarokban pedig épp ellenkezőleg, a minél nagyobb sebesség, tehát újabb tizedek nyerése érdekében a lehetőségekhez képest a legnagyobb tapadásra kell törekedni.

A gumik előállításakor 3 fő komponenst alkalmaznak: karbont, olajat és ként. Ezek kombinálásából, arányából alakítják ki végül a puhább, a keményebb, a pályának és az időjárásnak legjobban megfelelő gumikat. A gumi ezen felépítése jelentős változásokon megy keresztül versenyről versenyre. Az abroncsok szerkezeténél viszont ez pont fordítva alakul, csak kis mértékű változás történik egy szezon alatt.

A gumi szerkezetét nejlon és poliészter összedolgozásából alakítják ki bonyolult folyamatok által. Tulajdonképpen ezt nevezhetjük a gumi vázának. Nagyon fontos szerepet játszik a kereket érő erőhatásokkor az, hogy ezeket hogyan tudja elviselni az abroncs. Ugyanis nagy sebességnél hatalmas teher éri a gumikat az aerodinamikai erő következtében, amely akár 250 km/h sebességnél 1 tonnánál is nagyobb lehet! Ugyanakkor ezen időben mintegy 4G-s hosszanti és körülbelül 5G-s oldalirányú erő is éri a kerekeket és akkor még nem is szóltunk a vibráció okozta erőteljes ütésekről. Ezek okozzák a gumik kopását, amely nagyban függ a pálya adottságától: a kanyarok erőteljes változásától, az aszfalt minőségétől és még egyéb dologtól.

A gumik megfelelő működésének másik fontos eleme a megfelelő üzemi hőmérséklet. Ez gumitípusonként változik, de száraz pályára való guminál a 100 °C-os működési hőfok a legoptimálisabb. Igen ám, ennek viszont egyenletesen kell eloszlania a jó tapadás érdekében a gumi külső, belső, és középső részében. Ráadásul mindez akkor működik megfelelően, ha minden egyes kereken: elől - hátul, illetve bal - jobb oldalt is megegyezik. Legalábbis elméletben így kellene lennie. Hiszen ha ezek az értékek eltérnek egymástól, akkor akár komoly vezetési nehézséget is okozhatnak a pilóta számára. (Ha például hátul sokkal melegebbek a gumik, akkor az autó túlkormányzottá válik, ha viszont elöl magasabb a hőmérséklet, akkor az autó inkább alulkormányzott lesz, ami könnyen kicsúszáshoz is vezethet).

A hőmérséklet mellett még egy fontos tényező határozza meg a gumi optimális tapadását, ez pedig a nyomás. Természetesen a megfelelő értékek megtartásában, tehát az állandó guminyomás érdekében nem elégszenek meg ezen a területen sem a „hagyományos" eszközökkel, azaz a levegővel, hanem egy speciális keverékkel töltik meg a gumikat. Alacsony nyomás esetén nyilván jobban „ráfekszik" a kerék az aszfaltra, viszont ez több szempontból sem mindig célszerű.

Akad azonban olyan szituáció is, amikor nem éppen a száraz gumik a megfelelőek, erre fejlesztették ki az eső, illetve a két körülmény átmenete közti időszakban alkalmazható intermediate gumikat.

Az esőgumikat direkt úgy alakítják ki, hogy az abroncs és az aszfalt közötti vízréteget „kiszívja" maga alól. Ezt a bordázat megfelelő kialakításával érik el, amelyet előzetesen számítógép segítségével alakítanak ki. E kerekek a hagyományos száraz gumiknál nagyobb átmérővel rendelkeznek, amely által az autó hasmagassága magasabbra kerül, így elkerülhető a vízátfolyásokra való felúszás (aquaplaning), azaz az autó irányításának az elvesztése, megpördülése. A szabályok értelmében 3 típusú gumi használható a vizessé váló aszfaltfelületen. Egy ezek közül az intermediate gumi, amelyről később beszélünk, illetve van még két másik típus. Ezen abroncsokat csak akkor szabad használni, ha a verseny igazgatója a pályán lévő kondíciókat esős versenynek minősítette. Mivel eleve az eső miatt lehűl a levegő az abroncs is kisebb hőmérsékleten üzemel a legjobban. Ez körülbelül 30 és 50ºC között található.

Az intermediate gumikat viszont kifejezetten arra a körülményekre találták ki, amikor ugyan még nincs szükség teljes mértékben az eső gumi használatára, de a pálya tapadása bizonytalan. Így ez a gumitípus használható esős részeken is, de megállja a helyét száraz pályán is, igaz, ekkor jelentős mértékben csökken a teljesítménye. Az ilyen abroncsok széles hőmérsékleti körülmények között (30-tól 100C-ig) képesek üzemelni.

Oldal: F1 Technika
--->>Minden ami Forma 1----> .::.F1-Bolt.hu.:. - © 2008 - 2024 - gpextra.hupont.hu

A HuPont.hu weblap készítés gyerekjáték! Itt weblapok előképzettség nélkül is készíthetőek: Weblap készítés

ÁSZF | Adatvédelmi Nyilatkozat