Viru+: El sistema de frenado de un Formula 1 (Parte IV)
20 abr 2015  
Porsche brake

En esta 4ª parte, y última, continúo explicándote lo más interesante sobre el sistema de frenado de un F1. Si no leíste la anterior o quieres repasar, haz click aquí.

Te conté en anteriores partes que la frenada en un Formula 1 se realiza de más a menos potencia. Esto es que si en la calle la frenada se realiza pisando progresivamente el pedal, en F1 la frenada se realiza pisando a fondo el pedal y graduando posteriormente hasta lograr la velocidad deseada. Todo esto culpa del efecto aerodinámico a altas velocidades, que a bajas velocidades no se da.

¿Se puede controlar la frenada para intentar evitar la blocada de una o varias ruedas? Bien, primero decirte que el reglamento prohibe expresamente el uso de sistemas antibloqueo de frenos y del servofreno. Así que no se puede graduar la potencia de frenado más que con la fuerza que aplica el piloto. Y tampoco se puede usar un sistema que evite el bloqueo de la rueda.

¿Qué nos queda para evitar el blocaje? El reparto de frenada entre el eje delantero y trasero. Pero antes de entrar en materia, te digo que hay dos depósitos independientes que almacenan fluido hidráulico de frenos, el cuál será enviado con la presión necesaria a las pinzas de freno. El encargado de enviar el fluido con la presión requerida es el cilindro maestro, que está formado por dos cámaras separadas independientes. Conectado a los depósitos, es el encargado de enviar el fluido hacía las pinzas de freno. Las cámaras independientes trabajan para dos circuitos independientes, por reglamento son uno para las ruedas delanteras y otro traseras. El cilindro maestro está fabricado en aleación de aluminio y los depósitos son de una resina termoplástica transparente, resistencia suficiente y peso muy contenido. Además esa transparencia permite medir muy bien el nivel de fluido.

upmercc00Aquí una foto de los depósitos del fluido hidráulico ( obtenidos de la web de la revista Racecar-Engineering http://www.racecar-enginering.com ). ¿Te suenan? Seguro que estás harto, o harta, de verlos en imagenes de TV y fotos.

Bien, te enseño ahora una foto en la cual verás dos pedales. El de la izquierda es el pedal de freno. El pedal de freno se haya conectado a ambas cámaras del cilindro maestro y el piloto puede regular la presión que se transfiere a cada cámara. (Autor de la foto: Craig Scarborough)

driver-controls_RedBull-bias-pedal-adjuster¿Cómo se regula la presión para cada circuito? En el cockpit se sitúan dos mandos a la izquierda del piloto. Son un mando rotatorio y una palanca con movimiento hacía delante o hacía atrás. El mando rotatorio es el llamado de regulación fina y no es más que una válvula de regulación de alta precisión. El piloto la gira en sentido horario o antihorario y consigue transferir más presión al eje deseado. Así cambia el comportamiento del coche para cada sector del circuito (3 sectores normalmente). La palanca es otra válvula pero de accionamiento rápido y es para cambiar el reparto de frenada de manera más rápida. Es la más usada por los pilotos porque permite variaciones, con un sólo toque, del 2% o más de reparto de frenada. Entre curva y curva permite un cambio de reglaje más rápido que el mando rotatorio.

El pedal de freno, excuso decirte, está fabricado en fibra de carbono muy ligera y resistente. Su accionamiento es igual que en un coche de calle, quiero decir que pisando se acciona el sistema y soltando se deja de accionar (una obviedad). Eso si, el recorrido del pedal es mucho menor, alrededor de unos 10 mm. frente a los cms. de un coche de calle.

La fuerza a aplicar por parte del piloto en una frenada fuerte, al carecer de servofreno, suele estar en torno a los 150 Kg de fuerza. Esto se debe precisamente a la carencia que te acabo de decir, ya que tú en tu coche de calle dispones del servofreno para que no tengas que realizar mucha fuerza y así obtener una frenada potente.

Ahora te enumero algunos de los principales requisitos que la FIA exige a estos sistemas de frenos:

  • El sistema de frenos será único y dispondrá sólo de un pedal de freno. Dispondrá, a su vez, de dos circuitos independientes. Si ocurre un fallo, todavía quedará otro circuito para poder frenar. El cilindro maestro tendrá dos cámaras separadas las cuáles tendrán una diferencia de menos de 2 mm. en su diámetro.
  • Los discos tendrán un máximo de 278 mm. de diámetro y un espesor de 28 mm. máximo.
  • Las pinzas de freno estarán fabricadas en aleación de aluminio con un módulo elástico máximo de 80 GPa. Esto se hace para evitar el uso de superaleaciones con módulos elásticos más altos y más ligeras que el aluminio.
  • Las pinzas estarán conectadas a la suspensión por un máximo de dos conectores.
  • Sólo se usará una pinza de freno por rueda, con un máximo de 6 pistones y la sección de estos será circular.
  • Ningún sistema se diseñará para prevenir el bloqueo de las ruedas, es decir prohibidos los sistema antibloqueo de frenos.
  • No se permitirá el uso de sistemas amplificadores de frenada, es decir el uso del servofreno.
  • La refrigeración líquida del freno está prohibida.

Bien, ya he llegado al final de esta viru+. Te he contado, lo mejor que he podido, lo básico sobre el sistema de frenado de un Formula 1. Espero hayas aprendido si no sabías y si sabías, te haya servido para recordar datos e información sobre el sistema de seguridad nº 1 de un monoplaza.

Jero → http://www.twitter.com/jeroitim

Comentarios

  1. Luis Buccino dice:

    Muy interesante tu serie de notas.
    Como leve discapacitado motriz en mi pierna derecha, me planteo algo que es en sí mismo, desde el reglamento, una discriminación y por ende a mi juicio injusto.
    Al reglamentar el no-uso de sistemas de servofreno o ayuda-pedal, cualquier piloto en pleno uso del resto de sus facultades, pero con menor posibilidad física de ejercer una fuerza de esos 150 kg sobre el freno, estará imposibilitado de competir.
    Y esto además, desde el punto de vista de las mujeres, en su mayoría más pequeñas y en muchos casos “esmirriadas”, configura una doble discriminación.
    Que un excelente piloto de cualquier sexo, no pueda manejar un auto de carrera por faltarle fuerza mínima para oprimir el freno (sin servo), es, en este siglo XXI una verdadera “animalada”. A estas alturas de la tecnología, y a la luz de tanta trampa en los últimos años en que se ha burlado el espíritu del reglamento mediante la utilización de distintos pseudo-controles de tracción en base al “freno por cable”, me parece antediluviano y altamente injusto. (Y también es injusto y discriminatorio aunque no se consideren las trampas que menciono).

    • Jero dice:

      Gracias por la aprte que me toca.

      Respecto a lo del servofreno, ciertamente es un atraso el no usarlo pero, por otro lado, quieren evitar sistemas antibloqueos de freno. Con un servofreno se podría realizar una especie de antibloqueo también, regulando esa frenada de modo hidráulico sin intervención electrónica.

      En realidad, no sólo el uso del freno en un F1 exige una gran condición física. El cuello y los hombros deben de estar bien entrenados también. y luego debe el piloto tener mucha resistencia física, porque un F1 es para auténticos atletas, además de talentosos.

      En fin, no es fácil lo que planteas porque las exigencias físicas no se limitan sólo al servofreno.

  2. PALOMA dice:

    Buenos dias,

    En primer lugar me encantan tus articulos, he aprendido un montón. Estoy eleborando un trabajo para encontrar otro material que cumpla las caracteristicas del carbono y las condiciones del frenado de F1.

    Pero me falta un detalle, que presion (en bar) ejerce o pueden llegr a ejercer, los pistones o por ende las pastillas sobre el disco de freno?.

    Muchas gracias.
    Un saludo,

    • Jero dice:

      Buenas Paloma.

      En primer lugar gracias por el comentario por la parte que me toca. En segundo lugar, decirte que se pueden superar los 100 bar de presión en los frenos delanteros. Los traseros rara vez llegarán a superar los 85 bar.

      De todas formas te digo que el uso de un material como el carbono-carbono es debido, sobre todo, a las altas temperaturas generadas y no tanto a las presiones de frenado. El material se oxida a esas temperaturas y con compuestos estables como el carbono-carbono se evitan esas oxidaciones…aunque nunca será 0.

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