Det tekniske hjørne: Bremser, del 1

Bremserne på en F1 bil minder meget om, hvad vi har så mange andre steder – En kaliberbremse med bremseskive omsluttet af to side-klodser, der styres hydraulisk af en kaliber.

Der er to separate hydraulisk væskebeholdere siddende ude i bilens næse – én til forhjulene og én til baghjulene. De to systemer er til for, at bilen stadig kan bremse, hvis den ene beholder skulle fejle.


En sådan bremse er selvfølgelig ikke en billig sag – bare kaliberen koster godt over 40.000 danske kr, da den skal kunne holde til en del. Desuden tager det faktisk op til 5 måneder at producere en bremse.

Selve bremseskiven
Før i tiden benyttede man stål til bremseskiven, men efter 80’erne skiftede man til kulfiberkompositter med lange kulfibre, som man også bruger den dag i dag.

Kompositten laves via en plast (polymer) kaldet polyacrylo-nitrile, der trådes til ultra fine fibre. Disse fibre varmes op til de bliver oxiderede og sorte, og derefter skæres de til, så de kan blive karboniseret.

Karboniseringen giver næsten helt rene kulfibre, men for at karbonen i kulfibrene er tætpakket nok til at lave solide klodser af, opvarmes de til omkring 1000 grader Celsius og køles igen i flere hundrede cyklusser i en ovn med karbon gas i.

Bremseskiven har nogle krav for udseendet: Den må max være 278 mm i diameter og 32 mm i tykkelse. Sidste år var tykkelsen maximalt på 28 mm.

Det er utroligt vigtigt, at bremserne ikke overopheder, så der ikke sker unødige fejl og for meget slid under et løb. Derfor er der naturligvis køling i bremseskiven.

Det er i F1 ulovligt at tilføje kølevæske, så i stedet er bremseskiven udstyret med en masse små, lange kanaler, der går hele vejen gennem skiven.

Hver kanal er 2,5-3 mm i diameter, og der er i år 1400 af dem, i modsætning til sidste års 1200. Helt tilbage i tiden var der til sammenligning kun 30 huller til køling.

Kølekanalerne i bremseskiven
Copyright tilknyttet

Bremsekaliberen
Udenom bremseskiven sidder to klodser, der er holdt sammen af en kaliber med 3 hydrauliske stempler på hver side. De 3 stempler har hver sin diameter: Ø40, 34 og 30.

Klodserne er lavet af samme komposit som bremseskiven, og er i gennemsnit 2 mm tykkere end sidste år. Der står dog ikke noget i FIAs regelsæt om en begrænsning i størrelsen på bremseklodserne.

Kaliberen vejer 2 kg (1,7 kg i 2016) og tager omkring 40 timer at fræse til den ønskede form. Den er lavet af en aluminium-lithium legering, der ellers kun benyttes i fly og i militæret.

Fordelen ved at blande lithium i aluminiummen er, at ca 1 vægt% tilføjet Li reducerer densiteten af legeringen med 3% - Man kan altså opnå et meget let og stærkt materiale, så vægten kan fordeles ud til andre steder i bilen. Desuden er Al-Li legeringen billigere end kompositter, der kunne klare samme opgave.

Ulempen ved Al-Li er, at hvis vi får op over ~700 grader Celsius på selve kaliberen og den samtidigt kommer i kontakt med vand, udgør den eksplosionsfare. Det samme gælder andre ting med lithium i, som fx batterierne i vores telefoner. Faren er dog ikke så stor, da varmen fra bremserne forhindrer vand i at trænge ind til systemet.

Tilsammen kan kaliberen og bremseklodserne levere et 5 tons tryk ud fra et 100 bar stempeltryk og bremser ned fra 5G.

Den hydrauliske væske til bremserne sidder placeret i næsen
Copyright Allan Haslund



Læs mere om bremserne i del 2, der kommer i morgen. Denne vil blandt andet handle om varmeudvikling, justering og Haas bremseproblemer.