Il pedale cambia tutto: i segreti della pompa freno di F1

Bastano pochi decimi di millimetro per cambiare la risposta di una monoposto in frenata. Dietro al pedale si trova infatti un sistema compatto ma sofisticato, progettato per generare pressione, mantenere il controllo dell’auto anche in caso di guasto e limitare ogni dispersione di energia. La pompa freno è uno degli elementi meno visibili della Formula 1, ma concentra molte delle esigenze più delicate dell’ingegneria moderna.

La sicurezza parte da due circuiti

Quando il pilota preme il pedale, la pompa trasforma il movimento in pressione idraulica e aziona le pinze, portando le pastiglie contro i dischi in carbonio. Le monoposto dispongono di due circuiti separati, uno per l’asse anteriore e uno per quello posteriore: se uno smette di funzionare, l’altro deve comunque consentire alla vettura di fermarsi.

La soluzione osservata sul componente fornito da Brembo prevede un’attivazione sui due lati, così da contenere gli ingombri. Il pedale agisce sul circuito anteriore, mentre l’estremità opposta è vincolata al telaio e può intervenire su quello posteriore. In condizioni normali, però, la seconda camera resta inattiva: entra in gioco soltanto se il sistema elettromeccanico del retrotreno, il Brake-by-wire, non è più disponibile.

Il ruolo decisivo del Brake-by-wire

Durante il normale funzionamento, il Brake-by-wire gestisce la frenata posteriore combinando la richiesta del pilota con il recupero di energia e l’azione del freno motore. I sensori rilevano le pressioni nelle camere della pompa, ma il calcolo richiede anche le temperature dei dischi e una mappa dell’attrito. Il sistema determina così quanta pressione applicare dietro per ottenere la ripartizione impostata dal pilota attraverso i comandi sul volante.

Andrea Algeri, responsabile Clienti F1 di Brembo Racing, ha spiegato che oggi diverse squadre sviluppano internamente il proprio sistema, anche per ragioni legate al limite di spesa e all’integrazione con la monoposto. Il dispositivo può trovarsi vicino o all’interno del cambio e, in alcune configurazioni, sfrutta l’impianto idraulico del motore.

Se l’alimentazione viene meno, una valvola interrompe il collegamento del Brake-by-wire con le pinze posteriori e trasferisce alla pompa il compito di azionare quel circuito. La vettura rimane arrestabile, ma il pedale diventa molto più lungo: secondo Algeri, il pilota può effettuare soltanto poche frenate prima di rientrare ai box. Le pompe di un tempo erano dimensionate per garantire maggiore autonomia in questa situazione, ma peso e ingombro rendevano la scelta poco conveniente rispetto all’affidabilità raggiunta dai sistemi attuali.

Tre decimi per creare pressione

La pompa è collegata a un serbatoio che compensa il consumo progressivo di pastiglie e dischi. Il fluido aggiuntivo permette ai pistoni di coprire l’usura senza modificare la corsa percepita dal pilota. Prima che inizi la costruzione della pressione, il pistone deve però chiudere il passaggio tra serbatoio e camera: questa fase viene definita corsa morta e misura appena 0,3 millimetri all’interno della pompa, equivalenti a pochi millimetri sul pedale.

La rigidità della risposta è particolarmente importante per chi guida. Poiché nell’uso ordinario lavora soprattutto la sezione anteriore, il pedale mantiene una sensazione più solida e precisa. In caso di emergenza, invece, il volume necessario ad alimentare anche il circuito posteriore allunga sensibilmente la corsa.

Meno attrito, più rendimento

La frenata deve essere efficace, ma l’impianto non deve continuare a sfregare quando il pilota ha rilasciato il pedale. Per questo le squadre cercano di separare il più possibile pastiglie e dischi, riducendo la resistenza residua e preservando energia durante le accelerazioni. All’interno delle pinze, molle torsionali e leveraggi aiutano a riportare le pastiglie lontano dal disco.

Le forze laterali possono però far rientrare i pistoni nella pinza. Il fenomeno, noto come knock-off, è particolarmente probabile sui tracciati caratterizzati da forti scuotimenti, come Silverstone e il Qatar: alla curva successiva il pilota può ritrovarsi con una corsa del pedale maggiore. Per contrastarlo, Brembo ha inserito nelle pompe, negli ultimi due anni, valvole unidirezionali che limitano il ritorno del fluido e impediscono ai pistoni di arretrare oltre il necessario.

Migliaia di cicli al banco

La ricerca della prestazione procede insieme alle verifiche di affidabilità, indispensabili per un organo che incide direttamente sulla sicurezza. Le pompe vengono sottoposte a prove ripetute con pressioni comprese tra 200 e 220 bar per migliaia di cicli; quando previsto, il programma include anche una prova di scoppio a valori superiori.

I banchi di prova misurano sia la rapidità con cui la pompa genera pressione sia la lunghezza della corsa. Le verifiche possono inoltre arrivare a centinaia di migliaia di azionamenti, così da riprodurre l’impiego in gara e individuare eventuali cedimenti prima che il componente venga montato sulla monoposto.