Giorgio Piola's technische F1-analyses
Topic

Giorgio Piola's technische F1-analyses

Hoe de Formule 1 omgaat met de grootste uitdagingen op remgebied

gedeeld
reacties
Hoe de Formule 1 omgaat met de grootste uitdagingen op remgebied
Door: Casper Bekking
4 jun. 2018 12:34

Het Circuit Gilles Villeneuve in Canada vergt van alle circuits op de Formule 1-kalender het meeste van de remmen.

Op de razendsnelle baan in Montreal staan de muren altijd dichtbij en wordt elk foutje afgestraft. Na de langzame race in Monte Carlo moeten de coureurs de knop omzetten voor de hoge snelheden en zware remzones van de Canadese omloop. Bijna een kwart van de ronde trappen de rijders op het rempedaal om de bochten te kunnen halen. 

Na Monaco nog meer remproblemen in Canada?

De mechanische werking van de remmen is in de afgelopen twintig jaar nauwelijks veranderd, maar de systemen zijn significant ontwikkeld. Onze tech-experts Edd Straw en Giorgio Piola bespreken de evolutie van de remmen. 

Slider
Lijst

Ontwikkelingen door de jaren heen

Ontwikkelingen door de jaren heen
1/9

Foto door: Giorgio Piola

In 1998 introduceerde de FIA nieuwe beperkingen voor de remmen. Het remsysteem mocht nog maar uit één remklauw met maximaal zes zuigers en niet meer dan twee remblokken bestaan. De maximale diameter van de remschijf werd vastgesteld op 278 millimeter met een maximale dikte van 28 millimeter. Die dikte bleef jarenlang in stand, tot 2017. Door de hogere snelheden, de bredere wagens en vooral de toegenomen mechanische grip door de nieuwe reglementen werd de toegestane dikte van de schijf opgehoogd naar 32 millimeter. 

In de afgelopen jaren is enorme progressie geboekt op het gebied van het materiaal van de remschijf. Leverancier Brembo, onder meer partner van het Formule 1-team van Ferrari, is continu op zoek naar verbeteringen. In 2013 introduceerde Brembo zijn vernieuwde formule voor carbon-remmen en verving het CER-materiaal het oude CCR-type. Dat leverde significante progressie op. Op de zwaarste circuits werd de slijtage van de remmen teruggebracht van vier tot vijf millimeter naar slechts één millimeter. 

Evolutie van Brembo remschijven 2005-2015

Evolutie van Brembo remschijven 2005-2015
2/9

Foto door: Giorgio Piola

Ook de koeling is verbeterd. Het aantal koelgaten is in de loop der jaren flink toegenomen: van 100 naar 1.200 en naar het huidige maximum van 1.400 voor de 32 millimeter dikke remschijf.

Rempedaalconfiguratie met remschijf en remklauw

Rempedaalconfiguratie met remschijf en remklauw
3/9

Foto door: Giorgio Piola

Met de introductie van de huidige Energy Recovery System-technologie stapte de Formule 1 over op de brake-by-wire voor de achterremmen. F1-wagens beschikken over aparte remcilinders voor de conventionele voorremmen en het brake-by-wire systeem aan de achterzijde zodat de remverhouding aangepast kan worden.

Brake-by-wire systeem

Brake-by-wire systeem
4/9

Foto door: Giorgio Piola

Dit Brembo-diagram laat zien hoe het brake-by-wire systeem werkt. Het rempedaal [1] regelt het afremmen van de voor- en achteras via twee aparte remcilinders, waarbij de rijder in staat is om de verhouding tussen de voor- en achterkant te bepalen. Tijdens het remmen werkt het systeem aan de voorkant net zoals voorheen, met de pomp die druk op de zuigers, de remblokken en de schijven uitoefent om de auto af te remmen.

De achterremmen maken gebruik van elektronica, waaronder een ‘compliance chamber’ [6] waarmee de rijder het gevoel voor de wagen kan behouden. Het systeem wordt aangestuurd door een elektronische controle-unit [7], die de motor van de generator afremt [7] en, via een aandrijver [8] druk uitoefent op de achterremmen [9].

De remkracht aan de achterkant is een combinatie van de druk op het rempedaal en het afremmende effect van de MGU-K die wordt opgeladen door de terugwinnen van warmte-energie. Dat laatste heeft betrekking op de hoeveelheid energie die op een bepaald moment wordt teruggewonnen. De F1-reglementen schrijven een maximale terugwinning van 2MJ per ronde voor. 

Aan de voorzijde bevinden zich de zespuntsremklauwen [10] maar aan de achterkant zijn de remschijven tot wel twaalf millimeter smaller en beschikken over vier zuigers [11]. 

Belang achterrem neemt af

Belang achterrem neemt af
5/9

Foto door: Giorgio Piola

In 2014 schaalden Mercedes, McLaren, Sauber en Red Bull allemaal terug naar vier zuigers op de achterrem en een diameter van 260 in plaats van 278 millimeter. Daarnaast werd de dikte teruggebracht tot 26 millimeter. Dit kon doordat er minder gevergd werd van de remmen door de afremmende werking van het energieterugwinsysteem. Door het terugschroeven van het aantal zuigers werd de hoeveelheid druk die kan worden toegepast op de remblokken verminderd.  

Brake-by-wire systeem: wat gebeurt er als het ERS-systeem niet werkt

Brake-by-wire systeem: wat gebeurt er als het ERS-systeem niet werkt
6/9

Foto door: Giorgio Piola

In de Grand Prix van Canada van datzelfde jaar reed Mercedes op de eerste en tweede plaats toen bij beide wagens de MGU-K ermee stopte. De rijders moesten de achterremmen op conventionele wijze gebruiken, zonder de remmende werking van de energieterugwinning of het management van het brake-by-wire systeem. Nico Rosberg verloor daardoor de leidende positie aan Daniel Ricciardo terwijl Lewis Hamilton in de andere Mercedes moest opgeven met een achterremprobleem door de extra druk die gecreëerd werd door het conventionele gebruik van de remmen.  

Problemen bij Mercedes en Red Bull

Problemen bij Mercedes en Red Bull
7/9

Foto door: Giorgio Piola

Na deze problematische race keerde Mercedes direct terug naar een remklauw met zes zuigers, al bleven McLaren, Red Bull en Sauber vasthouden aan een configuratie met vier. 

In de recente Grand Prix van Monaco moest Daniel Ricciardo na zijn problemen met de MGU-K op vergelijkbare wijze omgaan met de conventionele bediening van de achterremmen. “De remmen werden ontzettend warm, dus ik zette de rembalans zes of zeven procent naar voren”, zei de Australiër na zijn overwinning. “Dat is heel erg veel. Tijdens een race veranderen we misschien een of twee procent. Bovendien moest ik enorm liften voor de remzone om de remmen te sparen en minder te belasten.” 

McLaren MP4-8 1993 drive-by-wire

McLaren MP4-8 1993 drive-by-wire
8/9

Foto door: Giorgio Piola

De introductie van de brake-by-wire technologie in de Formule 1 vond 22 jaar nadat McLaren de eerste fly-by-wire gaspedaaltechnologie introduceerde. Bij de Grand Prix van Brazilië in de beginfase van het seizoen 1992 was de McLaren MP4/7 voorzien van elektronisch aangestuurde hydraulische aandrijfmechanismen in plaats van de gebruikelijke gaskabel. De druk die de rijder in het gaspedaal voelde werd gecreëerd door een externe veer, gemarkeerd in geel. 

Het Circuit Gilles Villeneuve in Montreal vergt veel meer van de remmen dan de vorige race in Monaco. In het prinsdom is het vooral de uitdaging om de remklauw te koelen vanwege de meerdere stevige remzones maar niet vanaf hoge snelheid, waardoor de koeling door de rijlucht zeer beperkt is. 

Mercedes F1 W08 brake duct, Canada 2017

Mercedes F1 W08 brake duct, Canada 2017
9/9

Foto door: Giorgio Piola

Het gebrek aan hoge snelheden zorgt ervoor dat de teams met een zo groot mogelijke luchthapper moeten rijden om de remmen gekoeld te houden. In Canada is naast koeling ook het beperken van de slijtage van groot belang. Het semi-stratencircuit beschikt namelijk wel over enorm hoge topsnelheden en zware remzones. 

Op de illustraties zien we de koelconfiguratie van Mercedes en Ferrari in Canada 2017, met een maximaal aantal ventilatiegaten. 

Ferrari SF70H brakeduct
Ferrari SF70H brakeduct

Illustratie: Giorgio Piola

Op basis van de data van Brembo is de maximale remkracht 4,8G. Van de zeven remzones in Montreal is het aanremmen voor de laatste chicane het hevigst. Auto’s komen daar aan met zo’n 322 kilometer per uur en remmen 1,6 seconden naar 148 kilometer per uur. Dat duurt slechts 49 meter, met 4,7G remkracht en een kracht op het rempedaal van 161 kilogram. In bocht 8 worden vergelijkbare getallen gehaald. 

De hairpin is de beste inhaalmogelijkheid, met een remzone van 63 meter waarbij de coureurs van 292 naar 68 kilometer per uur afremmen in een tijdsbestek van 2,44 seconden. 

 

Volgend artikel
Formule 1 per 2021 mogelijk met 18 inch-banden

Vorig artikel

Formule 1 per 2021 mogelijk met 18 inch-banden

Volgend artikel

Formule 1 zoekt ‘geweldige races’ op ‘magische plekken’

Formule 1 zoekt ‘geweldige races’ op ‘magische plekken’
Laad reacties

Over dit artikel

Kampioenschap Formule 1
Auteur Casper Bekking