Eugenio Gandolfi et Kevin Cameron
Brembo MotoGP Ingénieur> Pour moi, le plus grand avantage d'être aux courses est que les plus hautes technologies y sont exposées, souvent assistées par les ingénieurs mêmes qui les ont créées. L'été dernier au Grand Prix d'Indianapolis, j'ai eu l'extraordinaire privilège d'un tutoriel privé sur les freins de moto GP, donné par l'ingénieur vétéran Brembo Eugenio Gandolfi.
Ce que nous voyons sur la piste, ou lorsque nous marchons dans les garages, le noir mat des disques carbone-carbone et la mystérieuse lueur et les courbes organiques des étriers Monoblocco , qui sont chacun usinés à partir d'un seul forgeage en alliage aluminium-lithium 8090, un matériau à la fois plus léger et plus rigide que les alliages d'aluminium habituels.
Les étriers étaient fabriqués en deux parties boulonnées ensemble après usinages de leurs alésages de piston. Mais ces étriers en deux parties manquent de la rigidité d'une seule pièce, et le manque de rigidité rapproche le levier de la main de la barre. Brembo a créé une machine capable d'atteindre l'épaisseur d'un étrier monobloc pour effectuer l'usinage nécessaire.
Parce que cette opération semble impossible à première vue, la réponse initiale de l'industrie à l'étrier Monobloc était de dire: «Vous êtes une bande de fous! "Quand de tels étriers apparurent sur Ducatis, les sceptiques semblaient perplexes. "Cela fonctionne?" Il a clairement travaillé très bien. Maintenant, les étriers Monobloc sont la norme de haute performance de l'industrie.
Un étrier Brembo GP commence avec un forgeage pesant près de 5 livres. Ceci est inventé à près de la forme nette, largement usiné, y compris les alésages de piston, puis percés en angle pour joindre tous les alésages de piston dans un circuit hydraulique commun. La surface est lissée et plaquée. Le corps de l'étrier fini pèse un peu moins d'une livre. Les étriers du "légendaire" Yamaha TZ750 pesaient 4½ livres!
Quand j'ai regardé la forme complexe de l'étrier, j'ai voulu connaître son origine. On m'a donné la phrase merveilleuse "optimisation topologique." Un programme est écrit qui cherche une suite d'objectifs pondérés dans la forme finie. Le programme fait un changement à la forme tridimensionnelle et, à travers l'analyse par éléments finis (FEA), il évalue si ce changement se rapproche ou s'éloigne d'un optimum. Grâce à de nombreuses itérations, le programme fonctionne de façon récursive vers un meilleur résultat.
Les purgeurs de purge pour éliminer l'air compressible du système étaient autrefois une affaire compliquée d'ouverture d'une soupape de purge sur l'étrier, serrant soigneusement le levier pour déplacer le liquide et puis fermeture rapide de la vanne de purge dès l'apparition d'un fluide solide, exempt de bulles. Sur les étriers GP de Brembo, la fonction de purge utilise un connecteur à sec pour éviter toute fuite (oui, le liquide de frein élimine toujours la peinture!) Et il n'est pas nécessaire de serrer et desserrer une vis de purge. Les connecteurs à rupture de pont permettent depuis des années de glisser rapidement sur des étriers déjà équipés de plaquettes de pluie cliquez .
Gandolfi a extrait un disque carbone-carbone de une boîte et me l'a tendue. Du carbone s'est détaché de mes doigts comme si j'avais manipulé des mines de crayon. Le carbone-carbone est constitué de fibres de carbone ultra-solides dans une matrice de carbone amorphe. Le carbone amorphe s'use en service, laissant les fibres de carbone qui donnent au disque sa force un peu fier. C'est la friction fibre-fibre entre le disque et les plaquettes qui génère la force d'arrêt.
En 1997, un disque de carbone coûtait 4 000 $ et un jeu de quatre plaquettes de 2 000 $. Les coureurs constatent que les nouvelles plaquettes adhèrent mieux et offrent une meilleure contrôlabilité, alors ils préfèrent de nouvelles plaquettes pour chaque pratique. Le carbone est bon marché (combien coûte un sac de briquettes de barbecue?) Mais les pièces en carbone-carbone sont coûteuses car leur fabrication nécessite des cycles longs et répétés dans des fours à haute température et à atmosphère contrôlée. Pourquoi ce matériau exotique? Parce qu'il reste un solide fonctionnel à une température qui fait fondre les disques métalliques.
Les disques en carbone-carbone ont une épaisseur de 8 mm et sont fabriqués en deux poids différents. Les disques plus légers sont utilisés sur les circuits avec une intensité de freinage moyenne et les plus lourds sur les circuits qui envoient plus d'énergie dans le système de freinage.
En pluie - ou en Superbike, qui exige des disques métalliques - des disques en acier doivent être utilisés. À l'époque où l'amiante était toujours légal en tant que composant du matériau de friction, les disques de fer donnaient un effet de freinage maximal; mais avec le passage des plaquettes de frein organiques renforcées d'amiante à la céramique-métallique, l'acier est le choix. Quand j'ai posé des questions sur les points durs qui se formaient sur les disques, générant un "coup de poing" au niveau du levier, on m'a dit que c'était un acier qui ne durcissait pas. Elle est fabriquée uniquement au Japon.
La hauteur du levier est essentielle en course, donc tout ce qui maintient le levier haut et loin de la barre est précieux, non seulement pour garder le pilote en sécurité, mais aussi pour donner confiance. La force des cristaux d'aluminium est directionnelle, et forger le métal aligne ces cristaux pour produire une force incroyable dans une direction désirée.
Beaucoup de sophistication va dans le maître cylindre, où une préoccupation majeure est "coup inefficace", qui est la distance doit tirer le levier pour obtenir un effet de freinage. Lorsque la pression hydraulique augmente, une certaine hauteur de levier est perdue par rapport à la flexion de l'étrier (ce qui explique pourquoi les fabricants travaillent dur pour la réduire) et d'autres à l'expansion des lignes. Plus de voyage est utilisé dans le processus simple de couvrir le port de retour. Il s'agit généralement d'un trou d'un demi-millimètre dans la paroi de l'alésage du maître-cylindre qui est exposé, directement sur le bord du piston, lorsque vous relâchez le levier. Il est là 1) de sorte que la dilatation du fluide dans l'étrier ne puisse pas appliquer les freins; et 2) fournir du fluide d'appoint à partir du réservoir au besoin. La fermeture de ce trou nécessite 0,7 mm de mouvement de piston, ce qui se traduit par plusieurs millimètres de mouvement de levier gaspillé. Pour éliminer cela et permettre une «récupération» plus rapide (ce que Casey Stoner a dû faire à Twin Ring Motegi quand un patin a renversé ses plaquettes de frein), Brembo utilise à la place une «valve à champignon». Le maître-cylindre, comme Stoner devait le faire, peut prendre 1,4 secondes. La plus grande surface de la valve à champignon réduit cela à 0,2 seconde.
Juste les détails? Les freins sont le système de sécurité primaire du motocycliste, qui permet une dissipation contrôlée de l'énergie cinétique de la vitesse. La vérité centrale du freinage est que l'énergie cinétique d'un objet en mouvement (moi, par exemple!) Est la moitié de sa masse multipliée par le carré de sa vitesse. Lorsque vous augmentez votre vitesse de 40%, vous doublez la quantité de chaleur que vos freins doivent absorber en s'arrêtant
Pour toute personne qui roule une moto, c'est une information utile.
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