Тормозные системы мотоциклов - Motorcycle braking systems

Априлия Туоно Р передние тормоза имеют два плавающих диска из нержавеющей стали с 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 видели в гонках 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 отличаться для отдельных мотоциклов; Типы с более длинной колесной базой, имеющие больший вес, смещенный назад, например круизеры и туреры, 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.[1] По этим причинам мотоциклы, как правило, 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 г. Моторный центр наследия, Гайдон, Англия

Ранние мотоциклы, которые по сути велосипед с присоединенным двигателем и не имело никакой тормозной системы, кроме замедления мотоцикла и высвобождения ноги. Один из первых мотоциклов с тормозным механизмом был произведен компанией Steffey Motorcycles из Филадельфии в 1902 году.[2] Это использовало ложка тормоз работает только на переднем колесе.[3] Около 1909 г. ленточные тормоза были введены, в них использовалась полоса, стягивающаяся снаружи барабана.[4]:16

Дуглас мотоциклы были доступны с дисковыми тормозами Research Association спереди и сзади на их модели RA 1923 года, иногда называемой моделью TT, с Фредди Диксон 1923 год коляска TT-победитель машины этого типа также имеет управляемый пассажиром дисковый тормоз для колеса коляски.[5][6]

Барабанные тормоза впервые были использованы на мотоциклах в 1920-х годах, и базовая конструкция практически не изменилась. Первоначально используемые для торможения как передних, так и задних колес, барабанные тормоза в значительной степени вытеснили дисковые тормоза или используются только для заднего торможения.[4]:17

Lambretta TV125 Series 3 был первым современным[требуется разъяснение ] серийный мотоцикл с дисковым тормозом.[2] М. В. Агуста последовало их ограниченное производство 600 куб.см туристический мотоцикл анонсированный в 1965 году, у которого была пара передних дисковых тормозов Campagnolo с тросовым приводом.[7]:80[8]:80 1969 год Honda CB750 вывести на массовый рынок дисковые тормоза для мотоциклов, используя однопоршневой скользящий суппорт с гидравлическим приводом и прочным передним диском.[7]:80

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

В 1989 году BMW выпустила первый мотоцикл с антиблокировочной системой тормозов (ABS). Система, установленная на BMW K100 LT, весила значительно больше, чем легкие системы, установленные на современных мотоциклах.[2]

Передняя подвеска на Yamaha GTS1000 выпущенный в 1993 году, представлял собой односторонний маятник, который, среди 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.[9]:28

Традиционное осевое крепление суппорта стало ненадежным с появлением скользких шин, поэтому мотоциклы начали применять радиально установленные суппорты от Формула один автомобильные гонки.[10]

Барабанные тормоза

Основная статья: Барабанный тормоз
Вентилируемый барабанный тормоз Grimeca на гоночном мотоцикле на выносливость Honda RCB
Honda RCB с передним вентилируемым барабанным тормозом от итальянского производителя аксессуаров Grimeca

Барабанные тормоза имеют эффект сервопривода.[11] Наиболее распространенная конструкция - это конструкция с ведущим хвостом. Более экзотический дизайн имел четыре, восемь или шестнадцать туфель.[4] Некоторые мотоциклы использовали ребристые и / или вентилируемые кожухи для дополнительного охлаждения, первым из которых был AJS.[2]

Дисковые тормоза

Основная статья: Дисковый тормоз
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 массу ближе к оси для уменьшения инерции,[12] лучший отвод тепла и меньший вес.[13] Изначально они были разработаны для Мотокросс велосипеды, однако с тех пор они также используются на дорожных мотоциклах.[2]

Раздвижной против фиксированного

Золотое реверс переднее колесо Комстар 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 в контакт другую сторону.[11]:100 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.[14] Увеличение числа 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 на верхней части 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 уменьшает угловой момент вилки в сборе и улучшает управляемость на низких скоростях.[15]

Радиально установленные суппорты

Радиальный тормозной суппорт установлен параллельно направлению движения тормозной системы, что делает его более жестким, чем традиционное осевое крепление, и не подверженным изгибу при кручении.[16] Отсутствие легкого бокового движения обеспечивает более точное торможение и более четкое ощущение торможения.[17][18] Радиальные суппорты могут упростить модификацию существующего дискового тормоза с более крупными роторами, потому что не нужно заменять весь монтажный кронштейн, нужна только проставка между кронштейном и суппортом.[17]

Бортовые тормоза

Хонда попробовала[когда? ] конструкция внутреннего тормоза на некоторых моделях, таких как VF400F и CBX550F, но вернулся[когда? ] к стандартной планировке. 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. Благодаря этому тормозной механизм в сборе оставался сухим и позволял использовать вентилируемые диски из чугуна, поскольку кожух покрыл любую неприглядную поверхностную ржавчину на диске.[19] Система окажется недолговечной, и все последующие модели впоследствии вернутся к стандартной открытой компоновке.

Конструкция суппорта

Yamaha FJR1300 Осевой суппорт "синяя точка", используемый на многих моделях Yamaha

Тормозные суппорты с противоположным поршнем 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.[20] 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, созданными заглушками после сборки. Этот тип конструкции суппорта широко использовался Yamaha на большом количестве моделей от ее флагмана. Ямаха YZF-R1 к большему бюджету Yamaha FZS600 Fazer.Моноблок Brembo впервые использовался на Ducati 1098.[21]

Тормоза по периметру

Компания Buell Motorcycle принял установленный на ободе дисковый тормоз, который, как утверждается, уменьшал неподрессоренную массу в тормозной системе колеса, позволяя облегчить колесные спицы.[оспаривается – обсуждать][22] 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 найти на кастомный мотоцикл колеса со спицами из проволоки.[23][24]

Карбоново-углеродные 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.[нужна цитата ] Постоянное позднее торможение может привести к перегреву углеродно-углеродных тормозов, поскольку они быстрее окисляются и изнашиваются. Высокие температуры, необходимые для эффективности углеродно-углеродных тормозов, означают, что их нельзя использовать на мокрой дороге. Для мокрых гонок гонщики должны переключить обычные стальные тормоза.[25] Алюминиево-литиевый сплав, запрещенный на сезон 2015 г.[26]


Комбинированные тормозные системы

Основная статья: Комбинированная тормозная система

Антиблокировочная система

Основная статья: Антиблокировочная тормозная система для мотоциклов

Альтернативные новые системы

Мотоциклы для дрэг-рейсинга может развивать скорость до 256 миль / ч (412 км / ч) в течение 1⁄4 миля (400 м) забег[27] и может использовать дисковые тормоза в сочетании с парашюты чтобы замедлить их после бега на время.[28] Класс Streamliner рекорд скорости на мотоцикле машины должны иметь парашюты, если мотоцикл способен развивать скорость более 250 миль в час (400 км / ч).[29]:38

Электрические мотоциклы можно использовать рекуперативное торможение чтобы замедлить мотоцикл и одновременно зарядить аккумуляторы.

KTM тайно мчался на машине с KERS регенеративная тормозная система в стиле Гран-при Valenican 125 cc 2008 года. Хотя использование системы KERS считается нарушением правил, она предшествовала ее использованию в Формуле 1.[30]

Рекомендации

  1. ^ Basem Wasef. «Общие вопросы: как тормозить на мотоцикле». Получено 2015-06-09.
  2. ^ а б c d е Тим Уотсон (8 декабря 2003 г.). «История мотоциклов: тормоза». Ездить отдельно. Получено 2015-06-10.
  3. ^ Джон Глиммервин. «Классические мотоциклы: Мотоциклетные колеса». about.com. Получено 2015-06-03.
  4. ^ а б c Марджи Сигал (август 1995 г.). "Тормозная техника: азбука остановки". Американский мотоциклист. American Motorcyclist Assoc. ISSN  0277-9358.
  5. ^ Уилсон, Хьюго. (1993) The Ultimate Motor-Cycle Book, стр. 51 Дуглас и коляска-банк. Дорлинг Киндерсли ISBN  0751300438 Проверено и добавлено 25 ноября 2015 г.
  6. ^ Еще винтажные гонки Дуглас Vintagent, 30 января 2007 г., дата обращения 25 ноября 2015 г.
  7. ^ а б Фрэнк, Аарон (2003). Мотоциклы Honda. MotorBooks / Издательская компания MBI. п. 80. ISBN  0-7603-1077-7.
  8. ^ Ян Фаллон (15 октября 2011 г.). Книга классических MV Agusta Fours. Veloce Publishing Ltd. ISBN  978-1845842031.
  9. ^ "Top Gear: Веселые мотоциклы". Американский мотоциклист. American Motorcyclist Assoc. Декабрь 1992 г. ISSN  0277-9358.
  10. ^ "СПРОСИТЕ КЕВИН: В чем преимущество суппортов с радиальной установкой?". Велосипедный мир. Получено 2017-10-03.
  11. ^ а б Джон Робинсон (14 марта 1994 г.). Тюнинг мотоциклов: шасси. Баттерворт-Хайнеманн. ISBN  978-0750618403. Получено 2015-06-25.
  12. ^ Боб Грей (30 января 2013 г.). «Знания для чайников: дисковые тормоза». Новости велоспорта. Получено 2015-06-06.
  13. ^ Басем Васеф (31 августа 2012 г.). "Автомобильные тормоза становятся волнистыми". Популярная механика. Получено 2015-06-06.
  14. ^ Кен Хатчинсон (10 сентября 2007 г.). "2008 Buell 1125R Первая поездка". Мотоцикл USA.com.
  15. ^ "Cycle World Road Test". Велосипедный мир. Март 1976 г.. Получено 2015-06-20.
  16. ^ Джефф Герс (9 октября 2002 г.). "Суппорты с радиальной установкой: что за шум, Баб?". Motorcycle.com.
  17. ^ а б «Что такое радиальные тормоза и почему они есть в современных спортбайках?». RevZilla. Получено 2017-10-03.
  18. ^ Тибу, Флорин (25 июля 2014 г.). «Объяснение радиальных тормозов». автоэволюция. Получено 2017-10-03.
  19. ^ Шумарк, Пит (1989). Honda CBX550 572.5cc с 1982 по 1986 год: руководство по ремонту владельца. Хейнс. п. 6. ISBN  0856969400.
  20. ^ «Разъяснение тормозных суппортов - нарушение правил». Супер уличный байк. 25 июня 2009 г.
  21. ^ Маккензи, Найл; Урри, Джон (6 мая 2008 г.). «Дорожные испытания: Ducati 999 против 1098». Visordown. Получено 2015-06-21.
  22. ^ Уэс Силер (13 октября 2010 г.), Эрик Бьюэлл Racing 1190RR-B, RideApart
  23. ^ Кирилл Гузе (15 июля 2010 г.), «Дисковые роторы по периметру, установленные на спицевые колеса», Кирилл Хузе Пост
  24. ^ Пол Кроу (2007), «Роторы дисковых тормозов по периметру», Kneeslider
  25. ^ Кевин Кэмерон (4 августа 2012 г.). «Противоположность двигателей». Велосипедный мир. Получено 2015-06-24.
  26. ^ https://octanephotography.com/project/whoa-my-donkey/. Отсутствует или пусто | название = (помощь)
  27. ^ Джек Корпела (12 ноября 2007 г.). «Макбрайд бежит с рекордной скоростью, завершает сезон победой». Цикл перетаскивания. Получено 2015-06-23.
  28. ^ Джек Корпела (13 августа 2012 г.). "Человек-паук пролился дождем в Норуолке 6.01 и успешный парашютный тест". Цикл перетаскивания. Получено 2015-06-23.
  29. ^ Гранд-чемпионат AMA Racing Land Speed: испытания скорости мотоцикла BUB. Американская ассоциация мотоциклистов.
  30. ^ «KTM побеждает F1 секретным дебютом KERS! | Новости MotoGP | Февраль 2009». Crash.Net. 2009-02-04. Получено 2010-08-14.