再议F1赛车刹车碟

互推小编 2023-07-11

在文章开始之前，我首先要感谢一位热心的网友在评论中的指正，针对我在本周发布的一条关于F1赛车刹车碟加工工艺的视频确实存在错误，本视频是民用跑车刹车碟的制备工艺，不是F1赛车的，经过查阅相关的资料，确认了F1刹车碟确实如这位网友所说，不是陶瓷基底的，而是碳基底的，所采用的工艺手段是PECVD的方式，也就是半导体芯片加工行业中普遍存在的物理气相沉积的工艺路线，对此我向各位车迷朋友道歉，并向这位热心的车迷朋友表示感谢，您的专业性让我们的知识库又得到了一次补充。

本期内容我们仍将讨论F1赛车刹车系统方面的知识，我们都知道F1的刹车系统也有一个工作温度区间，通常是不低于300度的情况下，刹车才能发挥出应有的效应。低于300°C，刹车碟和卡钳之间不会咬合得太紧，而高于1000°C，碳质的刹车碟会因为氧化并过早磨损，所以刹车时，刹车碟的温度通常可以达到700°C至900°C，更多时候是保持在500度左右。

因为刹车碟降温非常快，而保持刹车系统的工作窗口并不难实现，但需要对刹车碟的包裹进行仔细的计算，在去年冬测期间，迈凯伦就出现了这个问题而导致刹车系统着火，然后车队将原来的碳制的包裹改成了金属包裹后，这个问题得到了解决。

当然，刹车系统的冷却方案也取决于赛道布局，比如在蒙特利尔赛道，在进入倒数第2号弯之前的长直道末端，车手通常会大力制动，而除了最后一弯后的直道又很短，这时刹车无法得到有效的冷却。在摩纳哥和巴库也出现了类似的问题。

自上个赛季以来，F1赛车的重量增加了很多，而且直道尾速更高，这对赛车的刹车系统的散热带来了更大的困难。此外，技术规则为了减少前轮乱流，要求刹车系统所产生的热气流不能排向赛车的外侧，并且不允许把刹车系统的通风导管当成空气动力学套件来使用，所以现在的F1赛车刹车系统看起来要比以往简化很多。

为了给刹车碟散热，普遍的做法就是在刹车碟上钻孔，以保证刹车碟内部可以吸入更多的冷空气，并由外部高速排出。多年来，刹车碟钻孔的数量有所增加，直径也变得更小，我们比较brembo公司为F1赛车制作的刹车碟可以看出，2006年，每个刹车碟约有100个钻孔，2012年，这个数字上升到600个，而2021年上升到近1500个，自2022年规则大改以来，钻孔数量在1000个左右。目前的技术规则规定了钻孔的最小直径为3毫米，相对2021年的2.5毫米要大了一些。

由于刹车碟的厚度保持不变，所以今年的钻孔数量减少了，今年在前轮，刹车碟有1000到1100个钻孔，后轮有900个钻孔。钻孔的减少意味着冷却效率的降低，即使刹车碟的直径有所增加。当然每站比赛，车队所带来的刹车碟也会根据赛道的特性来定制钻孔的数量，另外钻孔的数量还取决于天气和空气温度，并不是钻孔越多越好，车队必须考虑将刹车碟的工作温度能够控制在理想的温度区间内。

另一方面，过多的钻孔也会降低刹车碟的结构强度，所以车队也必须在结构刚性和冷却效率之间找到正确的折中。通常在围场内，喜欢大力制动的车手都比较青睐钻孔少、结构强度高的刹车碟，因为他们的驾驶风格更容易导致刹车碟过快磨损，但也不是绝对的，比如在新加坡，几乎所有车手都会选择钻孔最多的刹车碟配置，因为那里的温度实在太高了。