Тормозные системы мотоциклов - Motorcycle braking systems

Передние тормоза Aprilia Tuono R имеют два плавающих диска из нержавеющей стали со спеченными колодками и радиально установленные четырехпоршневые суппорты.

Тормозные системы мотоциклов менялись с течением времени, поскольку мотоциклы эволюционировали от велосипедов с установленным двигателем до прототипов мотоциклов со скоростью 350 км / ч, которые участвовали в гонках в MotoGP . Большинство систем работают за счет преобразования кинетической энергии в тепловую энергию (тепло) за счет трения. На мотоциклах примерно 70% тормозного усилия приходится на передний тормоз. Однако это может варьироваться для отдельных мотоциклов; Типы с более длинной колесной базой, имеющие больший вес, смещенный назад, такие как круизеры и туристические автомобили, могут иметь большее усилие от заднего тормоза. Напротив, спортивные велосипеды с более короткой колесной базой и более вертикальной геометрией вилки могут выдерживать более высокие передние тормозные нагрузки. По этим причинам мотоциклы обычно имеют гораздо более мощный передний тормоз по сравнению с задним.

История

Передний тормоз Spoon, управляемый рычагом руля и шатуном на трехколесном велосипеде Royal Riley 1899 года в Heritage Motor Center , Гайдон, Англия

Ранние мотоциклы, которые по сути представляли собой велосипед с прикрепленным к нему двигателем и не имели никакой тормозной системы, кроме замедления мотоцикла и выталкивания ноги. Один из первых мотоциклов , чтобы иметь любой вид тормозной механизма был сделана Steffey мотоциклами Филадельфии в 1902. Это использовало ложку тормоз , работающий на только переднем колесе. Примерно в 1909 году были введены ленточные тормоза , в которых использовалась ленточная лента, сжимающаяся снаружи барабана.

Мотоциклы Douglas были доступны с дисковыми тормозами исследовательской ассоциации спереди и сзади на их модели RA 1923 года, иногда называемой моделью TT, с машиной с коляской Фредди Диксона 1923 года, выигравшей TT этого типа, также имеющей управляемый пассажира дисковый тормоз для колеса коляски.

Барабанные тормоза были впервые использованы на мотоциклах в 1920-х годах, и базовая конструкция не сильно изменилась. Первоначально используемые для торможения как передних, так и задних колес, барабанные тормоза в значительной степени были заменены дисковыми тормозами или используются только для торможения задними колесами .

Lambretta TV125 Series 3 был первым современным серийным мотоциклом с дисковым тормозом. Следом за ним последовал MV Agusta, выпустив ограниченный 600-кубовый туристический мотоцикл, анонсированный в 1965 году, который имел пару передних дисковых тормозов Campagnolo с тросовым приводом. Honda CB750 1969 года вывела на массовый рынок дисковые тормоза для мотоциклов, используя однопоршневой скользящий суппорт с гидравлическим приводом и сплошным передним диском.

Ранние литые колеса не были легко совместимы с барабанными тормозами. Спеченные подушечки обеспечивают улучшенное время нагрева и лучшие характеристики в сырую погоду. Асбест использовался в тормозных колодках, но его использование сократилось, когда было обнаружено негативное воздействие на здоровье.

В 1989 году BMW выпустила первый мотоцикл, оснащенный антиблокировочной системой тормозов (ABS). Система, установленная на BMW K100 LT, весила значительно больше, чем легкие системы, установленные на современных мотоциклах.

Передняя подвеска на Yamaha GTS1000, выпущенном в 1993 году, представляла собой односторонний маятник, который, помимо прочего, был направлен на уменьшение погружения при торможении. Конструкция позволяла использовать только один передний дисковый тормоз, поэтому сравнительно большой 330-миллиметровый диск был соединен с шестипоршневым суппортом, что стало первым в мире серийным мотоциклом.

Традиционное осевое крепление суппорта стало ненадежным, когда появились гладкие шины, поэтому на мотоциклах стали применяться радиально установленные суппорты из гоночных автомобилей Формулы-1 .

Барабанные тормоза

Вентилируемый барабанный тормоз Grimeca на гоночном велосипеде на выносливость Honda RCB
Honda RCB с передним вентилируемым барабанным тормозом от итальянского производителя аксессуаров Grimeca

Барабанные тормоза имеют эффект сервопривода. Самая распространенная конструкция - это конструкция с ведущими и замыкающими элементами. Более экзотический дизайн имел четыре, восемь или шестнадцать туфель. Некоторые мотоциклы использовали ребристые и / или вентилируемые кожухи для дополнительного охлаждения, первым из которых был AJS.

Дисковые тормоза

Передний маятник и тормозной механизм Yamaha GTS1000 в сборе.

Диски

Плавающие диски лучше центрируются с фиксированным суппортом. Плавающий диск также предотвращает коробление диска и снижает передачу тепла на ступицу колеса. Lambretta была первым производителем, который использовал плавающие диски на серийных мотоциклах.

Волнистые диски размещают груз ближе к оси для уменьшения инерции, лучшего отвода тепла и меньшего веса. Изначально они были разработаны для мотокроссовых мотоциклов, однако с тех пор они используются и на дорожных мотоциклах.

Раздвижной против фиксированного

Золотое реверсивное переднее колесо Комстара от Honda CB400NC с двухпоршневым тормозным суппортом
Скользящий двухпоршневой суппорт на Honda CB400NC , осевое крепление

В суппортах простого действия есть тормозные поршни, которые работают только с одной стороны. Этот тип имеет конструкцию с плавающим штифтом, которая позволяет поршневой стороне суппорта давить на поверхность диска и втягивать другую сторону в контакт. Суппорты двойного действия или противоположные суппорты фиксируются в нужном положении для уменьшения прогиба. Двойное действие имеет поршни, расположенные напротив друг друга по обе стороны от диска, что значительно улучшает площадь поршня.

Многопоршневые суппорты

Роторы большего размера можно использовать для увеличения тормозного усилия, но это также увеличивает вес и инерцию. Для преодоления этого тормоза производители разработали суппорты с четырьмя, шестью и даже с восемью поршнями. Увеличение количества поршней увеличивает рабочую площадь поршня, что позволяет использовать более длинные и узкие тормозные колодки и диски меньшего размера.

Крепление суппорта

Kawasaki KH400 переднее колесо
Тормозной суппорт на стойке передней вилки, также называемый осевым

Ранние суппорты дискового тормоза располагались перед ножкой вилки поверх диска. Это поместило суппорт в зону с сильным воздушным потоком для лучшего отвода тепла. На большинстве современных мотоциклов суппорты крепятся к задней части стойки вилки. Это снижает угловой момент вилки в сборе и улучшает управляемость на низких скоростях.

Радиально установленные суппорты

Радиальный тормозной суппорт установлен параллельно направлению движения тормозной системы, что делает его более жестким, чем традиционное осевое крепление, и не допускает изгибов при кручении. Отсутствие легкого бокового движения обеспечивает более точное торможение и более четкое ощущение торможения. Радиальные суппорты могут упростить модификацию существующего дискового тормоза с роторами большего размера, потому что не нужно заменять весь монтажный кронштейн, нужна только проставка между кронштейном и суппортом.

Бортовые тормоза

Honda пробовала конструкцию внутренних тормозов на нескольких моделях, таких как VF400F и CBX550F , но вернулась к стандартной компоновке. Цель заключалась в том, чтобы улучшить характеристики в сырую погоду и сделать внешний вид более чистым. Передний тормоз в сборе с вентилируемыми дисками был заключен в вентилируемую алюминиевую ступицу, а суппорт был установлен на ступицу и захватил диск снаружи. Это сохраняло тормозной механизм сухим и позволяло использовать вентилируемые диски из чугуна, поскольку кожух покрыл любую неприглядную поверхностную ржавчину на диске. Система оказалась бы недолговечной, и все последующие модели впоследствии вернулись к стандартной открытой компоновке.

Конструкция суппорта

Осевой суппорт Yamaha FJR1300 с синей точкой, используемый на многих моделях Yamaha.

Тормозные суппорты с противоположными поршнями обычно состоят из двух половин, которые затем скрепляются болтами. Преимущества этого метода - простота и скорость изготовления деталей. Недостатком является то, что они менее устойчивы к изгибу под нагрузкой. Моноблочные суппорты, изготовленные из цельного куска металла, прочнее, но намного дороже в изготовлении, поэтому некоторые производители, такие как Sumitomo, отливают корпус суппорта как единое целое, а затем обрабатывают отверстия поршня снаружи с отверстиями, заглушенными после сборки. Этот тип конструкции суппорта широко использовался Yamaha на широком спектре моделей, от флагмана Yamaha YZF-R1 до более бюджетного Yamaha FZS600 Fazer . Моноблок Brembo впервые использовался на Ducati 1098.

Тормоза по периметру

Компания Buell Motorcycle Company приняла на вооружение дисковый тормоз, установленный на ободе, который, как утверждается, уменьшал неподрессоренный вес в тормозной системе колеса, позволяя облегчить колесные спицы. Этот стиль обычно называют «тормозом по периметру» из-за точки крепления к колесу, и до Buell он использовался в меньшем количестве другими производителями. Их редко можно встретить на кастомных мотоциклетных колесах со спицами.

Карбоновые дисковые тормоза

Карбоновый диск, передние тормоза с радиальным суппортом на гоночном мотоцикле Suzuki MotoGP 2011 года.

Карбоновые тормоза используются в Moto GP. Трение между угольными дисками и угольными колодками создает огромное тормозное усилие; гораздо большее тормозное усилие, чем у обычных стальных дисков. Они работают при очень высоких рабочих температурах, обычно от 400 до 1000 ° C. Постоянное позднее торможение может привести к перегреву углеродно-углеродных тормозов, поскольку они быстрее окисляются и изнашиваются. Высокие температуры, необходимые для того, чтобы карбоновые тормоза были эффективными, означают, что их нельзя использовать на мокрой дороге. Для мокрых гонок гонщики должны переключить обычные стальные тормоза. Алюминиево-литиевый сплав, запрещенный на сезон 2015 г.


Комбинированные тормозные системы

Антиблокировочная система

Альтернативные новые системы

Drag-гоночные мотоциклы могут достигать скорости до 256 миль в час (412 км / ч) по ходу +1 / +4 мили (400 м) гонки и может использовать дисковые тормоза в сочетании с парашютами , чтобы замедлить их после того, как в заданное время бега. Мотоциклы класса Streamliner для рекордов наземной скорости должны иметь парашюты, если мотоцикл способен развивать скорость более 250 миль в час (400 км / ч).

Электромотоциклы могут использовать рекуперативное торможение как для замедления мотоцикла, так и для подзарядки аккумуляторов.

KTM тайно участвовал в гонках на машине с системой рекуперативного торможения в стиле KERS во время Гран-при Valenican 125 cc 2008 года. Хотя использование системы KERS считается нарушением правил, она предшествовала ее использованию в Формуле 1.

Рекомендации