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刹到通红的碳碟,用制动数据看MotoGP与F1的分别

作者:哈罗摩托  2022-4-20 8:41:00

早在千禧年之前,碳基复合材料制的前刹车碟(Carbon - Ceramic,碳基陶瓷复合,以下简称为碳纤维刹车碟)就已经出现在 WGP 的赛场,但在 2017 年之前,受制于材料、工艺等技术,特别是碳基材料的特性(至少需要达到摄氏 250 度,才可以保证良好而且稳定的摩擦系数),雨天之下的湿地比赛,主要仍是采用钢制的刹车碟。


随着在技术上的突破,在 2017 年之后的比赛里,无论是干地还是湿地条件,碳纤维前刹车碟都成为了 MotoGP 级别比赛中的主角,最近的一场、是三月份在印尼进行的第二站比赛,倾盆大雨之下出战的 MotoGP 级别全部赛车,都使用碳纤维前刹车碟。


下面的描述,摘录并编译自 Brembo 布博的官方文献:


实际上要充分利用碳纤维前刹车碟的效能、需要高超的技巧,因为在比赛的第一圈,碳纤维前刹车碟的温度低于最佳工作温度。为了改善这个暂时的问题,车手都必须提前使用刹车系统,比平时早一点进行刹车动作、以提高碳纤维前刹车碟的温度。这也是为何每一场比赛的第 1 圈,圈速总是要比此后的速度慢几秒的原因之一(轮胎温度、人多车多,也是原因)。


与钢制刹车碟相比,碳纤维前刹车碟的温度一旦超过了摄氏 250 度,摩擦系数就会稳定下来,并能够持续承受摄氏 1000 度以上的高温(溶点在摄氏 3000 度以上)而不会降低稳定性。而钢制的刹车碟,长时间(MotoGP 级别的赛程是 100 公里以上)承受高温之下,到比赛的末段,会出现性能下降的可能;此外,在重刹的时候,碳纤维前刹车碟受到的摩擦扭矩(注:摩擦扭矩也称之为摩擦力矩,车手向前轮施加刹车时,车轮和地面之间摩擦所产生的力矩)的影响要比钢制刹车碟低得多,从而提高了车手对前轮控制的能力。


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众所周知的是,碟式刹车的基本原理就是把动能转化为热能。在快速地将动能转化为热能的过程中,碳纤维前刹车碟在瞬间就可能达到摄氏 1000 度以上,而比赛在夜间进行的 MotoGP 卡塔尔站,在多个弯角就可以清晰地把温度、摩擦系数这些相对抽象的东西,直观地表现出来:被 “ 烧 ” 得通红的碳纤维前刹车碟。


下面的图片,2022' MotoGP 卡塔尔站的比赛现场(资料图片)。


MotoGP 的赛车与一级方程式的赛车相比,究竟哪个快一点,是一个 “ 关公战秦琼 ” 的热门话题之一。基本的论点是,跑极速、与路面物理接触面积小得多的两轮赛车会快一些,跑圈的话、有着更好稳定性且与路面物理接触面积更大的四轮赛车,会有更快的圈速数字。


看看下面两张图片、Brembo 布博发布的卡塔尔赛道,MotoGP 与一级方程式的数据对比,我们可以发现这两个不同类型的赛车,一些更直观、具体的差异:


1、最佳圈速记录,MotoGP 是 1 分 52.772 秒,而一级方程式则是 1 分 20.827 秒;


2、全场最高速度的 T1(1 号弯),MotoGP 赛车在刹车点之前的最高极速是 346 km/h,而一级方程式赛车是 315 km/h;


3、同样是 T1,完成刹车之后的速度,MotoGP 赛车下降到只有 98 km/h,而一级方程式赛车还保持着 208 km/h;


5、在 T1 使用刹车系统的时长,MotoGP 赛车用了 4.9 秒,而一级方程式赛车仅用了 1.14 秒;


6、两个不同类型赛车之间、如此之大的圈速时间差异,透过解读 T1 的刹车数据可以看出,四轮赛车在进、出弯,要比两轮赛车快得多。


下面图片中,未标注英文的中文翻译对照:


Initial speed:刹车前的初始速度。


Final speed:完成刹车之后的最终速度。


Stopping dissstance:刹车所用的距离。


Braking time:刹车操作所用的时间。


Maximum deceleration:最大减速度。


Max force on lever:制动操纵杆上的最大作用力。


下面的图片,Brembo 布博卡塔尔罗塞(Lusail)赛道,MotoGP 和一级方程式的制动数据(来源:Brembo)。



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