Formel-1-Technik mit Giorgio Piola
Topic

Formel-1-Technik mit Giorgio Piola

Formel-1-Technik: Wie Kanada alles von den Bremsen abverlangt

geteilte inhalte
kommentare
Formel-1-Technik: Wie Kanada alles von den Bremsen abverlangt
Giorgio Piola
Autor: Giorgio Piola
Co-Autor: Edd Straw
Übersetzung: André Wiegold
05.06.2018, 10:54

Der Formel-1-Kurs in Kanada beansprucht die Bremsen wie keiner anderer – So gehen die Teams mit der großen Belastung um

Der Bremsenhersteller Brembo definiert gleich vier Bremszonen beim Grand Prix von Kanada als "hart". Das Formel-1-Rennen in Nordamerika ist für die Bremsen eines der anspruchsvollsten im Kalender. Gerade die Kurven 6, 8, 10 und 13 haben es richtig in sich. Desweiteren gibt es laut dem Hersteller zwei "mittlere" und eine "einfache" Kurve. Die Fahrer verbringen auf einer Runde rund 25 Prozent der Zeit damit, das Auto abzubremsen. Auch wenn die Bremsen bei allen Formel-1-Teams ähnlich funktionieren, gibt es viele verschiedene Systeme. Seit 20 Jahren sind die Bremsen in Kanada die große Herausforderung für die Formel-1-Teams.

Front brake disc width (28mm)
Front brake disc width (28mm)

Photo by: Giorgio Piola

Im Jahr 1998 hat der Automobil-Weltverband (FIA) die Regel eingeführt, dass nur Bremsanlagen mit Bremssattel mit maximal sechs Kolben und zwei Belägen erlaubt sind. Die Bremsscheibe durfte im Durchmesser maximal 278 Millimeter groß und 28 Millimeter dick sein. Wegen der höheren Geschwindigkeiten und den breiteren Autos wurde die Dicke der Scheiben auf 32 Millimeter vergrößert. Brembo hat beim Material große Fortschritte gemacht. Im Jahr 2013 hat das Unternehmen das CCR-Material mit dem neuen und effizienteren CER-Material ersetzt. So wurde die Leistung erhöht und der Verschleiß auf den härtesten Strecken von vier bis fünf auf einen Millimeter gesenkt.

Brembo brake discs evolution 2005-2015
Brembo brake discs evolution 2005-2015

Photo by: Giorgio Piola

Die Belüftung der Bremsen wurde ebenfalls verbessert. Im Laufe der Jahre wurde die Anzahl der Löcher immer weiter gesteigert. Zu Beginn gab es 100 Löcher auf der Scheibe. Im Laufe der Zeit wurden Scheiben mit 1.200 Löchern entwickelt. Das Maximum liegt heute bei einer 32 Millimeter dicken Scheibe bei 1.400 Löchern.

 
Brake pedal assembly and brake disc and caliper arrangement
Brake pedal assembly and brake disc and caliper arrangement

Photo by: Giorgio Piola

Seit der Einführung des Energierückgewinnungssystems im Jahr 2014 werden in der Formel "brake-by-wire"-Hinterradbremsen eingesetzt, durch die Energie zurückgewonnen wird. Die Formel-1-Autos besitzen getrennte Bremszylinder, damit auch bei den konventionellen Frontremsen und den hinteren brake-by-wire-Bremsen die Balance verstellt werden kann.

 

Brake by wire system
Brake by wire system

Photo by: Giorgio Piola

Das Brembo-Diagramm zeigt, wie die brake-by-wire-Systeme funktionieren. Das Bremspedal kontrolliert die Vorder- und Hinterradbremse über zwei verschiedene Bremszylinder. Der Fahrer ist in der Lage, die Balance zwischen Heck und Front zu verändern. Beim Bremsvorgang funktioniert das System wie in der Vergangenheit. Die Pumpe presst die Flüssigkeit so, dass die Kolben, Beläge und Scheiben das Auto abbremsen. Die Hinterradbremse wird durch die Elektronik betätigt.

Eine Ausgleichskammer soll dem Fahrer ein besseres Gefühl beim Bremsen geben. Das System wird durch eine elektronische Einheit kontrolliert, die den Motorgenerator abbremst. Ein Stellmotor übt dann Druck auf die Hinterradbremsen aus. Die Bremswirkung wird einerseits durch den Druck und andererseits durch den Effekt der MGU-K, die Energie durch die Bewegung und Hitze der Bremsen zurückgewinnt, erzielt. Letzteres ist in den Formel-1-Regeln klar geregelt. Es darf pro Runde ein Maximum von zwei Megajoul Energie zurückgewonnen werden. Im Vergleich zu den Vorderradbremsen haben die hinteren Bremsscheiben nur vier Kolben. Außerdem sind sie bis zu zwölf Millimeter dünner.

5 pistons Brembo brakes caliper
5 pistons Brembo brakes caliper

Photo by: Giorgio Piola

Im Jahr 2014 haben sich Mercedes, McLaren, Sauber und Red Bull dazu entschieden anstelle von fünf nur noch vier Kolben einzusetzen. Außerdem wurden Scheiben mit einem 260 Millimeter Durchmesser anstelle von 278 Millimeter eingesetzt. Die Dicke der Scheiben wurde auf 26 Millimeter reduziert. Die Verkleinerungen wurden deshalb durchgeführt, weil das Energierückgewinnungssystem ebenfalls eine Bremswirkung hat. Mit weniger Kolben sinkt der Druck auf die Scheiben.

Brake-by-wire system, depicts what happens when ERS not working (defaults to manual brake system)
Brake-by-wire system, depicts what happens when ERS not working (defaults to manual brake system)

Photo by: Giorgio Piola

Im vergangenen Jahr waren die Mercedes-Boliden in Kanada auf Rang eins und zwei unterwegs, als die MGU-K bei beiden Autos versagte. Anschließend mussten beide Piloten konventionell bremsen, da die Bremswirkung durch die Energierückgewinnung nicht mehr vorhanden war. Das hat vermutlich Nico Rosberg den Sieg gekostet. Er wurde von Daniel Ricciardo überholt. Lewis Hamilton fiel aus, da aufgrund der konventionellen Bremsvorgänge eine Beschädigung an den Bremsen entstanden war.

Mercedes W05 and W06 rear brakes comparison
Mercedes W05 and W06 rear brakes comparison

Photo by: Giorgio Piola

In Folge dessen wechselte Mercedes wieder zu einem System mit sechs Kolben. McLaren, Red Bull und Sauber vertrauten weiterhin auf vier Kolben. In Monaco, als die MGU-K im Auto von Ricciardo nicht mehr funktionierte, musste der Australier ebenfalls konventionell bremsen. "Die Hinterradbremsen sind sehr heiß geworden. Deshalb habe ich die Bremsbalance um sechs bis sieben Prozent nach vorne verlagert", so Ricciardo nach seinem Sieg. "Das ist eine Menge. Normalerweise ändern wir die Balance um ein bis zwei Prozent. Vor den Bremsvorgängen musste ich vom Gas gehen, um die Bremsen zu schonen."

McLaren MP4-8 1993 drive-by-wire detail overview
McLaren MP4-8 1993 drive-by-wire detail overview

Photo by: Giorgio Piola

Das brake-by-wire-System wurde 22 Jahre nach der Einführung von McLarens erster fly-by-wire- Beschleunigungstechnologie im Jahr 1992 ins Leben gerufen. Beim Grand Prix von Brasilien fuhr der McLaren MP4/7 mit elektronischen Hydraulikstellmotoren anstelle von traditionellen Gaszügen. Den Widerstand, den die Fahrer im Pedal spürten, wurde durch eine zusätzliche Feder erzeugt.

Der Circuit Gilles Villeneuve verlangt den Bremsen viel ab und ist anspruchsvoller als die Strecke in Monaco. In der Küstenstadt ging es darum, die Bremsanlagen ausreichend zu kühlen, weil immer wieder abgebremst werden muss – jedoch bei niedrigen Geschwindigkeiten.

Mercedes F1 W08 brake duct at Canadian GP
Mercedes F1 W08 brake duct at Canadian GP

Photo by: Giorgio Piola

Ferrari SF70H brake duct, captioned
Ferrari SF70H brake duct, captioned

Photo by: Giorgio Piola

Wegen des fehlenden Tempos mussten die Teams deshalb in Monaco mit den größten Kühlkanälen wie möglich an den Start gehen. In Kanada stehen das Kühlen der Bremsen und der Verschleiß im Mittelpunkt. Ferrari und Mercedes haben im vergangenen Jahr in Kanada so viele Kühllöcher wie möglich benutzt. Viele Piloten hatten in der Vergangenheit während ihrer Stints Probleme mit den Bremsen. Im Jahr 1999 crashte Heinz-Harald Frentzen in Kanada deshalb in der letzten Runde.

Die Daten von Brembo aus dem vergangenen Jahr zeigen, dass beim stärksten Bremsvorgang vor der Haarnadelkurve 4,8 g wirken. Der kritischste Punkt für die Bremsen auf der Strecke ist die letzte Schikane vor der "Wall of Champions". Die Fahrer rasen mit rund 322 Kilometer pro Stunden auf die Kurven zu und müssen innerhalb von 1,6 Sekunden auf 148 Kilometer pro Stunde abbremsen - und das in nur 49 Meter mit Kräften bis zu 4,7 g. Die Kraft, die auf dem Bremspedal lastet, liegt bei 161 Kilogramm.

In Kurve 8 muss von rund 297 Kilometern pro Stunde in 47 Metern und 1,63 Sekunden bei 4,8 g und 160 Kilogramm Last auf dem Pedal gebremst werden. Vor der Haarnadelkurve wird in 63 Metern von 292 Kilometern pro Stunde auf rund 68 Kilometer pro Stunde gebremst – und das in 2,44 Sekunden. Jedes Formel-1-Team nutzt zehn Bremssättel pro Saison. Außerdem kommen 140-240 Bremsscheiben und 280-480 Bremsklötze zum Einsatz.

 
Nächster Artikel
Chase Carey visiert zweiten China-Grand-Prix an

Vorheriger Artikel

Chase Carey visiert zweiten China-Grand-Prix an

Nächster Artikel

Pirelli-Manager Mario Isola: Privat fährt er freiwillig Krankenwagen

Pirelli-Manager Mario Isola: Privat fährt er freiwillig Krankenwagen
Kommentare laden

Artikel-Info

Rennserie Formel 1
Urheber Giorgio Piola
Artikelsorte Feature