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一級(jí)方程式賽車對(duì)決勒芒耐力賽:對(duì)比布雷博制動(dòng)件和制動(dòng)性能

布雷博對(duì)比兩大賽事參賽車隊(duì)的制動(dòng)設(shè)備及其制動(dòng)性能
布雷博
2018-06-15 09:00 9149
自半個(gè)世紀(jì)以來,一級(jí)方程式賽車和勒芒24小時(shí)耐力賽都是四輪原型車重要的兩大競(jìng)技場(chǎng)。近年來,在制造商的大力投入下,這些賽車可以擁有高達(dá)1000馬力的混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)。

意大利斯泰扎諾2018年6月15日電 /美通社/ -- 誰(shuí)的制動(dòng)更勝一籌?是F1賽車,還是勒芒24小時(shí)耐力賽LMP1組別的賽車? 時(shí)間如何?布雷博為這兩類賽車提供制動(dòng)件,在此解釋兩者的區(qū)別。

自半個(gè)世紀(jì)以來,一級(jí)方程式賽車和勒芒24小時(shí)耐力賽都是四輪原型車重要的兩大競(jìng)技場(chǎng)。近年來,在制造商的大力投入下,這些賽車可以擁有高達(dá)1000馬力的混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)。

由6個(gè)不同部件組成的動(dòng)力單元使F1賽車擁有如此卓越的性能,它們分別是:6缸內(nèi)燃機(jī)擁有1.6升容量和較高15,000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速;渦輪增壓器;MGU-H(熱能電機(jī)單元) MGU-K(動(dòng)能電機(jī)單元)控制電子部件;電池。

在勒芒24小時(shí)耐力賽中,制造商可以更自由地選擇動(dòng)力單元。有些制造商偏愛配備動(dòng)能回收裝置的2.4升雙渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī),有些制造商青睞簡(jiǎn)單的4.5升吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)(規(guī)定的上限為5.5升)。

在F1比賽中,減速非常劇烈,減速度數(shù)值通常大于5g(在蒙扎賽道上的減速度甚至達(dá)到6.7g);而在勒芒24小時(shí)耐力賽中,制動(dòng)強(qiáng)度不超過3.5g,這是因?yàn)閮煽钤蛙嚨闹亓坎煌?/p>

F1單座賽車的最小重量為733公斤 (包含車手在內(nèi)),而勒芒24小時(shí)耐力賽LMP1組別賽車的最小重量為875公斤,另外加上攝像機(jī)或替換電源的3公斤重量。非混合動(dòng)力型LMP1賽車的重量可以降低45公斤,達(dá)到833公斤。

一級(jí)方程式賽車對(duì)決勒芒耐力賽
一級(jí)方程式賽車對(duì)決勒芒耐力賽

100分鐘與24小時(shí)大相徑庭

F1一場(chǎng)比賽的時(shí)長(zhǎng)一般為100分鐘左右,不會(huì)超過2個(gè)小時(shí),而勒芒24小時(shí)耐力賽的時(shí)長(zhǎng)則是一整天。就此而言,我們選擇兩條在長(zhǎng)度、曲度、地理位置和氣候上相似的賽道進(jìn)行比較示例:在比利時(shí)大獎(jiǎng)賽的斯帕賽道上,F(xiàn)1單座賽車需要應(yīng)對(duì)350次制動(dòng);在勒芒24小時(shí)耐力賽中,一輛LMP1賽車的制動(dòng)次數(shù)超過4000次。對(duì)于布雷博而言,這是真正的考驗(yàn),憑借在耐力賽領(lǐng)域的二十多年的經(jīng)驗(yàn),布雷博打造出先進(jìn)解決方案。

兩大賽事參賽車的唯一共同之處就是都使用碳來制造制動(dòng)盤。但是,制動(dòng)盤的特性大不相同,正如下表所示:

F1單座賽車和LMP1賽車的布雷博制動(dòng)盤對(duì)比圖
F1單座賽車和LMP1賽車的布雷博制動(dòng)盤對(duì)比圖


F1

勒芒24小時(shí)耐力賽

制動(dòng)盤厚度

較大可達(dá)32毫米

30毫米至32毫米

前輪制動(dòng)盤直徑

278毫米

較大可達(dá)380毫米

后輪制動(dòng)盤直徑

260毫米至272毫米

較大可達(dá)355毫米

通風(fēng)孔數(shù)量

超過1400個(gè)

36個(gè)至430個(gè)

使用范圍

350攝氏度至1000攝氏度

350攝氏度至800攝氏度

每次比賽損耗

少于1毫米

制動(dòng)盤損耗3毫米至4毫米,制動(dòng)片損耗8毫米至10毫米

制動(dòng)盤的不同直徑與賽車所使用的輪轂大小有關(guān):在F1比賽中,規(guī)定使用13英寸的輪轂,而在勒芒24小時(shí)耐力賽中,規(guī)定使用18英寸的輪轂。

兩個(gè)極端的通風(fēng)設(shè)計(jì)

在F1比賽中,通風(fēng)是防止制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)過熱的關(guān)鍵要素。根據(jù)大獎(jiǎng)賽中的溫度和特定的比賽策略,每位車手可以選擇3種不同的布雷博制動(dòng)盤解決方案,分別是:900個(gè)通風(fēng)孔、1200個(gè)通風(fēng)孔、1400個(gè)通風(fēng)孔的制動(dòng)盤。

車隊(duì)可以采用為其專門定制的散熱設(shè)計(jì),這對(duì)于提升散熱效果至關(guān)重要。在制動(dòng)過程中,F(xiàn)1制動(dòng)盤的溫度可達(dá)到1000攝氏度。     

LMP1賽車的通風(fēng)效果沒有如此強(qiáng)勁,因?yàn)樵诶彰?4小時(shí)耐力賽中,車隊(duì)面臨的問題正好與F1賽車的情況相反:LMP1賽車不是要冷卻系統(tǒng),而是要防止溫度下降,特別是在夜間或一般行駛中,此時(shí)的溫度往往過低。此處所示的F1賽車制動(dòng)盤的通風(fēng)孔數(shù)量是幾年前的情況。

在勒芒24小時(shí)耐力賽中,需要防止碳制動(dòng)盤溫度降至350攝氏度以下而導(dǎo)致摩擦材料“玻璃化”,因?yàn)檫@會(huì)造成制動(dòng)效率下降并使制動(dòng)盤過早出現(xiàn)損耗。為了避免這一風(fēng)險(xiǎn),布雷博用于制動(dòng)盤和制動(dòng)片的摩擦材料具有更高效的導(dǎo)熱性。

2018年F1比賽中使用布雷博制動(dòng)套件
2018年F1比賽中使用布雷博制動(dòng)套件

不同的消耗,整合的控制

LMP1賽車使用的布雷博制動(dòng)套件
LMP1賽車使用的布雷博制動(dòng)套件

如同F(xiàn)1賽車一樣,勒芒24小時(shí)耐力賽LMP1賽車也使用布雷博的碳制動(dòng)片。當(dāng)然,制動(dòng)片的厚度更大,以確保24小時(shí)的性能。

在F1比賽中,制動(dòng)片和制動(dòng)盤的損耗不到1毫米,而勒芒耐力賽的原型車制動(dòng)盤損耗3毫米至4毫米,制動(dòng)片損耗8毫米至10毫米。

為了監(jiān)控?fù)p耗情況,F(xiàn)1賽車配備傳感器,讓身處裝備區(qū)的賽車工程師可以隨時(shí)了解制動(dòng)盤和制動(dòng)卡鉗的溫度,并且在某些情況下,可以了解活塞的運(yùn)行情況,以此來計(jì)算制動(dòng)盤和制動(dòng)片的磨損情況。通過這種方式,車隊(duì)可以在各種使用條件下做出反應(yīng),向車手發(fā)出實(shí)時(shí)通信,以修改制動(dòng)平衡并管理賽車制動(dòng)期間的能量回收。

勒芒賽車所使用的布雷博制動(dòng)盤除了配備傳感器以外,還有不同深度的凹槽,在賽車進(jìn)站加油以及更換車手時(shí),賽車工程師可以對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行快速評(píng)估。如果其中一個(gè)凹槽不再清晰可見,這意味著制動(dòng)盤的消耗量超過了凹槽的深度。顯而易見,如果最后一個(gè)凹槽也已經(jīng)消失,那么必須更換制動(dòng)盤,因?yàn)樗鼰o(wú)法提供初始性能。

制動(dòng)性能對(duì)比

一級(jí)方程式賽車使用的布雷博制動(dòng)套件
一級(jí)方程式賽車使用的布雷博制動(dòng)套件

由于這兩類賽車不會(huì)同場(chǎng)競(jìng)技,因而無(wú)法比較它們的制動(dòng)性能。為了克服這一困難,我們決定對(duì)比兩大賽事中最困難的制動(dòng),計(jì)算平均減速度與制動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)距離的關(guān)系。

當(dāng)然,F(xiàn)1賽車和LMP1賽車 是完全不同的車型,它們?cè)谥苿?dòng)階段的不同表現(xiàn)也不僅僅取決于制動(dòng)件。不同的車輛配置、不同的空氣下壓力以及不同的輪胎尺寸和配方在決定制動(dòng)性能方面也起著同樣重要的作用。

雖然難免會(huì)有一些局限性,但是對(duì)比的結(jié)果十分有趣。

布雷博一級(jí)方程式藝術(shù)品
布雷博一級(jí)方程式藝術(shù)品

LMP1:每秒的制動(dòng)距離大約多出20

勒芒24小時(shí)耐力賽:對(duì)比LMP1和LMGTE PRO的制動(dòng)性能
勒芒24小時(shí)耐力賽:對(duì)比LMP1和LMGTE PRO的制動(dòng)性能

在勒芒耐力賽中的第1個(gè)減速?gòu)澋捞帲ㄙ惖?號(hào)彎道),LMP1賽車以335公里/小時(shí)的速度到達(dá)此處,進(jìn)行3.21秒的制動(dòng),在此期間的行駛距離為195米。其速度降至110公里/小時(shí),這是在此處過彎而不駛出賽道的較大速度。車手需要在制動(dòng)踏板上施加高達(dá)100公斤的力量,并且要承受3.5g的減速度。

在蒙扎賽道上的帕拉波里卡彎道處(最后一個(gè)彎道),F(xiàn)1賽車的初始速度為314公里/小時(shí),在短短1.22秒的時(shí)間內(nèi),經(jīng)過72米的制動(dòng)距離后,賽車速度降至205公里/小時(shí)。車手們需要施加的力非常大:他們?cè)谥苿?dòng)踏板上施加200公斤的力,減速度達(dá)到6.7g。

這意味著,F(xiàn)1賽車在一秒鐘內(nèi)降低的速度超過90公里/小時(shí)[(314-205)/ 1.22],而LMP1原型車速度在一秒鐘內(nèi)降低的幅度為70公里/小時(shí) [(335-110)/3.21]。

可能會(huì)有一些反對(duì)的聲音:在蒙扎賽道上,為了達(dá)到速度的峰值,賽車使用的配置會(huì)造成數(shù)值激增。但是,在新加坡和摩納哥這樣曲折的賽道上,F(xiàn)1依然展現(xiàn)了令人難以置信的制動(dòng)能力。

在新加坡濱海灣街區(qū)賽道的第一個(gè)彎道處,F(xiàn)1賽車的速度從295公里/小時(shí)降至135公里/小時(shí),制動(dòng)時(shí)間為1.98秒。這一意味著賽車在一秒鐘內(nèi)將速度降低了81公里/小時(shí)。在摩納哥大獎(jiǎng)賽隧道后的第一個(gè)彎道(10號(hào)彎道),賽車在2.03秒內(nèi)將速度從286公里/小時(shí)降至94公里/小時(shí)。這一意味著賽車在一秒鐘內(nèi)將速度降低了95公里/小時(shí)。

在每米的制動(dòng)距離中,F1賽車的制動(dòng)效率高出0.5公里/小時(shí)

勒芒24小時(shí)耐力賽:LMP1的制動(dòng)性能分析
勒芒24小時(shí)耐力賽:LMP1的制動(dòng)性能分析

讓我們回到勒芒24小時(shí)耐力賽和意大利大獎(jiǎng)賽的數(shù)據(jù),就每米制動(dòng)距離而言,F(xiàn)1賽車的制動(dòng)能力遠(yuǎn)勝一籌。在勒芒耐力賽薩爾特賽道的第1個(gè)減速?gòu)澋捞?,每米制?dòng)距離對(duì)應(yīng)速度下降1.15公里/小時(shí),而在F1大獎(jiǎng)賽蒙扎賽道的Variante del Rettifilo彎道處,每米制動(dòng)距離對(duì)應(yīng)速度下降1.7公里/小時(shí)。

兩者看上去區(qū)別不大,但是如果用另一種方式來表達(dá)的話,區(qū)別就十分明顯:在72米的制動(dòng)距離中,F(xiàn)1賽車降低的速度超過105公里/小時(shí),而在同樣的距離中,LMP1原型車的速度則下降大約70公里/小時(shí)。在蒙扎賽道的兩個(gè)彎道處(Rettifilo和Roggia),72米的制動(dòng)距離使速度在此期間分別降低122公里/小時(shí)和118公里/小時(shí)。

即使在新加坡和摩納哥賽道上,也能看出兩者制動(dòng)性能的差異:在新加坡濱海灣街區(qū)賽道的第一個(gè)彎道處,F(xiàn)1賽車的制動(dòng)距離僅為81米,在摩納哥隧道后的第一個(gè)彎道處,賽車的制動(dòng)距離為115米。在第一個(gè)情況中,72米的制動(dòng)距離使速度降低115公里/小時(shí),在第二個(gè)情況中,速度降低幅度達(dá)到121公里/小時(shí)。

總而言之,假設(shè)F1賽車和LMP1賽車進(jìn)行對(duì)決,在最初的300公里至500公里的比賽路段中,F(xiàn)1賽車的表現(xiàn)更加出色。然而,不難想像的是,在24小時(shí)的比賽只進(jìn)行八分之一的賽程時(shí),F(xiàn)1的制動(dòng)件已經(jīng)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重磨損。

消息來源:布雷博
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