Como as equipes de F-1 resolveram a extrema necessidade de freio no Circuito Gilles Villeneuve, em Montreal

Transcrição de matéria da revista inglesa Autosport (www.autosport.com)
Por Giorgio Piola, Edd Straw
Publicada em 4/06/18

 

O circuito de Montreal tem quatro zonas de frenagem definidas como “difíceis” pela Brembo — as curvas 6, 8, 10 e 13, mais outros três uso de freios — dois médios e um leve — e em que quase um quarto do tempo de volta é gasto freando.

Embora mecanicamente a operação de freios de um F-1 continue a basicamente a mesma, os sistemas evoluíram muito nos últimos 20 anos para poderem enfrentar o desafio de pistas com a de Montreal.

Em 1998, a FIA (Federação Internacional do Automóvel) introduziu regras que alteraram o sistema de freio, determinando pinças de no máximo 6 pistões e não mais que duas pastilhas. O diâmetro máximo do disco do freio passou a ser 278 mm, com espessura máxima de 28 mm.

Na temporada de 2017, devido às velocidades mais altas resultantes das regras de aerodinâmica, ao aumento da largura dos carros, e aos pneus mais largos que aumentaram a aderência mecânica, resultado das mudanças permitidas pelo novo regulamento, a espessura máxima do disco aumentou  para 32 mm.

O maior progresso foi o verificado no material dos discos e a Brembo, fornecedora de várias equipes de F-1, inclusive a Ferrari, está entre as de vanguarda do desenvolvimento de freios. Em 2013 lançou o novo material CER (características mantidas em sigilo) em substituição ao anterior tipo CCR (sigiloso também). O CER proporcionou ganhos de desempenho expressivos e reduziu o desgaste máximo de antes, de 4 a 5 mm nas pistas mais severas para freios, para cerca de 1 mm.

Evolução dos furos de ventilação ao longo dos anos

A ventilação também melhorou, com o número de furos aumentando ao longo dos anos, de 100 para 1.200, e depois ao máximo atual de 1.400 em discos de 32 mm.

Com a introdução da atual tecnologia de Sistemas de Recuperação de Energia (Energy Recovery Systems, ERS) em 2014, a F-1 adotou a tecnologia de freio traseiro de acionamento elétrico (brake-by-wire) em razão da necessidade de obtenção de energia deles.

Os Fórmula-1 atuais têm cilindros-mestres de freio separados para os freios dianteiros convencionais e para o freio de acionamento elétrico na traseira para possibilitar ajuste da distribuição de frenagem, com sempre foi com ambos os freios de acionamento hidráulico.

Este desenho da Brembo explica como o sistema de freio de acionamento elétrico funciona.

O pedal de freio (1) controla a atuação de freio dos eixos dianteiro e traseiro por meio de dois cilindros-mestres independentes que permitem que o piloto faça o ajuste dianteiro-traseiro.

Sob frenagem, o sistema funciona na dianteira como no passado, com o cilindro-mestre pressurizando o fluido que atua nos pistões, nas pastilhas e nos discos para desacelerar o carro.

Os freios traseiros se valem da eletrônica para controlar o sistema, que inclui uma “câmara de complacência” (6) para que o piloto tenha sensação de estar pisando num pedal de freio convencional.

O sistema é controlado por unidade de controle eletrônico (7) que reduz a rotação do motor gerador (7) e por meio de um atuador (8) cria pressão nos freios traseiros (9)

O esforço  de frear na traseira é por meio da combinação da pressão nos freios e o efeito de desaceleração da MGU-K (Motor Generator Unit – Kinetic) sendo alimentada pela energia térmica sendo recuperada.

O quanto da influência da MGU-K na frenagem é ditado pelo quanto de energia está sendo captada num dado momento. O regulamento estipula um máximo de tempo de captação de 2 megajoules (MJ) por volta.

Na dianteira continuam as tradicionais pinças de seis pistões  (10), mas na traseira os discos são menores em até 12 mm e alguns têm quatro pistões.

Em 2014, Mercedes, McLaren, Sauber e Red Bull voltaram para quatro pistões (1) nos freios traseiros e discos de 260 mm de diâmetro em vez de 278 mm (2)

Isso deveu-se ao menor trabalho dos freios graças à ação frenante proporcionada pela captação de energia, já que menos pistões reduzem o quanto de pressão pode ser aplicado às pastilhas.

No ano GP do Canadá do ano passado a Mercedes estava em primeiro e segundo quando os dois carros tiveram problema na MGU-K e, como resultado, tiveram que usar os freios traseiros de maneira convencional sem o efeito frenante da captação de energia ou o gerenciamento pelo sistema de freio de acionamento elétrico.

Isto  levou Nico Rosberg a perder a liderança para Daniel Ricciardo, enquanto o Mercedes de Lewis Hamilton abandonava logo após passar à frente do seu companheiro de equipe e, ao parar para a primeira troca de pneus, o carro estar sem freio traseiro em razão do trabalho adicional por os freios estarem sendo usados de maneira convencional.

Em razão desses problemas, a Mercedes voltou para as pinças de seis pistões, embora  McLaren, Red Bull e Sauber tenham continuado com as de quatro.

Quando Ricciardo ficou sem a MGU-K no recente GP de Mônaco, ele também precisou se adaptar ao freio traseiro sem o auxílio da captação de energia.

“Os freios traseiros ficaram mesmo muito quentes, de modo que coloquei de seis ou sete por cento na dianteira na distribuição”, disse Ricciardo após a vitória.

“Foi muito. Talvez pudesse continuar com alteração de um ou dois por cento na corrida por haver muito chão pela frente, pois tive que passar tirar o pé do acelerador bem de frear para poupar os freios aquecendo-os menos.”, acrescentou Ricciardo.

 

A chegada da tecnologia do freio de comando elétrico na F-1 se deu 22 anos depois que a McLaren introduziu o acelerador elétrico em 1992.

No GP do Brasil daquele ano, o McLaren MP4/7 correu com atuadores hidráulicos gerenciados eletronicamente em vez do tradicional cabo do acelerador.

A resistência no pedal do acelerador sentida pelo piloto foi criada por uma mola externa assinalada em amarelo no desenho acima.

As exigências de frenagem no Canadá

O Circuito Gilles Villeneuve em Montreal impõe exigências de frenagem bem diferentes da corrida anterior nas ruas de Monte Carlo.

Em Mônaco, o desafio é esfriar as pinças de freio por haver pontos de frenagem múltiplos e constantes, embora não sejam de alta velocidade.

A falta de altas velocidades significa também que as equipes precisam recorrer aos dutos dos freios os maiores possíveis para manter os freios arrefecidos.

No Canadá, o mais importante é arrefecer o disco e controlar o desgaste das pastilhas.

As imagens acima mostram a configuração de arrefecimento do Mercedes (superior) e do Ferrari (inferior)  no Canadá no ano passado, com o máximo de furos de ventilação.

Muitos pilotos tiveram problema de freio no circuito, como o alemão Heinz-Harald Frentzen ter batido com seu Jordan-Mugen-Honda perto do  final da corrida de 1999 ao ficar sem freio.

Baseado em dados divulgados no ano passado pela Brembo, a maior desaceleração em Montreal é 4,8 g, sendo a zona de frenagem para o cotovelo particularmente exigente.

Dos sete pontos de frenagem em Montreal, o mais crítico é o da frenagem para a chicane final direita/esquerda que dá no “Muro dos Campeões”.

Os carros freiam a cerca de 320 km/h, a frenagem leva 1,6 s para baixar para 145 km/h. Percorrem apenas 49 metros com desaceleração de 4,9 g e força no pedal de 161 kg.

A chicane direita/esquerda da curva 8 requer desaceleração, vindo a pouco menos de 300 km/h, em 47 metros, 1,62 s, 4,8 g e aplicação de 160 kg no pedal de freio.

O cotovelo da curva 10 é o melhor lugar para ultrapassar, com zona de frenagem de 63 metros para baixar de 290 para 65 km/h em 2,44 s.

Cada equipe de F-1 usa cerca de 10 conjuntos de pinças de freio por temporada, como também de 140 a 240 discos de freio e 280 a 480 jogos de pastilhas.durante o campeonato.

BS

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Sobre o Autor

Bob Sharp
Editor-Chefe

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