Análisis técnico de Giorgio Piola
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Análisis técnico de Giorgio Piola

Cómo Mercedes y Red Bull divergen en sus ideas de conductos de freno

La potencia aerodinámica es un factor clave en el diseño de la mayoría de los componentes de un coche de Fórmula 1 debido a las importantes ventajas de rendimiento que existen.

Cómo Mercedes y Red Bull divergen en sus ideas de conductos de freno

En eso entran también los modernos conductos de freno, que se han optimizado para mejorar el rendimiento de los frenos y los neumáticos, pero también para influir en el perfil aerodinámico de la estela que crea el neumático.

Los equipos son conscientes de que esa estela puede dañar el rendimiento aerodinámico en la parte trasera del monoplaza si no se controla correctamente.

Jordan EJ13 front brake duct assembly
Sauber F1.06 front brake duct

La irrupción del tambor de freno, o 'molde de pastel', como a menudo se le llama cariñosamente, se produjo a principios de la década de 2000 y aportó un recinto térmico para el conjunto del freno con el objetivo de que el flujo de aire no estuviera demasiado influenciado por la llanta de la rueda.

Como era de esperar, los diseños fueron -y siguen siendo- bastante variados, y cada equipo busca lograr sus propios objetivos, equilibrando el rendimiento entre el control de la temperatura y la influencia aerodinámica.

Cuando ya estaban satisfechos de que las temperaturas se hubieran llevado a una ventana más controlable, los diseñadores comenzaron a aprovechar las mejoras realizadas por los fabricantes de frenos.

Entre ellas, los discos de carbono perforados y pinzas ligeras que se volvieron cada vez más comunes a lo largo de los años, en los que tanto los equipos como los fabricantes han trabajado juntos para encontrar más rendimiento.

Brembo brake discs evolution 2005-2015
Mercedes AMG F1 W11 brake disc

Las mejoras de diseño y fabricación en el transcurso de 10 años hicieron que el número de perforaciones (orificios) que atraviesan el centro del disco aumentara de 100 a 1200. Ahora superan los 1500 en total.

Esos agujeros ayudan a disipar el calor generado al frenar, lo cual es crítico si consideramos que pueden llegar a trabajar a temperaturas de hasta 1000°C.

Los orificios se pueden ver más fácilmente en el extremo expuesto del disco, pero también se encuentran en el extremo interior del disco, donde se acoplan con la campana central.

Esa es otra área en la que los equipos y los fabricantes han trabajado insistentemente para encontrar un mayor rendimiento.

Sin embargo, Mercedes ha ido un paso más allá, contando con un grupo de salidas en forma de diamante incrustadas en la cara de la sección cónica de su campana de freno para ayudar con el enfriamiento y el rendimiento aerodinámico del conducto de freno.

Brembo F1 brake caliper detail

Brembo F1 brake caliper detail

Photo by: Brembo

Las propias pinzas de freno pesan alrededor de 2 kg, mucho menos que su equivalente en un coche de carretera.

Sin embargo, también se les dio un ¡tratamiento F1' cuando se trata de la refrigeración directa. Como puedes ver, la pinza tiene ventanas de enfriamiento específicas alojadas dentro del cuerpo, listas para recibir el flujo de aire recolectado en la entrada y entregado directamente por la tubería que está instalada dentro del conjunto del conducto de freno.

La ubicación de la pinza sigue siendo una decisión que también toma cada equipo según sus intereses: Red Bull coloca sus pinzas en una posición de cuando las manecillas de un reloj marcan las cuatro o las cinco en punto, mientras que Mercedes prefiere la posición más vertical de las tres en punto. Evidentemente, eso también influye en la ruta que deben seguir las tuberías de refrigeración.

Mercedes W12 brakes ducts open
Red Bull Racing RB16B brake drum detail

También verás que ambos tienen un tubo de derivación hacia la parte superior del ensamblaje que no tiene ningún propósito de refrigeración de los frenos.

Por su parte, ofrece una ruta para que tome parte del flujo de aire capturado por la entrada, para que influya en la turbulencia creada cuando el conjunto de la rueda y el neumático giran.

Obviamente, eso es asistido aún más por las otras estructuras de flujo de aire que se derraman fuera de la cara de la rueda, incluida la creada por el canal de cruce que está tallado en la cara frontal del tambor y abre el espacio entre el tambor y la llanta de la rueda para usar su influencia en el flujo de aire.

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Si bien los dos equipos TOP de la F1 tienen eso, está claro que usan diferentes perfiles de diseño dada la ubicación de sus pinzas de freno y la necesidad de combinarlas con los otros regímenes de flujo que se crean.

Red Bull también lo recubre con una superficie reflectante para ayudar a reducir la transferencia de calor del trabajo que realizan los frenos internos.

Como ves en la imagen de arriba, la ventana en la parte superior del tambor del RB16B está abierta, mostrando las diferentes opciones que los equipos tienen a su disposición según el circuito que visiten y el nivel de rechazo de calor que necesiten.

Red Bull Racing RB16B brake drum detail
Mercedes W12 brakes drums closed

Tanto Mercedes como Red Bull también siguen un camino diferente cuando se trata de recolectar el flujo de aire, ya que Red Bull empezó la temporada con una toma de entrada en forma de oreja más ancha, que recientemente han ajustado.

Por el contrario, Mercedes tiene una toma de entrada alargada que se ha invertido en comparación con su concepto de 2020. Tiene una entrada auxiliar más pequeña escondida entre las aletas montadas en la mitad inferior de la guía del conducto de freno.

La sección transversal general es probablemente muy similar, pero en el caso de Mercedes también vale la pena señalar que también captura parte de su flujo de aire en el espacio entre la guía del extremo y la pared lateral del neumático.

Mercedes W12 brakes drums comparison
Red Bull Racing RB16B front brake comparison

En la siguiente animación (el vídeo que aparece a continuación) podemos ver cómo Ferrari ha creado múltiples canales de flujo de aire apilando los elementos del tambor de freno uno encima del otro.

El primer canal de cruce indudablemente absorbe parte del calor rechazado por los frenos y lo filtra a través de la cara de la rueda, mientras que la segunda pieza de la carrocería del tambor tiene un canal abierto que expone el flujo de aire a la llanta a medida que gira alrededor del conjunto.

Eso se recoge en el perímetro exterior mediante una sección en forma de bucle del tambor que guía el flujo de aire hacia afuera a través de la cara de la rueda, a medida que las estructuras de flujo se combinan para ayudar a reducir la turbulencia creada por la rueda y el neumático.

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