Тормозные системы мотоциклов менялись с течением времени: мотоциклы превратились из велосипедов с прикрепленным двигателем в прототипы мотоциклов со скоростью 220 миль в час (350 км/ч), которые участвовали в гонках MotoGP . Большинство систем работают путем преобразования кинетической энергии в тепловую энергию (тепло) путем 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 испытывать большее усилие со стороны заднего тормоза. Напротив, спортивные велосипеды 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 гораздо более мощный передний тормоз по сравнению с задним.
Ранние мотоциклы, которые по сути представляли собой велосипед с прикрепленным двигателем и не имели никакой тормозной системы, кроме отключения мощности и ожидания, пока мотоцикл замедлится настолько, чтобы выставить ногу. Один из первых мотоциклов с каким-либо тормозным механизмом был изготовлен компанией Steffey Motorcycles из Филадельфии в 1902 году. [2] В нем использовался ложечный тормоз, действующий только на переднее колесо. [3] Примерно в 1909 году были введены ленточные тормоза , в которых использовалась лента, сжимающаяся вокруг барабана снаружи. [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 машина Фредди Диксона с коляской 1923 года, получившая награду TT этого типа, также имела управляемый пассажиром дисковый тормоз для колеса коляски. [5] [6]
Барабанные тормоза впервые были использованы на мотоциклах в 1920-х годах, и их базовая конструкция не сильно изменилась. Барабанные тормоза, первоначально использовавшиеся для торможения как передних, так и задних колес, в значительной степени были заменены дисковыми тормозами или используются только для торможения задних колес. [4] : 17
Lambretta TV125 Series 3 был первым современным серийным мотоциклом с дисковым тормозом. [2] За ним последовала компания MV Agusta, выпустившая ограниченное производство туристического мотоцикла с объемом двигателя 600 куб.см, анонсированного в 1965 году и оснащенного парой передних дисковых тормозов Campagnolo с тросовым приводом. [7] : 80 [8] : 80 Honda CB750 1969 года выпустила на массовый рынок мотоциклетные дисковые тормоза с однопоршневым скользящим суппортом с гидравлическим приводом и цельным передним диском. [7] : 80
Ранние литые колеса не были легко совместимы с барабанными тормозами. Спеченные колодки сокращают время нагрева и улучшают характеристики в сырую погоду. Асбест использовался в тормозных колодках, но его использование сократилось, когда было обнаружено его 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, помимо других характеристик, был направлен на уменьшение кренов при торможении. Конструкция допускала установку только одного переднего дискового тормоза, поэтому сравнительно большой диск диаметром 330 мм был соединен с шестипоршневым суппортом, что было первым в мире серийным мотоциклом. [9] : 28
Традиционное осевое крепление суппорта стало ненадежным с появлением гладких шин, поэтому мотоциклы начали использовать радиально установленные суппорты из автогонок Формулы-1 . [10]
Барабанные тормоза обладают сервоэффектом. [11] Наиболее распространенной конструкцией является конструкция с ведущим и конечным концом. Более экзотические модели имели четыре, восемь или шестнадцать туфель. [4] На некоторых мотоциклах для дополнительного охлаждения использовались ребристые и/или вентилируемые кожухи, первым из которых был AJS. [2]
Плавающие диски имеют лучшую центровку диска с фиксированным суппортом. Плавающий диск также позволяет избежать деформации диска и снижает передачу тепла на ступицу колеса. Lambretta были первым производителем, который использовал плавающие диски на серийных мотоциклах.
Волнистые диски перемещают массу ближе к оси, что снижает инерцию [12] , улучшает отвод тепла и снижает вес. [13] Первоначально они были разработаны для мотоциклов для мотокросса , однако с тех пор они нашли применение и на дорожных мотоциклах. [2]
Суппорты одинарного действия имеют тормозные поршни, которые работают только с одной стороны. Этот тип имеет конструкцию плавающего штифта, которая позволяет поршневой стороне суппорта прижиматься к поверхности диска и притягивать к контакту и другую сторону. [11] : 100 Суппорты двойного действия или оппозитные суппорты фиксируются в нужном положении для уменьшения прогиба. Поршни двойного действия расположены напротив друг друга по обе стороны диска, что значительно увеличивает площадь поршня.
Для увеличения тормозной силы можно использовать роторы большего размера, но это также увеличивает вес и инерцию. Чтобы преодолеть эту проблему, производители тормозов разработали суппорты с четырьмя, шестью и даже восемью поршнями. [14] Увеличение количества поршней увеличивает рабочую площадь поршня, что позволяет использовать более длинные и узкие тормозные колодки и диски меньшего размера.
Ранние суппорты дисковых тормозов располагались перед ножкой вилки поверх диска. Это поместило суппорт в зону с интенсивным потоком воздуха для лучшего отвода тепла. Суппорты на большинстве современных мотоциклов крепятся к задней части ножки вилки. Это уменьшает угловой момент вилки и улучшает управляемость на низкой скорости. [15]
Радиальный тормозной суппорт установлен параллельно направлению движения тормозной системы, что делает его более жестким, чем традиционное осевое крепление, и не склонным к изгибанию при кручении. [16] Отсутствие небольшого бокового движения обеспечивает более точное торможение и более четкое ощущение торможения. [17] [18] Радиальные суппорты могут упростить модификацию существующего дискового тормоза с использованием роторов большего размера, поскольку не требуется заменять весь монтажный кронштейн, достаточно только проставки между кронштейном и суппортом. [17]
Хонда попробовала [ когда? ] конструкция встроенного тормоза на некоторых моделях, таких как VF400F и CBX550F , но вернулась [ когда? ] в стандартный макет. Цель заключалась в том, чтобы улучшить характеристики в сырую погоду и сделать внешний вид более чистым. Передний тормозной узел с вентилируемыми дисками был заключен в вентилируемую алюминиевую ступицу, а суппорт был установлен на ступице и захватывал диск снаружи. Это сохраняло тормозной узел сухим и позволяло использовать чугунные вентилируемые диски, поскольку кожух закрывал всю неприглядную поверхностную ржавчину на диске. [19] Система оказалась недолговечной, и все последующие модели впоследствии вернулись к стандартной открытой компоновке.
Традиционно противоположные поршневые тормозные суппорты состоят из двух половин, которые затем скрепляются болтами. Плюсами этого метода являются 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 их изготовление намного дороже, поэтому некоторые производители, такие как Sumitomo, отливают корпус суппорта как единое целое, а затем обрабатывают отверстия поршня снаружи, закрывая образовавшиеся отверстия после сборки. Этот тип конструкции суппорта широко использовался компанией Yamaha на широком спектре моделей, от флагманского Yamaha YZF-R1 до более бюджетного Yamaha FZS600 Fazer . Моноблок Brembo впервые использовался на Ducati 1098. [21]
Компания Buell Motorcycle Company внедрила дисковый тормоз, установленный на ободе, который, как утверждается, уменьшал неподрессоренную массу в тормозной системе колес, позволяя использовать более легкие спицы колес. [ оспаривается – обсуждается ] [22] Этот тип 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 с проволочными спицами. [23] [24]
В Moto GP используются карбоновые тормоза. Трение между карбоновыми дисками и карбоновыми колодками создает огромную тормозную силу; гораздо большая тормозная сила, 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 карбоновых тормозов, поскольку они быстрее окисляются и изнашиваются. Высокие температуры, необходимые для эффективности карбоновых тормозов, означают, что их нельзя использовать на мокрой дороге. Для гонок на мокрой дороге гонщикам приходится использовать обычные стальные тормоза. [25] Алюмолитиевый сплав, запрещен в сезоне 2015 г. [26]
Мотоциклы для дрэг-рейсинга могут развивать скорость до 256 миль в час (412 км/ч) на дистанции 1 ⁄ мили (400 м) [27] и могут использовать дисковые тормоза в сочетании с парашютами , чтобы замедлить ход после забега на время. . [28] На мотоциклах-рекордсменах наземной скорости класса Streamliner обязательно должны быть установлены парашюты, если мотоцикл способен развивать скорость более 250 миль в час (400 км/ч). [29] : 38
Электрические мотоциклы могут использовать рекуперативное торможение , чтобы одновременно замедлить мотоцикл и подзарядить аккумуляторы.
KTM тайно участвовал в гонках на машине с системой рекуперативного торможения в стиле KERS во время Гран-при Валеникина с двигателем объемом 125 куб.см в 2008 году. Хотя использование системы KERS считается нарушением правил, оно предшествовало ее использованию в Формуле 1. [30]