Тонкощі гальмування: мотоцикли проти автомобілів

На папері ми маємо результати вимірювань, зроблених точними інструментами; на екрані комп’ютера кадри з відеозйомки. Оглядаючи їх, я не можу не відчути полегшення від того, що я був на мотоциклі, який стояв приблизно за три метри позаду автомобіля. Ми збираємося вирішити дискусію про те, чий гальмівний шлях коротший: у автомобіля чи мотоцикла. Для тих, хто на цьому завершує знайомство з результатами нашого унікального експерименту на Дмитрівському полігоні, підкреслю найголовніше: при екстреному гальмуванні автомобілі майже завжди зупиняються швидше! І ця інформація актуальна не тільки для мотоциклістів (принаймні, розсудливих), а й для водіїв.

Помилкове уявлення про те, що мотоцикли повинні гальмувати так само ефективно, як і прискорюватися (особливо на сухій гладкій поверхні), ймовірно, походить від їхньої вражаючої динаміки прискорення. Навіть, здавалося б, скромний BMW G 310 R з невибагливим одноциліндровим двигуном потужністю 34 кінських сили може досягти столітньої позначки всього за сім секунд! Отже, можна очікувати, що мотоцикли будуть так само вражаюче гальмувати, чи не так?

Тепер про тестовий трек. Чотириколісний контингент представляли BMW M4, Kia Stinger GT і BMW X3. Що стосується двоколісних автомобілів, у нас була різноманітна лінійка, починаючи від потужного туристичного круїзера BMW K 1600 Grand America і закінчуючи скромним родстером BMW G 310 R. Посередині було три мотоцикли для пригод (Honda Africa Twin Adventure Sports, BMW R 1200 GS і BMW R 1200 GS Rallye), а також спортбайк BMW S 1000 RR. Якщо взяти до уваги BMW GS Rallye, який був оснащений позашляховими шинами, наш вибір різних типів мотоциклів справді був досить повним.

Ми навмисно вибирали дороги, які не були ідеально гладкими, подібними до тих, які зустрічаються під час повсякденної їзди. Тиск у шинах встановлено відповідно до рекомендацій виробника. Під час гальмування ми імітували панічне натискання на педаль гальма (важіль переднього гальма та педаль заднього гальма для мотоциклів), доки не спрацює ABS і повністю зупиниться.

На ефективність гальмування мотоцикла впливає безліч факторів. Він починається із характеристик зчеплення шин та їхньої конструкції та поширюється на сили, моменти інерції, зміни стиснення вилки під час уповільнення, положення та рухи водія, конструкцію гальмівної системи та наявність ABS серед інших передових систем допомоги. Однак наш шеф-редактор, який пристрасно захоплюється мотоциклами, але невибагливо прискіпливий, наполягатиме на обговоренні таких понять, як «низька гальмівна сила» або, що ще гірше, «чим ширша шина, тим більша пляма контакту». Він негайно створив би аркуш паперу, вкритий векторами як уздовж, так і впоперек, і зайнявся невпинним пошуком обґрунтованої згоди щодо величини сили тертя на ділянці контакту шини з дорогою.

Коротше кажучи, чим довша колісна база і нижчий центр ваги, тим коротший гальмівний шлях. Це призводить до меншої кількості небажаних побічних ефектів під час інтенсивного уповільнення, таких як стоппі або ворушіння хвоста, до яких особливо чутливі спортивні мотоцикли з короткою колісною базою та накеди. Крім цього, є нюанси, які варто вивчити.

Професійні гонщики використовують концепцію, відому як «стиснення підвіски», щоб максимізувати зчеплення з поверхнею. Гонщики з різних гоночних серій «сплющують» передню вилку і моноамортизатор, щоб навантажувати обидва колеса, тим самим збільшуючи їх площу контакту. Хоча лінійні залежності визначають багато аспектів (сила тертя на ділянці контакту є добутком коефіцієнта тертя на вагу, що лежить на колесі), у контексті гальмування більша ділянка контакту є справді перевагою. Однак задовго до того, як передня шина втратить зчеплення, більшість мотоциклів з короткою колісною базою починають піднімати заднє колесо в повітря. Щоб затримати це явище, гонщики нахиляються якомога далі назад під час гальмування, зміщуючи центр ваги до заднього колеса. Тим не менш, ці стратегії поширені в професійних гонках на закритих трасах, де частки секунди мають значення. Але що відбувається на звичайних дорогах?

Усі чотириколісні транспортні засоби при швидкому сповільненні зі швидкості 100 км/год передбачувано показали діапазон результатів від 36,3 метра (BMW M4) до 39,1 метра (BMW X3). Звісно, ​​АБС ми не відключали, тим більше, що мотоцикли давно оснащені антиблокувальною системою. Насправді ABS є обов’язковою для всіх нових мотоциклів з двигуном понад 125 куб.см, які продаються в Європі з 2015 року. До речі, BMW була серед піонерів, представивши BMW K 100, серійну модель з ABS, ще в 1987 році!

Однак навіть досвідчені гонщики, як це видно в гонках вищого класу MotoGP, можуть зробити критичну помилку, заблокувавши переднє колесо – сценарій, який гарантує катастрофу, починаючи від відносно м’якого ковзання на землю до, за несприятливих обставин, гонщика запущено в небо. Важливо відзначити, що у водіїв з ABS також можуть виникати блокування передніх коліс. Якби ABS дозволили під час перегонів, можна з упевненістю сказати, що бажання натовпу отримати видовище та прибуткові мотиви організаторів і мовників призвели б до нових аварій.

До речі, блокувати заднє колесо теж вкрай небажано. Незважаючи на те, що це не завжди призводить до аварії, задня частина мотоцикла з «риб’ячим хвостом» далеко не є другом стабільності та скороченого гальмівного шляху.

Тепер давайте зосередимося на мотоциклах. Почну з кращого в нашій лінійці: здоровенний (364 кг при повному завантаженні) BMW K 1600 Grand America зупинився на найкоротшій дистанції – всього 42 метри. Примітно, що це не вимагало жодних компенсаційних чи захисних маневрів з мого боку. Майже неможливо змусити цей двоколісний лімузин стати стоппі, і ми можемо відзначити найдовшу (1618 мм) колісну базу серед наших випробуваних. Крім того, козир BMW тут — передня підвіска Duolever на «Великій Америці». Особливістю цього квазі-автомобільного дизайну є те, що незалежно від того, наскільки сильно ви гальмуєте, тенденція до підйому переднього колеса залишається мінімальною. Іншими словами, під час уповільнення немає поштовхів або нестабільності – мотоцикл залишається стабільним.

Наступним у нашому списку «гальмівників» є спортивний мотоцикл BMW S 1000 RR із гальмівним шляхом 42,5 метра, незважаючи на те, що він завантажений електронікою, схожою на високотехнологічне яблуко з усіма наворотами. Він може похвалитися динамічним контролем амортизації (DDC), автоматичним контролем курсової стійкості (ASC), динамічним контролем тяги (DTC) і інтелектуальним датчиком зношення гальмівних колодок від Bosch, інтегрованим із пов’язаною гальмівною системою. Ця система ініціює часткове застосування заднього гальма, коли натискається важіль переднього гальма. Варто відзначити, що однакова гальмівна система встановлена ​​на всіх «великих» BMW в нашому тесті, включаючи BMW K 1600 GA і двох «гусей» відповідно.

Повертаючись до нашої дискусії про мотоцикли, одна незаперечна істина залишається незаперечною: чим коротша колісна база, тим нестабільнішим стає мотоцикл під час інтенсивного гальмування – і тим більш очевидною є його схильність до перекидання.

Honda Africa Twin Adventure Sports, оснащений стандартною двоканальною системою ABS, надзвичайно довгим ходом підвіски, передніми та задніми гальмівними супортами, які залежать виключно від водія, а також переднім колесом діаметром 21 дюйм, яке майже нагадує колесо велосипеда. – чудово тримався. Дивно, але незважаючи на ці характеристики, він перевершив свого однокласника, BMW R 1200 GS, який має 19-дюймове переднє колесо з шириною профілю 120 мм. Варто нагадати, що, згідно з формальними формулами, площа плями контакту безпосередньо не залежить від ширини; замість цього він змінює форму та орієнтацію контактної ділянки, потенційно перерозподілюючи навантаження всередині неї, зберігаючи ту саму загальну площу. Що стосується «гусака», то варто відзначити, що, незважаючи на його насичену електронікою конфігурацію, схожу на його побратима на спортбайку, йому все одно потрібно було 45,4 метра, щоб повністю зупинитися.

Але, як мовиться, ви отримуєте те, за що платите. Africa Twin Adventure Sports від Honda підняла заднє колесо в повітря під час гальмування, тоді як BMW R 1200 GS залишався непохитним і стабільним завдяки фірмовій підвісці передніх коліс Telelever. Цікаво, що бюджетний BMW G 310 R, оснащений одним гальмівним диском (хоча і зі значним діаметром 300 мм) і чотирипоршневим радіальним супортом від Bybre (ліцензований продукт Brembo), зумів зупинитися зі 100 км/ h майже як вантажний потяг, долаючи значну відстань у 48,7 метрів. Однак важливо відзначити, що, згідно з розрахунками Подорожанського, маса істотно не впливає на рівняння, що описує максимальне уповільнення. Ця «індоєвропейська» модель, зібрана на заводі TVS в Індії, показала пристойну поведінку завдяки простій двоканальній ABS. Він не намагався втратити контроль, але ближчий розгляд результату показує…

Рухаючись далі, ми підходимо до «великого гусака» – BMW R 1200 GS Rallye, взутого в відносно «агресивні» позашляхові шини Michelin Anakee Wild, якому для зупинки знадобилося 49,9 метра. Пояснення цьому криється в особливостях поведінки протектора позашляхових шин на асфальті. Однак це супроводжується небажаним побічним ефектом: під час поворотів мотоцикл хитається, і ці коливання проявляються навіть на нахилах, які були б несуттєвими для дорожніх шин. Це ціна, яку платять за здатність долати бездоріжжя, і вагомий привід скоригувати стиль їзди на асфальті. Важливо пам’ятати, що всі ці похвальні гальмівні шляхи були підготовлені в контрольованих умовах, і в реальній надзвичайній ситуації ви повинні додати до цих дистанцій ще п’ять або навіть десять метрів.

Гальмівний шлях

Тепер давайте заглибимося в найважливіший аспект ABS. Якщо ця система справді допомагає скоротити гальмівний шлях, то це насамперед тому, що вона покращує стабільність під час уповільнення, тим самим зменшуючи ймовірність того, що процес гальмування (і, не дай боже, небезпечна для життя ситуація) покладається виключно на шини, а не на інші компоненти. дизайн мотоцикла та навички водія. Крім того, на нерівній дорозі ABS іноді може призвести до збільшення гальмівного шляху.

Але чи можу я, як мотоцикліст, перевершити гальмівні можливості хоча б кросовера BMW X3? Можливість існує, хоча це здебільшого гіпотетичний сценарій. Щоб досягти цього, нам знадобляться бездоганні умови асфальту, найдовша колісна база серед наших випробуваних – BMW K 1600 Grand America, і гоночні сліки, нагріті до оптимальної робочої температури, і все з вимкненою ABS. Навіть тоді будь-яке покращення гальмування буде незначним. Крім того, уявити такий сценарій у повсякденному житті власника крейсера виглядає надуманим. У нашому експерименті ми вимірювали гальмівний шлях BMW S 1000 RR зі швидкості 200 км/год. «Німецький» спортбайк весело підстрибував на нерівностях, намагаючись кинути виклик силі тяжіння, розгойдуючись задньою частиною та ледь не набравши швидкості на порятунок – зупинившись після карколомних 177 метрів!

Що стосується мотоциклів із коротшою колісною базою, які мають тенденцію виконувати зупинки, наш ретельний головний редактор наполягає на тому, що ймовірність досягнення інтенсивності гальмування, як у автомобіля, зростає зі зменшенням коефіцієнта тертя. Хочу додати, що це залишається малоймовірним через нові перешкоди, які створюють слизькі дороги, часто зриваючи будь-які спроби інтенсивного гальмування.

Але чи можете ви перевершити ABS на мотоциклі? Відповідь – так, але вона має значні застереження. Я кілька разів успішно виконував цей подвиг на іподромах. Однак для цього потрібні ідеальні умови, такі як розігріті гоночні сліки, незайманий асфальт і попередньо визначені точки на трасі, де я почав гальмувати. Крім того, я не зупинив мотоцикл повністю, а лише знизив швидкість перед входом у поворот. Ці умови дуже далекі від реальної їзди. Таким чином, на моєму KTM 990 SMT, де ABS можна зручно вимкнути одним натисканням кнопки, я зазвичай залишаю її ввімкненою. Що робити, якщо йде дощ, дорожнє покриття нерівне або інші учасники дорожнього руху роблять несподівані маневри? У всіх цих сценаріях ABS перевершить навички гальмування 99,9% мотоциклістів, незалежно від їхнього рівня досвіду.

Тепер давайте розглянемо сценарій, коли на мотоциклі взагалі відсутня ABS. У таких випадках доцільно «занурити» задню підвіску, застосувавши заднє гальмо з одночасним і плавним увімкненням важеля переднього гальма, переконавшись, що переднє колесо зависає на межі блокування. Цікаво, що ця порада справедлива навіть для мотоциклів, оснащених ABS. Однак власники вдосконалених мотоциклів із комбінованою гальмівною системою можуть керувати виключно важелем переднього гальма, а електронні системи керування беруть на себе відповідальність за решту. У майбутньому ці електронні системи можуть не лише визначати, як застосовувати гальма, але й приймати рішення щодо нашої траєкторії їзди. Поки це майбутнє не настане, вибір, купувати мотоцикл з ABS чи без неї, зводиться до простого запитання: чи маю я щастя та фізичне здоров’я, щоб дозволити собі мотоцикл без ABS?

Нюанси двоколісного ABS

Двоканальна ABS спирається на дані датчиків, які вимірюють кутову швидкість передніх і задніх коліс. Коли він виявляє різницю (що вказує на можливість блокування одного колеса), він модулює тиск у відповідному гальмівному контурі, зменшуючи, а потім збільшуючи його. Однак між автомобілями та мотоциклами є принципова різниця. Автомобілі, якщо вони взагалі нахиляються, роблять це лише злегка, і часто в протилежному напрямку від центру повороту. З іншого боку, мотоцикли завжди нахиляються під час повороту. У 2014 році австрійський виробник KTM у партнерстві з Bosch представив на KTM 1190 Adventure так звану систему АБС на поворотах, ставши піонером у цій технології. Люди з BMW наслідували цей приклад у 2015 році, назвавши свою версію «ABS Pro» (звичайно, за участю Bosch). Ці системи виходять за межі датчиків швидкості коліс, включаючи датчик нахилу. Вони не тільки визначають кут нахилу, але й аналізують дані про поздовжні та поперечні прискорення, положення дросельної заслінки, обрану передачу, режим роботи двигуна тощо. На основі цих даних вони вирішують, як розподілити навантаження між передніми та задніми гальмами в комбінованій гальмівній системі. Bosch стверджує, що ці рішення приймаються вражаюче 100 разів на секунду.

Продовжуючи, давайте дослідимо, як це виглядає на практиці в реальному світі. Коли я виводжу свій KTM 990 SMT на трасу, я часто виявляю, що звичайна ABS надто агресивно втручається під час поворотів. Він відпускає гальма задовго до досягнення справді критичних моментів, хоча й з деяким мимовільним випрямленням траєкторії. Однак, коли мова заходить про втручання ABS «на поворотах» на BMW S 1000 RR або KTM 1190, це майже непомітний досвід. Тим не менш, він творить чудеса, дозволяючи мені збільшити точки гальмування, не збільшуючи радіус повороту. Навіть під час найактивнішої фази гальмування я все ще зберігаю точний контроль над мотоциклом, дозволяючи мені змінювати його траєкторію та виконувати маневри, про які я раніше навіть не мріяв.

Захват правого пальця

Тепер давайте зануримося в одну з найбільш обговорюваних тем серед мотоциклістів: скільки пальців потрібно використовувати на важелі гальма – один, два чи, може, всі чотири? Відповідь проста: використовуйте стільки пальців, скільки необхідно для ефективного уповільнення вашого конкретного мотоцикла, забезпечуючи при цьому повний контроль над ручкою керма.

Автор: Володимир Здоров
Фото: Микита Колобанов

Це переклад. Ви можете прочитати оригінальну статтю тут: Точка невозврата: разбираемся в тонкостях торможения на мотоцикле и на автомобиле