賽車的刹車系統有多重要?2014年在F1加拿大站正式比賽中,英國專業車手漢密爾頓因為刹車系統出現故障,最終做出了退賽的選擇。事後他告訴記者,賽車的刹車系統在任何情況下都是比賽獲勝的關鍵。那賽車的刹車系統究竟是什麼樣子的?它的厲害之處又在哪裡呢?
作為在全球十多個城市封閉線路上進行的賽事,F1方程式大賽規定跑完超過305公裡,并且用時最短的車手即為冠軍。在這些賽道裡面,比利時“斯帕”賽車場的賽道周長約為7公裡,也就是說,一輛賽車在這條跑道上至少要重複40圈,刹車上千次。
每當賽車手想要刹車時,他需要對制動踏闆施加将近200KG的力,這個大小是我們平時施加在民用車上的5倍,這時候因為刹車卡鉗和刹車盤的摩擦不夠充分,産生的溫度不能達到刹車盤工作時所需的溫度,所以刹車系統不會立刻産生刹車加速度。不過很快,每過百分之一秒,刹車盤的溫度就會上升100攝氏度,等升高到了400攝氏度的工作溫度時,強勁的刹車效果才開始顯現。
随着刹車盤的溫度達到了1000攝氏度,整個刹車系統可以賦予賽車5G-6G的制動加速度。而航天飛機起飛時的最大加速度也不過在3個G左右,在這樣巨大的制動力作用下,僅需4秒,速度為360km/h的賽車就可以停止下來。
在2020年的英國大獎賽中,維斯塔潘在暖胎圈結束之後,輪胎由于不停刹車,外觀上看起來直接變成了風火輪。為何隻是簡簡單單的五部分卻能發揮出巨大效用呢?
這要從F1賽車的盤式刹車系統來說,它主要包括了刹車踏闆、液壓回路、刹車盤、卡鉗和刹車片五部分。首先我們要說的就是刹車盤了,普通轎車所使用的刹車盤隻需要24h就可以完成生産,但是制作一個F1方程式賽車所使用刹車盤卻需要5-6個月,不隻是時間上的巨大差異。
如今我們在制造F1賽車上的刹車盤時會使用,一種碳素晶格和碳纖維合成的特殊材料,這種刹車碟也被稱為碳碳刹車碟,碳的密度為每立方厘米1.7克,熔點在3000攝氏度以上,用它制造出來的産品重量可以隻有1.2千克,并且可以承受1000攝氏度以上的高溫,這要比鋼或者灰鑄鐵制造出的産品,質量更輕而且更耐高溫耐摩擦,可以說是制造高級别賽車的首選材料。而為了更好地給刹車盤散熱降溫,2017年設計師們也将刹車盤側面的排氣孔,由2005年的100個增加到了1400個。
可是想要把上千度的高溫冷卻下來,刹車盤的上千個通風口是完全做不到的,所以工程師便在四個輪胎上又安裝了非動力的冷風裝置,這樣刹車盤和刹車片的溫度就能夠降低到400攝氏度左右,所以即便一輛賽車在一場比賽中制動幾百次,它也可以在不受溫度影響的情況下穩定的行駛。
其次相比民用刹車片,F1方程式所使用的單個刹車片質量僅僅為200克,但是它和刹車盤間的摩擦系數卻在0.7以上,這幾乎是跑車刹車片摩擦系數的兩倍,而且作為和刹車盤密切相關的部件,它同樣能耐上千度的高溫。有了它,賽車的制動力便可以在每一場的比賽裡,保持非常穩定的水平。
而連接刹車盤和刹車片的刹車卡鉗雖然不大,但是在制作材料上仍然選用了更加高規格的锂鋁合金,為了達到一體鍛造的效果,每生産一個卡鉗需要進行至少40小時的機器加工,最後才能得到一個具有六個不同大小活塞的卡鉗。當卡鉗逐漸夾住刹車盤時,刹車片便可以通過與刹車盤摩擦的方式,給它提供高達5噸的壓力,而最後的兩項和民用刹車系統并無二緻,就不再多說了。
回到賽車本身,硬件設施再厲害,終究還是需要技術精湛的賽車手來操作,在一場時長大概100分鐘的比賽裡,他們要面對的不僅是高溫還有巨大的身體承重力,這無一不在考驗車手的意志和體能,或許這才是F1賽車吸引人的真正秘密吧。
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