煞車的複雜性:摩托車與汽車
纸上是精密仪器测量的结果,电脑屏幕上是视频拍摄的画面。当我查看这些画面时,我不禁感到很欣慰,因为我骑在摩托车上,位于汽车后方约三米处。我们即将解决谁的制动距离更短的争论:汽车还是摩托车。对于那些在德米特罗夫测试赛道上看到我们独特实验结果的人,让我强调最重要的一点:在紧急制动情况下,汽车几乎总是能更快地停下来!而且这种见解不仅适用于摩托车手(至少是明智的摩托车手),也适用于汽车驾驶员。
人们误以为摩托车应该像加速一样有效地减速(尤其是在干燥、光滑的路面上),这可能源于它们令人印象深刻的加速动力。即使是一辆看似不起眼的宝马 G 310 R,配备了不起眼的 34 马力单缸发动机,也能在短短七秒内达到百公里加速!所以,人们可能认为摩托车的刹车同样令人印象深刻,对吧?
现在,谈谈测试赛道。代表四轮队伍的是宝马 M4、起亚 Stinger GT 和宝马 X3。在两轮车方面,我们有各种各样的阵容,从大型巡洋舰宝马 K 1600 Grand America 到低调的敞篷跑车宝马 G 310 R。中间有三辆探险旅行车(本田 Africa Twin Adventure Sports、宝马 R 1200 GS 和宝马 R 1200 GS Rallye),以及运动型摩托车宝马 S 1000 RR。如果我们考虑到配备越野轮胎的宝马 GS Rallye,我们对不同摩托车类型的选择确实相当全面。
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我们特意选择了并非完全平坦的道路,与日常骑行中遇到的道路类似。轮胎压力根据制造商的建议进行设置。在制动过程中,我们模拟紧急踩下制动踏板(摩托车的前制动杆和后制动踏板),直到 ABS 启动并完全停下来。
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摩托车制动的有效性受多种因素影响。首先是轮胎的抓地力特性及其构造,然后是力、惯性矩、减速过程中前叉压缩的变化、骑手的姿势和动作、制动系统设计以及 ABS 的存在,以及其他高级辅助系统。然而,我们的主编对摩托车充满热情,但又一丝不苟,他坚持讨论“低制动力”等概念,或者更糟的是“轮胎越宽,接触面越大”。他会迅速拿出一张纸,上面写满了纵向和横向的矢量,并坚持不懈地寻求关于轮胎与道路接触面的摩擦力大小的合理一致。
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简而言之,轴距越长、重心越低,制动距离就越短。这样,在急减速时,不良副作用(如刹车或尾部摆动)就会减少,而轴距较短的运动型摩托车和裸车尤其容易出现此类问题。除此之外,还有一些细微差别值得探索。
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专业赛车手采用一种称为“压缩悬架”的概念来最大限度地提高与地面的牵引力。来自不同赛车系列的赛车手“压扁”前叉和单震以加载两个车轮,从而增加其接触面。虽然线性关系定义了许多方面(接触面中的摩擦力是摩擦系数与车轮上重量的乘积),但在制动的情况下,更大的接触面确实是一种优势。然而,早在前轮失去抓地力之前,大多数短轴距摩托车就开始将后轮抬到空中。为了延迟这种情况的发生,赛车手在制动时尽可能向后倾斜,将重心移向后轮。尽管如此,这些策略在封闭赛道上的专业赛车中很普遍,几分之一秒就会产生很大的差异。但在普通道路上会发生什么呢?
所有四轮车辆在从 100 公里/小时的速度快速减速时,都会产生一系列结果,范围从 36.3 米(宝马 M4)到 39.1 米(宝马 X3)。当然,我们并没有禁用 ABS,尤其是因为摩托车早已配备了防抱死制动系统。事实上,自 2015 年以来,在欧洲销售的所有排量大于 125 cc 的新摩托车都必须配备 ABS。顺便说一句,宝马是先驱之一,早在 1987 年就推出了配备 ABS 的量产车型宝马 K 100!
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然而,即使是经验丰富的车手,就像在顶级 MotoGP 比赛中看到的那样,也可能犯下锁定前轮的严重错误——这种情况必然会导致灾难,从相对平稳地滑落到地面,到在不幸的情况下被弹到空中。值得注意的是,使用 ABS 的车手也可能会遇到前轮锁定的情况。如果允许在比赛中使用 ABS,可以肯定地说,观众对奇观的渴望以及赛事组织者和广播公司的营利动机可能会导致更多的撞车事故。
顺便说一句,锁定后轮也是非常不可取的。虽然它并不总是会导致撞车,但摩托车的甩尾后端对稳定性和缩短制动距离来说远非好事。
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现在,让我们将焦点转移到摩托车上。我将从我们阵容中表现最好的摩托车开始:重量级(满载 364 公斤)的 BMW K 1600 Grand America 在最短距离内停了下来——仅 42 米。值得注意的是,它不需要我采取任何补偿或防御动作。几乎不可能让这辆两轮豪华轿车停下来,我们可以将这归功于我们测试对象中最长的轴距(1618 毫米)。此外,BMW 的王牌是“Big America”上的 Duolever 前悬架。这种准汽车设计的突出特点是,无论您如何猛踩刹车,前轮抬起的趋势都保持最小。换句话说,在减速过程中,不会出现颠簸或不稳定——摩托车保持绝对稳定。
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在我们的“制动性能”榜单上,接下来要介绍的是 BMW S 1000 RR 运动型摩托车,尽管它搭载的电子设备就像一个高科技苹果,功能齐全,但制动距离为 42.5 米。它拥有动态阻尼控制 (DDC)、自动稳定控制 (ASC)、动态牵引力控制 (DTC) 和博世智能刹车片磨损传感器,所有这些都集成在一个联动制动系统中。当按下前制动杆时,该系统会启动部分后制动应用。值得注意的是,我们测试的所有“大型”BMW 都安装了相同的制动系统,包括 BMW K 1600 GA 和这两辆“鹅”。
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回到我们对摩托车的讨论,一个不容否认的事实是:轴距越短,摩托车在紧急制动时就越不稳定,而且其翻倒的趋势就越明显。
本田 Africa Twin Adventure Sports 配备标准双通道 ABS、超长悬架行程、完全依赖骑手输入的前后制动卡钳以及直径 21 英寸的前轮(几乎让人想起自行车车轮),其抓地力令人钦佩。令人惊讶的是,尽管具有这些特点,它的表现仍优于其同级车型 BMW R 1200 GS,后者配备 19 英寸前轮,轮廓宽度为 120 毫米。值得回顾的是,根据正式公式,接触面面积不直接受宽度影响;相反,它会改变接触面的形状和方向,从而可能在保持相同总面积的同时重新分配其中的负载。至于“鹅”,值得注意的是,尽管它的电子设备配置与运动型摩托车相似,但它仍然需要 45.4 米才能完全停下来。
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但俗话说,一分钱一分货。本田的 Africa Twin Adventure Sports 在制动时将后轮抬到空中,而 BMW R 1200 GS 则保持稳固和稳定,这要归功于其标志性的 Telelever 前轮悬架。有趣的是,经济实惠的 BMW G 310 R 配备了单个制动盘(尽管直径相当大,为 300 毫米)和 Bybre 的四活塞径向卡钳(Brembo 的授权产品),几乎像货运列车一样从 100 公里/小时的速度停下来,行驶了 48.7 米的相当长的距离。然而,值得注意的是,根据 Podorozhansky 的计算,质量不会显著影响描述最大减速度的方程。这款“印度-欧洲”车型在印度 TVS 工厂组装,凭借其简单的双通道 ABS 表现出不错的表现。它没有试图失去控制,但仔细观察结果就会发现…
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接下来,我们来看看“大鹅”——宝马 R 1200 GS Rallye,它配备了相对“激进”的越野米其林 Anakee Wild 轮胎,需要 49.9 米才能停下来。这背后的原因在于越野轮胎胎面在沥青路面上的表现。然而,这带来了一个不受欢迎的副作用:在转弯时,摩托车会出现抖动,而且这些抖动甚至在倾斜时也会出现,而这对于公路轮胎来说无关紧要。这是征服越野地形的能力所付出的代价,也是在沥青路面上调整骑行风格的重要原因。重要的是要记住,所有这些值得称赞的制动距离都是在受控条件下准备的,在真正的紧急情况下,您应该在这些距离上再增加五米甚至十米。
制动距离
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现在,让我们深入研究 ABS 的一个关键方面。如果该系统确实有助于减少制动距离,那主要是因为它增强了减速时的稳定性,从而降低了制动过程(以及危及生命的情况)仅依赖于轮胎而不是摩托车设计的其他部件和骑手技能的可能性。此外,在崎岖的路面上,ABS 有时会导致制动距离增加。
但是,作为一名摩托车骑手,我的制动能力能否超越至少 BMW X3 跨界车?这种可能性是存在的,尽管这在很大程度上是一个假设的情景。要实现这一点,我们需要完美的沥青条件、我们测试对象中最长的轴距——BMW K 1600 Grand America,以及预热到最佳工作温度的赛车光头胎,所有这些都关闭 ABS。即便如此,制动方面的任何改进都可能是微不足道的。此外,在巡洋舰车主的日常生活中设想这样的场景似乎有些牵强。在我们的实验中,我们测量了 BMW S 1000 RR 在 200 公里/小时的速度下的制动距离。这辆“德国”运动型摩托车在崎岖不平的路面上欢快地弹跳着,试图克服重力,摇晃着车尾,几乎达到了逃逸速度——在令人生畏的 177 米后停了下来!
至于轴距较短、容易停车的摩托车,我们一丝不苟的主编坚持认为,随着摩擦系数的降低,实现与汽车一样的制动强度的可能性会增加。我想补充一点,这种情况仍然不太可能发生,因为湿滑的道路会带来新的障碍,通常会阻碍任何强力制动的尝试。
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但是,摩托车的 ABS 性能能否超越它呢?答案是肯定的,但需要注意一些重要事项。我曾多次在赛道上成功完成这一壮举。但是,这需要理想的条件,例如预热过的赛车光头胎、干净的沥青路面以及赛道上预先设定的制动点。此外,我并没有让摩托车完全停下来,只是在转弯前降低了速度。这些条件与真实骑行相去甚远。因此,在我的 KTM 990 SMT 上,只需按一下按钮即可轻松禁用 ABS,但我通常会将其保持启用状态。如果下雨、路面不平或其他道路使用者做出意外操作怎么办?在所有这些情况下,ABS 的表现都将胜过 99.9% 的摩托车手的制动技能,无论他们的经验水平如何。
现在,让我们考虑摩托车完全没有 ABS 的情况。在这种情况下,建议通过施加后制动器同时平稳接合前制动杆来“降低”后悬架,确保前轮悬架在锁定边缘徘徊。有趣的是,这个建议甚至适用于配备 ABS 的摩托车。但是,配备组合制动系统的高级摩托车的车主可以专门操纵前制动杆,其余部分由电子控制系统负责。在未来,这些电子系统可能不仅决定如何应用制动器,还会决定我们的骑行轨迹。在未来到来之前,购买带 ABS 还是不带 ABS 的摩托车的选择归结为一个简单的问题:我是否有足够的运气和身体健康来买得起没有 ABS 的摩托车?
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汽車/摩托車 | 輪胎 | 尺寸 |
寶馬M4 | 米其林Pilot Super Sport | 255/35 R19, 275/35 R19 |
Kia Stinger GT | 大陸體育聯繫 6 | 225/40 R19, 255/35 R19 |
BMWX3 | 倍耐力 Cinturato P7 | 245/50 R19 |
BMW K 1600 Grand America | 普利司通 Battlax BT-022 | 120/70 R17、190/55 R17 |
BMW S 1000 RR | 倍耐力 Diablo Supercosa | 120/70 R17、190/55 R17 |
本田非洲雙胞胎冒險運動 | 鄧祿普 Trailmax D610 | 90/90 R21、150/70 R18 |
BMW R 1200 GS | 米其林安納基 | 120/70 R19、170/60 R17 |
BMW G 310 R | 米其林 Pilot Street Radial | 110/7 0 R17, 150/60 R17 |
BMW R 1200 GS 拉力賽 | 米其林 Anakee Wild | 120/70 R19、170/60 R17 |
两轮车 ABS 细微差别
双通道 ABS 依靠传感器测量前轮和后轮的角速度。当检测到差异(表明一个车轮可能锁死)时,它会通过降低然后增加压力来调节相应制动回路中的压力。然而,汽车和摩托车之间存在根本区别。汽车如果倾斜,也只是轻微倾斜,而且通常与转弯中心的方向相反。另一方面,摩托车在转弯时总是倾斜。2014 年,奥地利制造商 KTM 与博世合作,在 KTM 1190 Adventure 上推出了所谓的“转弯 ABS”,成为这项技术的先驱。宝马在 2015 年效仿,将其版本命名为“ABS Pro”(当然,博世也参与其中)。这些系统超越了车轮速度传感器,加入了倾斜传感器。它们不仅能识别倾斜角度,还能分析纵向和横向加速度、油门位置、所选档位、发动机模式等数据。根据这些数据,它们决定如何在组合制动系统中分配前后制动器之间的工作量。博世声称,这些决定每秒会做出 100 次。
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接下来,让我们探索一下在实际操作中这种感觉。当我将我的 KTM 990 SMT 开上赛道时,我经常发现常规 ABS 在转弯时往往会过于激进地干预。它会在真正关键时刻之前释放刹车,尽管会有一些不自觉的轨迹拉直。然而,当谈到 BMW S 1000 RR 或 KTM 1190 上的“转弯”ABS 干预时,这是一种几乎难以察觉的体验。然而,它通过允许我在不增加转弯半径的情况下延长我的制动点来创造奇迹。即使在最活跃的制动阶段,我仍然能够精确控制摩托车,使我能够改变其轨迹并执行我从未梦想过的操作。
正确的手指握法
现在,让我们深入探讨摩托车手之间争论最多的话题之一:你应该用多少根手指握住刹车杆 – 一根、两根,还是四根?答案很简单:使用尽可能多的手指来有效减速您的摩托车,同时确保您完全控制车把。
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作者:弗拉基米爾‧茲多羅夫
照片:尼基塔·科洛巴諾夫
這是翻譯。您可以在這裡閱讀原創文章: Точка невозврата: разбираемся в тонкостях торможения на мотоциклеиорможения натмотоцилеи иорможения натмото