Le frein est une chose intéressante. Si vous y réfléchissez, les voitures, en particulier les voitures hautes performances, vont rouler, pas s'arrêter. Mais les freins peuvent en fait vous aider à marcher plus vite ; ils ne sont pas seulement pour vous ralentir. Le fabricant italien de composants de freins Brembo le sait depuis le premier jour et a récemment joué des rôles intéressants. Avec le début de la saison de Formule 1 2019, nous verrons cet effet magique.
La science de l'arrêt
La personnalisation est roi
Fours à pizza & City Blocks
Alliage d'aluminium-lithium: l'essai par le feu
Le sol en poussière
Infographie Brembo Formula 1
Disques de frein
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Plaquettes de frein
Évolution des disques
Disques de frein carbone-céramique
G-Force
La science de l'arrêt< /p>
Les freins vous aident à aller plus vite comme ceci : Plus vous pouvez rester sur le gaz, plus vous allez vite, ergo, si vous pouvez utiliser vos freins plus tard et plus fort, vous utiliserez efficacement eux moins. Les freins sont essentiellement des dispositifs de transformation d'énergie. Étant donné que l'énergie ne peut être que modifiée, jamais détruite, les freins prennent l'énergie cinétique de votre voiture en marche avant, transforment cette énergie cinétique en énergie thermique, qui est ensuite dissipée en énergie potentielle.
Les premiers modèles, tambour freins, ont une assez mauvaise efficacité thermique. Les freins à disque ont une bien meilleure efficacité thermique, c'est pourquoi ils peuvent arrêter votre voiture beaucoup plus rapidement que les freins à tambour. Les freins à base de carbone ont encore une plus grande efficacité thermique, ils peuvent donc arrêter votre voiture sur une distance encore plus courte. Les freins à disque ont également l'avantage d'être plus légers que les tambours ; les freins en carbone sont encore plus légers, c'est donc une proposition payante à tous les niveaux.
Brembo fournit des freins aux voitures de Formule 1 depuis 43 saisons. Brembo opère dans 15 pays sur trois continents, avec 24 sites de production et d'affaires, et environ 10 000 employés, dont 10 pour cent sont des ingénieurs et des spécialistes produits actifs dans la R&D. Ils ont plusieurs championnats à leur actif (plus de 300 en sport automobile) et, comme on peut s'y attendre, toute cette qualité de performance se retrouve finalement dans votre voiture.
En 1975, Enzo Ferrari a choisi de faire monter les freins Brembo sur ses monoplaces de course. Aujourd'hui, Brembo est le fournisseur officiel de l'équipe Scuderia Ferrari F1. Sur la photo, le pilote Charles Leclerc lors de la quatrième journée d'essais à Barcelone, en Espagne, le 21 février 2019. Photo: Ferrari SpA
La personnalisation est roi
Toutes les voitures de Formule 1 utilisent aujourd'hui du carbone disques de frein composites. Les disques sont composés de diverses manières. Matrices carbone/carbone, carbone fritté, céramique de carbone, vous l'appelez Brembo et leurs concurrents comme Lockheed et Hitco et Carbon Industries feront de grands efforts pour économiser un gramme ici et là, ou obtenir quelques degrés de température de plus. Par exemple, la majorité des voitures sur la grille du Grand Prix d'Australie d'ouverture de la saison utilisaient des disques avant de 32 mm d'épaisseur et des disques arrière de 28 mm d'épaisseur. C'est en fait assez gros, étant donné qu'une voiture de Grand Prix pèse moins de 1 400 livres.
Comme tout le reste en F1, la personnalisation est là pour demander. En fonction des températures auxquelles une équipe s'attend lors d'un Grand Prix et de la stratégie de course donnée, chaque pilote a le choix entre trois options différentes de disques Brembo. Si vous ne voulez pas ou n'avez pas besoin de beaucoup de refroidissement, vous pouvez équiper votre voiture de disques avant Brembo avec 800 trous. Vous pouvez également les obtenir avec 1 250 trous ou 1 480 trous. Ces trous entrent radialement, comme des rayons sur une roue de wagon. La surface du disque elle-même est lisse et invariable, permettant une surface de contact maximale entre les plaquettes de frein et le disque lui-même.
Fours à pizza & City Blocks
Tout le refroidissement est géré par les trous de refroidissement internes et le matériau en carbone lui-même. Les charges thermiques sont immenses. Les disques de course en carbone ont une température de fonctionnement conçue jusqu'à 1 000 degrés Celsius. C'est plus que la moitié du chemin pour transformer le sable en verre. C'est environ quatre fois la température d'un four à pizza. C'est, en un mot, chaud.
Cependant, étant donné que vous avez 1400 livres. de la voiture entrant dans certains virages à plus de 200 mph; puis devoir le ralentir à environ 60 en moins d'un pâté de maisons; puis accrocher un droit dur; Eh bien, ces températures commencent à sembler raisonnables. Et rappelez-vous : une voiture de F1 fait cela à chaque virage ; virage après virage pendant toute une course. C'est une immense quantité d'énergie cinétique à dissiper en une seule fois.
A côté des techniciens Brembo, chaque équipe de Formule 1 définit le rapport optimal entre le poids et la rigidité des étriers de frein individuels. Les besoins spécifiques de la voiture sont pris en compte : certaines équipes préfèrent des étriers plus légers mais moins rigides, tandis que d'autres opteront à la fois pour une plus grande rigidité et un poids plus important. Photo: Ferrari S.p.A.
Alliage d'aluminium-lithium: essai par le feu
Les freins Brembo de ces voitures de Formule 1 font face à un véritable essai par le feu même s'ils ne pèsent que trois à quatre livres. Cette quête de légèreté et de durabilité s'étend également aux étriers, et Brembo a de nouvelles astuces très intéressantes dans son sac. Ils ont rendu les composants physiques aussi petits que possible, mais vont plus loin en fabriquant les étriers en alliage aluminium-lithium.
L'alliage aluminium-lithium est un Saint Graal pour les ingénieurs en matériaux depuis un certain temps maintenant. À la fin des années 80, les entreprises aérospatiales ont commencé à l'expérimenter. Étant donné que le lithium est le métal le plus léger qui existe (en le plaçant au numéro 3 du tableau périodique - les seuls éléments plus légers sont l'hydrogène et l'hélium, et ceux-ci ne sont même pas solides), si vous pouviez trouver comment le combiner avec d'autres métaux dans un alliage, vous obtiendriez instantanément une énorme économie de poids.
Il y a, bien sûr, des inconvénients.
C'est un ours à fabriquer, c'est une douleur à usiner, et cela coûte beaucoup. Hé, ce budget de 600 millions de dollars par an pour ces équipes doit aller quelque part. Quoi qu'il en soit, Brembo fournit désormais des étriers de frein à six pistons en aluminium-lithium à tous ceux qui le souhaitent. Il s'avère que sept des dix équipes de F1 ont décidé d'emprunter cette voie.
Des capteurs spéciaux transmettent les informations de température sur les disques et les étriers aux équipes de Formule 1 en temps réel. Cela leur permet de calculer correctement l'usure des disques et des plaquettes, tout en aidant les conducteurs à ajuster l'équilibre des freins de leur voiture. Photo: Brembo SpA.
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Ground Down To Dust
Chaque équipe commande de 10 à 15 jeux d'étriers Brembo par an en moyenne. Cela vous donne une quantité appropriée de pièces de rechange au cours de la saison, mais de manière générale, les étriers eux-mêmes ne s'usent pas très rapidement, même s'ils fonctionnent à une température juste inférieure à celle de votre four : 392 °F (200 °C).
Les plaquettes et les disques eux-mêmes sont une toute autre affaire. Ils fonctionnent étonnamment bien, mais pour un temps étonnamment court. Les deux sont complètement épuisés à la fin d'une course de 200 milles. Les plaquettes sont réduites en poussière et les disques sont ablatés jusqu'à presque leurs trous de refroidissement. Faire tourner les freins trop fort peut littéralement détruire les disques, les rendant sous une forme qui ressemble à du fromage à cordes noir, sinon à une explosion pure et simple. Au cours d'une saison, Brembo fournit à chaque équipe entre 150 et 300 disques et jusqu'à 600 jeux de plaquettes de frein.
Non, ce n'est pas bon marché non plus, avec un jeu complet de disques et de plaquettes d'environ 15 000 $ par voiture.
Mais, comme l'a dit le célèbre champion de F1 Graham Hill, «La vitesse est égale à l'argent, monsieur. À quelle vitesse voulez-vous aller?"
Tony Borroz a passé toute sa vie à piloter des voitures anciennes et des voitures de sport. Il est l'auteur de
Bricks & Bones: The Endearing Legacy and Nitty-Gritty Phenomenon of The Indy 500, disponible en format de poche ou Kindle.
Suivez son travail sur Twitter : @TonyBorroz.
Infographie Brembo Formula 1< /p>
Ces graphiques illustrent les principaux composants des systèmes de freinage Brembo utilisés en Formule 1. Chaque graphique est accompagné d'une description technique plus détaillée de Brembo, qui peut être trouvée ici.
Disques de frein
Plaquettes de frein
Évolution des disques
Disques de frein carbone-céramique
G-Force
Photo: Brembo SpA, Ferrari SpAInfographies: Brembo SpA.
