Fórmula 1 / Prohibida la frenada asimétrica a partir de la carrera en Zandvoort. Pongámonos al día de cual es la tecnología que la posibilita.

Sin saber si se trata de una simple precaución o de una reacción a una zona gris en la que han caído uno o varios equipos ¿McLaren?, la FIA ha decidido, a partir de la próxima competencia del Grand Prix de los Píses Bajos, prohibir una fuerza de frenado asimétrica. sobre las ruedas del mismo eje.

Conocíamos la distribución de los frenos delantero-trasero, pero no el izquierdo-derecho. Ahora tendremos que imaginarnos la gama de posibilidades que brinda poder utilizar una frenada variable izquierda-derecha-delantera-detrás. 

Regularmente, durante la temporada, la FIA actualiza su reglamento deportivo y técnico en la F1. Esto es lo que hizo el miércoles 31 de julio, modificando sus textos para la carrera prevista en Zandvoort, del 23 al 25 de agosto.

Entre las novedades, ha llamado especialmente la atención una: el artículo 11.1.2 relativo al sistema de frenado. “El sistema de frenos debe diseñarse de manera que, en cada circuito, las fuerzas aplicadas a las pastillas de freno sean de igual magnitud y actúen en pares opuestos sobre un disco de freno determinado. Queda prohibido cualquier sistema o mecanismo que pueda producir de forma sistemática o intencionada pares de frenado asimétricos para un eje determinado".

Los Fórmula 1, como cualquier auto de carreras sin ABS, pueden ajustar el equilibrio de frenada entre los ejes delantero y trasero, permitiendo a los conductores asignar más o menos capacidad de desaceleración a uno de los dos ejes. Esto permite cambiar el comportamiento en función del estado de la pista (temperatura, lluvia, etc.), del desgaste de la mezcla de gomas más o menos adherente de los neumáticos, del llenado del depósito de combustible, etc.

¿Le gustaría a la FIA evitar el regreso del “freno de dirección” de McLaren? En 1997, el equipo inglés encontró una solución innovadora para garantizar que una rueda del mismo eje pudiera frenar más que la otra, especialmente en la parte trasera, incluso en las curvas en las que los conductores debían pisar el acelerador. La ventaja era obvia: al reducir la rotación de la rueda trasera interior, permitía que el coche girara mejor, aumentando la velocidad en las curvas y reduciendo naturalmente el subviraje.

Este frenado también ayudó a pegar el difusor a la pista, como si tirar del freno de mano de su automóvil comprimiera los amortiguadores traseros. Por lo tanto, en la F1 moderna, parece que algunos equipos también han implementado el frenado de izquierda a derecha, dependiendo de los circuitos, lo que es particularmente eficiente.

Pensamos en particular en Austria, que casi sólo gira a la derecha y donde los McLaren eran estratosféricos. O en circuitos con curvas muy grandes y rápidas como Barcelona, ​​Silverstone o Spa, tantas carreras donde Mercedes subió de jerarquía y Ferrari cayó. ¿Solo coincidencia?

Para ir rápido, un coche de Fórmula 1, paradójicamente, debe frenar bien... Expliquemos el brake-by-wire que actualmente se usa y que permitiría el frenado asimétrico.

A diferencia del pedal del acelerador electrónico que existe desde 1992, el pedal del freno ha permanecido durante mucho tiempo vinculado mecánicamente a los discos delanteros y traseros. Si este sigue siendo el caso para el frenado delantero, ya no lo es para el frenado con la rueda trasera. Cuando el conductor pisa el pedal, ya no son sólo los frenos los que frenan el coche: interviene la recuperación de energía, como un freno motor mucho más potente.

El pedal del freno está conectado a dos cilindros maestros (uno para la parte delantera y otro para la trasera), responsables de regular la presión del líquido de frenos. Esquemáticamente, el cilindro maestro convierte la fuerza mecánica aplicada por el conductor sobre el pedal en presión hidráulica, poniendo el líquido de frenos bajo presión (el líquido, encerrado, que resiste la compresión).

Hasta aquí todo bien...pero a partir de 2009, al sistema de frenado tradicional se le añadió un sistema de recuperación de energía de frenado. Acoplado al cigüeñal del motor, un motor/generador desacelera el automóvil aplicando resistencia al eje de transmisión. Hasta 2013, el KERS tenía una potencia media (alrededor de 60 kW durante 6,66 segundos, con un límite de recuperación de 0,4 MJ/rev): dada la –relativamente– pequeña cantidad de energía recuperada, el piloto podía modificar manualmente la distribución entre la frenada convencional y la frenado producido por KERS, mediante un dial en el volante.

En 2014, la normativa técnica duplicó la potencia del sistema de restitución de energía cinética durante la frenada (ahora denominado “MGU-K”): 120 kW con un límite de recuperación de 2MJ/rev. En consecuencia, la dosificación entre la frenada convencional y la frenada accionada por el MGU-K debe ajustarse constantemente ya que la resistencia aplicada al eje de transmisión varía en cada momento en función del nivel de carga de la batería y de los umbrales de recuperación que marca la normativa.

El piloto ahora ya tiene mucho que hacer para domar su máquina y la potencia del par inverso es considerable, la normativa prevé que el control de esta distribución sea accionado por software, para garantizar una frenada estable y segura.

Se trata, pues, de una unidad electrónica que calcula la presión adecuada a aplicar sobre los discos, en función de la presión solicitada por el conductor, la cantidad de energía que debe recuperar el MGU-K al frenar y el nivel de carga de la batería.

En la parte trasera, la conexión entre el pedal y el circuito de frenado ya no es mecánica, sino que pasa por un sensor, dos bombas hidráulicas (en lugar de una sola) y la ECU, la unidad electrónica de serie, fabricada por McLaren Electronics.

Todo comienza con el pedal del freno, que controla dos cilindros maestros. Si el que controla el eje delantero siempre está directamente vinculado a los discos, el cilindro maestro trasero, por su parte, está conectado a un sensor de presión. Este sensor mide la presión ejercida por el pie del conductor sobre el pedal del freno y la transmite a la ECU. Este recibe otra información en tiempo real: la cantidad de energía que el piloto pide que recupere el MGU-K para recargar la batería (a través de un dial en el volante, con diez posiciones, regulado según las instrucciones dadas por radio por el ingeniero de carrera).

Estas dos señales son combinadas y analizadas por el sistema electrónico central, que tendrá esto en cuenta para definir la presión exacta a aplicar sobre los discos de freno. Esta presión es generada por una bomba hidráulica y dosificada a través de una válvula hidráulica, situada en la parte trasera del coche, cerca de las ruedas. En pocas palabras, el frenado electrónico reduce la presión ejercida sobre los discos y la compensa con la resistencia producida por la marcha atrás del eje de la hélice, que impulsa al MGU-K.

En general, el inicio de la frenada lo proporcionan principalmente los discos y luego se compensa progresivamente con el par inverso producido por la fuente de alimentación MGU-K según varios parámetros: la cantidad de energía fijada por la normativa (máximo: 2 MJ/vuelta ), la cantidad de energía necesaria para recargar la batería, la temperatura de los frenos y la distribución de frenada delantera/trasera establecida por el conductor para obtener una frenada estable y un cierto registro del coche al entrar en una curva. Al frenar, los parámetros se actualizan constantemente y la válvula hidráulica funciona continuamente. Sencillo sobre el papel, el sistema requiere sin embargo un desarrollo sofisticado.

Dado que la frenada trasera convencional ya no tiene por qué ser tan potente como antes (ya que está asistida por recuperación de energía), algunos equipos han aprovechado para reducir el tamaño y el peso de pinzas y discos. Mercedes, Red Bull, McLaren, Williams y Sauber, entre otros, han abandonado las pinzas de seis pistones en favor de sólo pinzas de cuatro pistones.

En caso de fallo del MGU-K, se espera que un segundo circuito hidráulico se haga cargo. La infradimensión de los discos, sin embargo, impide milagros (como vimos en Sakhir, pero también en Montreal el año pasado, cuando los discos de Hamilton se rompieron debido a la parada del MGU-K, tras un fallo electrónico).

Explicado esto es fácil imaginar que con un software adecuado puede ser relativamente sencillo lograr la frenada asimétrica ya tal vez utilizada por ciertos equipos y que la FIA ahora quiere legislar.

Héctor Daniel Oudkerk (Diario Automotor)