Тормозные системы мотоциклов менялись с течением времени, поскольку мотоциклы эволюционировали от велосипедов с прикрепленным двигателем до прототипов мотоциклов со скоростью 220 миль в час (350 км/ч), которые можно увидеть в гонках MotoGP . Большинство систем работают за счет преобразования кинетической энергии в тепловую энергию (тепло) посредством трения. На мотоциклах примерно 70% тормозного усилия выполняется передним тормозом. Однако это может варьироваться для отдельных мотоциклов; типы с более длинной колесной базой, имеющие больший вес, смещенный назад, такие как круизеры и туреры, могут иметь `большее усилие, прилагаемое задним тормозом. Напротив, спортивные мотоциклы с более короткой колесной базой и более вертикальной геометрией вилки могут выдерживать более высокие нагрузки на переднее торможение. [1] По этим причинам мотоциклы, как правило, имеют значительно более мощный передний тормоз по сравнению с задним.
Ранние мотоциклы, которые по сути были велосипедами с прикрепленным двигателем и не имели никакой тормозной системы, кроме отключения мощности и ожидания, пока мотоцикл не замедлится достаточно, чтобы вытащить ногу. Один из первых мотоциклов, имевших какой-либо тормозной механизм, был изготовлен компанией Steffey Motorcycles из Филадельфии в 1902 году. [2] Он использовал ложечный тормоз, работающий только на переднем колесе. [3] Около 1909 года были введены ленточные тормоза , в которых использовалась лента, сжимающаяся вокруг внешней поверхности барабана. [4] : 16
Мотоциклы Douglas были доступны с дисковыми тормозами Research Association спереди и сзади на их модели RA 1923 года, иногда называемой моделью TT, а также с коляской Фредди Диксона 1923 года, выигравшей гонку TT этого типа, также имевшей дисковый тормоз для колеса коляски, управляемый пассажиром. [5] [6]
Барабанные тормоза впервые были 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 задних колес. [4] : 17
Lambretta TV125 Series 3 был первым современным [ требуется разъяснение ] серийным мотоциклом с дисковым тормозом. [2] Затем последовала компания MV Agusta с ограниченным выпуском 600-кубового туристического мотоцикла , анонсированного в 1965 году, который имел пару передних дисковых тормозов Campagnolo с тросовым приводом. [7] : 80 [8] : 80 Honda CB750 1969 года вывела на массовый рынок мотоциклетные дисковые тормоза, используя гидравлический однопоршневой скользящий суппорт с цельным передним диском. [7] : 80
Первые литые диски не были легко совместимы с барабанными тормозами. Спеченные колодки обеспечивают улучшенное время нагрева и лучшую работу 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. [2]
Передняя подвеска Yamaha GTS1000 , выпущенного в 1993 году, представляла собой односторонний маятник, который среди прочих характеристик был направлен на уменьшение кивка при торможении. Конструкция допускала только один передний дисковый тормоз, поэтому сравнительно большой 330-миллиметровый диск был соединен с шестипоршневым суппортом, впервые в мире на серийном мотоцикле. [9] : 28
Традиционное осевое крепление суппорта стало ненадежным, когда появились гладкие шины, поэтому на мотоциклах начали использовать радиально установленные суппорты, взятые из гонок Формулы-1 . [10]
Барабанные тормоза имеют эффект самосервопривода. [11] Наиболее распространенная конструкция — это конструкция с ведущим и ведомым тормозами. Более экзотическая конструкция имела четыре, восемь или шестнадцать колодок. [4] Некоторые мотоциклы использовали ребристые и/или вентилируемые корпуса для дополнительного охлаждения, первым из которых был AJS. [2]
Плавающие диски имеют лучшую центровку диска с фиксированным суппортом. Плавающий диск также предотвращает деформацию диска и снижает передачу тепла к ступице колеса. Lambretta были первым производителем, который использовал плавающие диски на мотоциклах массового производства.
Волнистые диски располагают массу ближе к оси для снижения инерции, [12] лучшего рассеивания тепла и меньшего веса. [13] Первоначально они были разработаны для мотокроссовых мотоциклов, однако с тех пор их стали использовать и на дорожных мотоциклах. [2]
Суппорты одинарного действия имеют тормозные поршни, которые работают только с одной стороны. Этот тип имеет конструкцию с плавающим штифтом, которая позволяет поршневой стороне суппорта нажимать на поверхность диска и втягивать другую сторону в контакт. [11] : 100 Двойного действия, или оппозитные суппорты, фиксируются в положении для уменьшения изгиба. Двойное действие имеет оппозитные поршни с каждой стороны диска, что значительно улучшает площадь поршня.
Более крупные роторы могут использоваться для увеличения тормозного усилия, но это также увеличивает вес и инерцию. Чтобы преодолеть это, производители тормозов разработали суппорты с четырьмя, шестью и даже восемью поршнями. [14] Увеличение количества поршней увеличивает площадь поршня, что позволяет использовать более длинные и узкие тормозные колодки и меньшие диски.
Ранние суппорты дисковых тормозов располагались перед вилкой на верхней части диска. Это помещало суппорт в зону с высоким потоком воздуха для лучшего отвода тепла. Суппорты на большинстве современных мотоциклов устанавливаются на задней части вилки. Это уменьшает угловой момент вилки и улучшает управляемость на низкой скорости. [15]
Радиальный тормозной суппорт устанавливается параллельно направлению вперед на тормозной системе, что делает их более жесткими, чем традиционное осевое крепление, и не склонными к торсионному изгибу. [16] Отсутствие небольшого бокового движения обеспечивает более точное торможение и более четкое ощущение тормозов. [17] [18] Радиальные суппорты могут упростить модификацию существующего дискового тормоза с более крупными роторами, поскольку не нужно заменять весь монтажный кронштейн, требуется только проставка между кронштейном и суппортом. [17]
Honda пробовала [ когда? ] конструкцию внутреннего тормоза на нескольких моделях, таких как VF400F и CBX550F , но вернулась [ когда? ] к стандартной компоновке. Целью было улучшить работу в сырую погоду и придать более чистый внешний вид. Передний тормозной узел с вентилируемыми дисками был заключен в вентилируемую алюминиевую ступицу, а суппорт был установлен на ступицу и захватывал диск снаружи. Это сохраняло тормозной узел сухим и позволяло использовать чугунные вентилируемые диски, поскольку кожух закрывал любую неприглядную поверхностную ржавчину на диске. [19] Система оказалась недолговечной, и все последующие модели впоследствии возвращались к стандартной открытой компоновке.
Традиционно суппорты с противостоящими поршнями изготавливаются 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 гораздо дороже в производстве, поэтому некоторые производители, такие как Sumitomo, отливают корпус суппорта как единое целое, а затем обрабатывают отверстия поршней снаружи, а созданные отверстия заделывают после сборки. Этот тип конструкции суппорта широко использовался Yamaha в широком диапазоне моделей от ее флагманской модели Yamaha YZF-R1 до более бюджетной Yamaha FZS600 Fazer . Моноблочный Brembo впервые использовался на Ducati 1098. [21]
Компания Buell Motorcycle Company приняла дисковый тормоз, устанавливаемый на обод, который, как говорили, уменьшал неподрессоренную массу в системе колесного тормоза, позволяя использовать более легкие спицы колес. [ оспаривается – обсудить ] [22] Этот стиль обычно называют «периметральным тормозом» из-за точки крепления к колесу, и он использовался в меньших количествах другими производителями до Buell. Их редко можно встретить на кастомных мотоциклетных колесах со спицами. [ 23 ] [ 24 ]
Углеродные тормоза используются в Moto GP. Трение между углеродными дисками и углеродными 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. [ требуется ссылка ] Постоянное позднее торможение может перегреть углеродно-углеродные тормоза, поскольку они окисляются и изнашиваются быстрее. Высокие температуры, необходимые для эффективности углеродно-углеродных тормозов, означают, что их нельзя использовать на мокрой дороге. Для мокрых гонок гонщикам приходится менять обычные стальные тормоза. [25] Алюминиевый литий-сплав, запрещен в сезоне 2015 года [26]
Мотоциклы для дрэг-рейсинга могут развивать скорость до 256 миль в час (412 км/ч) на протяжении гонки длиной 1 ⁄ мили (400 м) [27] и могут использовать дисковые тормоза в сочетании с парашютами для замедления после хронометрированного заезда. [28] Класс Streamliner мотоциклов, устанавливающих рекорд скорости на суше, обязан иметь парашюты, если мотоцикл способен развивать скорость более 250 миль в час (400 км/ч). [29] : 38
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 Валеникана 125 куб. см 2008 года. Хотя это и считалось нарушением правил, использование системы KERS предшествовало ее использованию в Формуле 1. [30]