I FRENI

I freni sono organi meccanici che hanno il compito di arrestare il veicolo in movimento. Essi hanno la funzione principale di trasformare l’energia cinetica del veicolo in energia termica attraverso l’attrito. Sembra una contraddizione, ma l’impianto frenante è circa 3 volte più potente del motore, basta vedere che si impiega molto meno tempo a frenare da una certa velocità a 0, che ad accelerare da 0 alla stessa velocità.

L’impianto frenante a tamburo

L’attrito viene sviluppato tra 2 ceppi che si allargano fino a strisciare su un cilindro posto parallelamente alla ruota.
Gli impianti a tamburo sono semplici ed economici e non richiedono molte manutenzioni, però presentano un maggior affaticamento nell’uso prolungato e non sono adatti per sollecitazioni elevate, quindi dove ci sono velocità elevate. Per questo motivo in formula uno si utilizzano solo impianti con freni a disco. Le moderne monoposto di formula uno sono dotate di dischi freno in carbonio, in quanto, essendo elevatissima la potenza frenante richiesta, i comuni dischi in acciaio o ghisa non riuscirebbero a smaltire tutto il calore. Il carbonio, inoltre, ha l'ulteriore vantaggio di lavorare ad un range di temperatura più elevato dell’acciaio. Un altro motivo molto importante, che spiega il perché si utilizzano i dischi in carbonio, è quello della ricerca della diminuzione delle masse non sospese, che influisce negativamente sull’accelerazione della monoposto. I regolamenti in materia emanati nel 1998 hanno imposto delle limitazioni, sia in termini di dimensionamento che di posizionamento. Lo spessore massimo del disco è di 28mm, le pinze sono in carbonio, mentre prima del 1998 si utilizzavano in berillio (si deve alla Brembo l’introduzione del berilio in F1 ), a 6 pistoncini che per effetto della pressione idraulica spingono sul disco freno decelerando la monoposto. I regolamenti impongono l’uso di 2 impianti frenanti separati, uno anteriore e uno posteriore, per garantire in caso di guasto la frenatura di una asse. Negli ultimi due anni c’è stata una evoluzione tecnologica, dovuta al fatto che i freni si sono utilizzati come mezzo per aumentare le prestazioni del veicolo. Per la prima volta, infatti, si è parlato, oltre che di motori da qualifica, anche di freni da qualifica. Si inizia a parlare di freni da qualifica nella stagione 1992: la Ferrari aveva introdotto per le qualifiche sulla sofisticata e sfortunata F92 dei dischi sottili, che non avevano prodotto i vantaggi desiderati perché erano pieni (senza fori radiali) e duravano soltanto 2 giri, e poi andavano sostituiti. Invece nel 2000 la Ferrari adotta speciali pinze della Brembo con micropastiglie, che, abbinati a dischi della CCR di 21 mm di spessore, anziché i 28mm tradizionali, permettevano una riduzione di peso del 25%, quantificabile in circa mezzo chilo a ruota. Il pacchetto da qualifica comprendeva anche prese di raffreddamento molto piccole e tagliate. Dopo un utilizzo solitario da parte della Ferrari, questi freni sono stati introdotti dalla Mclaren che aveva freni di 22mm della Hitco, abbinati a piccole pinze della AP che solitamente si utilizzavo solo al retrotreno (la potenza frenante sull’asciutto è di norma gravante per il 60% sull’anteriore e per il 40% sul posteriore. L'inverso si fa con pista bagnata.). Ma l’evoluzione dei freni non si è fermata qui, la Ferrari F2000 è stata un progetto ambizioso, la decisione di allargare le bancate del V10 049 aveva lo scopo di abbassare di qualche millimetro il baricentro. Questa ricerca è stata spinta su tutti i settori della monoposto come i freni. Sulla Ferrari F399 la pinza a sei pistoncini era montata in alto nella parte anteriore del portamozzo, invece sulla F2000 le pinze posteriori sono state collocate in posizione quasi orizzontale, con un notevole risparmio di pesi dell’intero gruppo sospensione. La soluzione delle pinze orizzontali non era del tutto inedita, ma era già stata adottata dalla Minardi nel 1998. Invece sulla F2001, sempre alla ricerca di una migliore distribuzione dei pesi, i tecnici hanno studiato di collocare le pinze dei freni anteriori come quelle posteriori. Fino ad ora nessuno aveva osato pensare a qualcosa di simile all’avantreno, perché questa soluzione produceva svariati problemi: la necessità di avere dischi freno più piccoli per collocare la pinza in basso (ricordiamo che in condizioni di asciutto il 60% della forza frenante viene esercitata dall’avantreno), senza contare che nella zona anteriore passano dei flussi d’aria in uscita dall’alettone anteriore, che non possono essere disturbati.
La Ferrari ha preferito non posizionare le pinze all’anteriore in maniera perfettamente orizzonatale, ma diciamo meglio le ha posizionate in maniera quasi orizzontale, introducendo una sofisticata presa d’aria derivata da quella utilizzata l’anno scorso per i freni posteriori, che ricalca il disegno del cerchio, in modo da ridurre le turbolenze, e permettere una migliore evacuazione dell’aria.
Invece la Mclaren è l’unica squadra ad aver montato le pinze dei freni anteriori in posizione orizzontale, anche se ha dovuto far uso di diversi tipi di prese d’aria per i freni.

Gli altri approfondimenti tecnici di Ferrari-F1.cjb.net
Gli Alettoni L' Aerodinamica I Diffusori Il Motore Le Ruote L'Elettronica La Telemetria
L'Abitacolo Il Casco I Freni La Frizione Il Differenziale Termini Tecnici I Costi