Brzdná dráha motocyklu a automobilu: kdo v nouzi zastaví rychleji?

Na papíře máme výsledky měření provedených přesnými přístroji, na obrazovce počítače zase záběry z natáčení. Když si je prohlížím, nemohu se ubránit úlevě, že jsem seděl na motocyklu přibližně tři metry za automobilem. Chystáme se rozhodnout spor o to, čí brzdná dráha je kratší: automobilu, nebo motocyklu. Pro ty, kteří chtějí stručnou odpověď ještě před podrobným testem brzdné dráhy: při nouzovém brzdění automobily téměř vždy zastaví rychleji než motocykly. A toto zjištění je důležité nejen pro motocyklisty, alespoň pro ty rozumné, ale také pro řidiče automobilů.

Proč si lidé myslí, že motocykly brzdí lépe než automobily?

Mylná představa, že by motocykly měly zpomalovat stejně účinně, jako zrychlují, zejména na suchém a hladkém povrchu, pravděpodobně pramení z jejich působivé dynamiky zrychlení. Dokonce i zdánlivě skromný BMW G 310 R s nenápadným jednoválcovým motorem o výkonu 34 koní dokáže dosáhnout rychlosti 100 km/h za pouhých sedm sekund. Člověk by proto mohl očekávat, že motocykly budou stejně působivě brzdit i ve chvíli, kdy je nutné nouzově zastavit. Náš test brzdění v reálných podmínkách ukazuje, proč tento předpoklad neplatí.

Představení testovaných vozidel: srovnání automobilů a motocyklů

Čtyřkolová vozidla zastupovaly modely BMW M4, Kia Stinger GT a BMW X3. Na straně jednostopých vozidel jsme měli pestrou sestavu od mohutného cestovního cruiseru BMW K 1600 Grand America až po nenápadný roadster BMW G 310 R. Mezi nimi byly tři cestovní enduro motocykly (Honda Africa Twin Adventure Sports, BMW R 1200 GS a BMW R 1200 GS Rallye) a sportovní motocykl BMW S 1000 RR. Po započtení modelu BMW GS Rallye vybaveného terénními pneumatikami naše motocyklová sestava pokrývala skutečně široké spektrum kategorií, včetně:

BMW K 1600 Grand America – velký cestovní cruiser
BMW S 1000 RR – supersport
Honda Africa Twin Adventure Sports – cestovní enduro, přední kolo o průměru 21 palců
BMW R 1200 GS – cestovní enduro, silniční pneumatiky
BMW R 1200 GS Rallye – cestovní enduro, terénní pneumatiky
BMW G 310 R – základní roadster

BMW M2 Coupé, BMW M4 Coupé a BMW X3 versus BMW G 310 R, BMW S 1000 RR, BMW K 1600 Grand America a BMW R 1200 GS Rallye

Jak jsme testovali brzdnou dráhu

Záměrně jsme vybrali silnice, které nebyly dokonale hladké a připomínaly povrchy běžné při každodenní jízdě. Tlak v pneumatikách byl nastaven podle doporučení výrobce. Při brzdění jsme simulovali panické sešlápnutí brzdového pedálu, u motocyklů stisk páčky přední brzdy a sešlápnutí pedálu zadní brzdy, dokud se neaktivoval ABS a vozidlo zcela nezastavilo.

Kontrola motocyklu BMW R 1200 GS před zkušební jízdou

Fyzika brzdění motocyklu

Účinnost brzdění motocyklu ovlivňuje řada faktorů, mimo jiné:

Vlastnosti přilnavosti a konstrukce pneumatik
Síly a momenty setrvačnosti
Změny stlačení vidlice při zpomalování
Poloha a pohyby jezdce
Konstrukce brzdového systému
Přítomnost ABS a dalších pokročilých asistenčních systémů

Náš šéfredaktor, který motocykly miluje, ale zároveň je nekompromisně důkladný, by však trval na debatě o pojmech jako „malá brzdná síla“ nebo, ještě hůře, „čím širší pneumatika, tím větší styčná plocha“. Okamžitě by vytáhl list papíru, pokryl jej podélnými i příčnými vektory a neúnavně by usiloval o racionálně zdůvodněnou shodu ohledně velikosti třecí síly ve styčné ploše pneumatiky s vozovkou.

Síly působící na motocykl a jezdce při brzdění v neinerciální vztažné soustavě (spojené se zrychlujícím motocyklem).

M – těžiště soustavy „motocykl + jezdec“.
F = Mg – gravitační síla směřující z těžiště svisle dolů.
Fin – setrvačná síla. Při brzdění (zpomalování) směřuje ve směru jízdy, tedy dopředu.
F1 a F2 – normálové tlakové síly (neboli reakce podložky) působící na přední a zadní kolo. Při brzdění se hmotnost přenáší na přední kolo (\(F_1 > F_2)).
Fsc1 a Fsc2 – hnací (třecí) síly předního a zadního kola. Při brzdění směřují proti směru jízdy, tedy dozadu.

Stručně řečeno, čím delší je rozvor a čím níže se nachází těžiště, tím kratší je brzdná dráha. Při intenzivním zpomalování tak vzniká méně nežádoucích jevů, například zvedání zadního kola nebo rozkmitání zadní části, k nimž jsou obzvlášť náchylné sportovní a nahé motocykly s kratším rozvorem. Kromě toho však existují další nuance, které stojí za pozornost.

_{Téměř na každém motocyklu jsou nálepky se správnými hodnotami tlaku v pneumatikách.}

Profesionální závodníci používají techniku známou jako „stlačení odpružení“, aby maximalizovali přilnavost k povrchu. Jezdci z různých závodních seriálů „zploští“ přední vidlici a centrální tlumič, čímž zatíží obě kola a zvětší jejich styčné plochy. Ačkoli řadu aspektů popisují lineární vztahy (třecí síla ve styčné ploše je součinem součinitele tření a hmotnosti spočívající na kole), při brzdění je větší styčná plocha skutečně výhodou. Většina motocyklů s krátkým rozvorem však začne zvedat zadní kolo do vzduchu dlouho předtím, než přední pneumatika ztratí přilnavost. Aby tento okamžik oddálili, závodníci se při brzdění naklánějí co nejvíce dozadu a přesouvají těžiště směrem k zadnímu kolu. Tyto postupy jsou ovšem běžné především v profesionálních závodech na uzavřených okruzích, kde rozhodují zlomky sekundy. Co se ale děje na běžných silnicích?

Výsledky brzdné dráhy automobilů: ze 100 km/h do úplného zastavení

Všechna čtyřkolová vozidla při prudkém zpomalování z rychlosti 100 km/h podle očekávání dosáhla různých výsledků:

BMW M4: 36,3 metru
BMW X3: 39,1 metru

ABS jsme samozřejmě nevypínali, zejména proto, že protiblokovacími systémy jsou už dlouho vybaveny také motocykly. Od roku 2015 je ABS v Evropě povinné u všech nových motocyklů s objemem motoru větším než 125 cm³. BMW mimochodem patřilo mezi průkopníky: už v roce 1987 představilo sériový model BMW K 100 s ABS.

BMW R1200GS a BMW R1200GS Adventure

Co se stane, když se zablokuje přední kolo motocyklu

I zkušení jezdci, jak lze vidět v závodech královské třídy MotoGP, mohou udělat kritickou chybu a zablokovat přední kolo – scénář, který téměř zaručuje nehodu, od relativně mírného sklouznutí na zem až po situaci, kdy je jezdec za nešťastných okolností vymrštěn do vzduchu. Je důležité poznamenat, že k zablokování předního kola může dojít i u jezdců na motocyklech s ABS. Kdyby bylo ABS v závodech povoleno, lze předpokládat, že touha diváků po podívané a snaha pořadatelů a televizních společností o zisk by pravděpodobně vedly k většímu počtu pádů.

Mimochodem, velmi nežádoucí je také zablokování zadního kola. Ačkoli nevede vždy k pádu, rozhoupaná zadní část motocyklu rozhodně nepřispívá ke stabilitě ani ke zkrácení brzdné dráhy.

BMW řady 2 a BMW K 1600 Grand America

Výsledky brzdné dráhy motocyklů: ze 100 km/h do úplného zastavení

Nyní se zaměřme na motocykly. Začnu nejlepším strojem v naší sestavě: mohutný BMW K 1600 Grand America, který při plném zatížení váží 364 kg, zastavil na nejkratší vzdálenosti – pouhých 42 metrů. Pozoruhodné je, že ode mě nevyžadoval žádné korekční ani obranné manévry. Tento jednostopý „limuzínový“ stroj je téměř nemožné přimět ke zvednutí zadního kola, za což vděčí nejdelšímu rozvoru ze všech testovaných vozidel, konkrétně 1618 mm. Dalším trumfem BMW je přední zavěšení Duolever na „Velké Americe“. Hlavní předností této téměř automobilové konstrukce je skutečnost, že bez ohledu na intenzitu brzdění zůstává tendence ke zvedání předního kola minimální. Jinými slovy, při zpomalování nedochází k trhání ani nestabilitě – motocykl zůstává mimořádně klidný.

_{Dlouhozdvihová vidlice Africy se při nouzovém brzdění skládá jako domeček z karet, ale situace se nevyvine až k nebezpečnému zvednutí zadního kola.}

Dalším z nejlepších „brzdařů“ v našem pořadí je sportovní BMW S 1000 RR s brzdnou dráhou 42,5 metru, přestože je elektronikou nabitý jako špičkový chytrý telefon se všemi možnými funkcemi. Nabízí Dynamic Damping Control (DDC), Automatic Stability Control (ASC), Dynamic Traction Control (DTC) a inteligentní Boschův snímač opotřebení brzdových destiček, přičemž vše je propojeno se sdruženým brzdovým systémem. Ten při stisku páčky přední brzdy částečně aktivuje zadní brzdu. Je třeba dodat, že stejný brzdový systém mají všechny „velké“ motocykly BMW v našem testu, včetně BMW K 1600 GA a obou „hus“.

_{BMW S 1000 RR versus BMW X3: rozdíl 3,4 metru při brzdění ze 100 km/h – skutečné fiasko pro sportovní motocykl.}

Vrátíme-li se k motocyklům, jedna nepopiratelná skutečnost zůstává nezpochybnitelná: čím kratší je rozvor, tím nejistější je motocykl při intenzivním brzdění a tím výraznější je jeho sklon k převrácení.

Honda Africa Twin Adventure Sports, vybavená standardním dvoukanálovým ABS, mimořádně dlouhými zdvihy odpružení, předními a zadními brzdovými třmeny závislými výhradně na pokynech jezdce a předním kolem o průměru 21 palců – téměř jako u jízdního kola – obstála velmi dobře. Překvapivě navzdory těmto vlastnostem překonala svého třídního souputníka BMW R 1200 GS, který má přední kolo o průměru 19 palců a šířce profilu 120 mm. Stojí za připomenutí, že podle formálních vzorců není plocha styku přímo ovlivněna šířkou; šířka namísto toho mění tvar a orientaci styčné plochy a může v ní přerozdělit zatížení, zatímco celková plocha zůstává stejná. Pokud jde o „husu“, je pozoruhodné, že i přes množství elektroniky srovnatelné se sportovním modelem potřebovala k úplnému zastavení 45,4 metru.

BMW R 1250 GS

Jak se však říká, dostanete to, za co zaplatíte. Honda Africa Twin Adventure Sports při brzdění zvedla zadní kolo do vzduchu, zatímco BMW R 1200 GS zůstal pevný a stabilní díky charakteristickému přednímu zavěšení Telelever. Zajímavé je, že cenově dostupný BMW G 310 R, vybavený jediným brzdovým kotoučem, byť o úctyhodném průměru 300 mm, a čtyřpístkovým radiálním třmenem Bybre, což je licencovaný výrobek Brembo, zastavoval ze 100 km/h téměř jako nákladní vlak a urazil značných 48,7 metru. Je však důležité poznamenat, že podle výpočtů Podorožanského hmotnost výrazně neovlivňuje rovnici popisující maximální zpomalení. Tento „indoevropský“ model, montovaný v továrně TVS v Indii, se se svým jednoduchým dvoukanálovým ABS choval slušně. Nesnažil se vymknout kontrole, ale bližší pohled na výsledek odhaluje…

_{I při extrémním brzdění charakteristické přední zavěšení Telelever brání „huse“ v tom, aby zobákem klovla do země.}

Dále přichází na řadu „velká husa“ – BMW R 1200 GS Rallye, obutý do relativně „agresivních“ terénních pneumatik Michelin Anakee Wild, který k zastavení potřeboval 49,9 metru. Vysvětlení spočívá ve specifickém chování dezénu terénních pneumatik na asfaltu. To však přináší nežádoucí vedlejší účinek: v zatáčkách se motocykl rozkmitá a tyto pohyby se objevují i při náklonech, které by pro silniční pneumatiky byly bezvýznamné. Jde o cenu za schopnost zdolávat terén a zároveň o významný důvod přizpůsobit styl jízdy na asfaltu. Je zásadní pamatovat na to, že všechny tyto chvályhodné brzdné dráhy byly dosaženy v kontrolovaných podmínkách a v reálné nouzové situaci je třeba přičíst dalších pět, nebo dokonce deset metrů.

Přehled brzdných drah

Zde je stručný přehled brzdných drah naměřených při rychlosti 100 km/h:

BMW M4 (automobil): 36,3 m
BMW X3 (automobil): 39,1 m
BMW K 1600 Grand America: 42 m
BMW S 1000 RR: 42,5 m
Honda Africa Twin Adventure Sports: kratší než R 1200 GS, delší než S 1000 RR
BMW R 1200 GS: 45,4 m
BMW G 310 R: 48,7 m
BMW R 1200 GS Rallye (terénní pneumatiky): 49,9 m

_{* terénní pneumatiky}

Jak ABS skutečně zkracuje brzdnou dráhu

Nyní se podívejme na zásadní aspekt ABS. Pokud tento systém skutečně pomáhá zkrátit brzdnou dráhu, je to především proto, že zvyšuje stabilitu při zpomalování. Tím snižuje pravděpodobnost, že proces brzdění – a nedej bože situace ohrožující život – bude záviset pouze na pneumatikách, nikoli také na dalších prvcích konstrukce motocyklu a schopnostech jezdce. Na nerovném povrchu vozovky může ABS navíc někdy brzdnou dráhu prodloužit.

Dokázal bych však jako motocyklista překonat brzdné schopnosti alespoň crossoveru BMW X3? Tato možnost existuje, jde však převážně o hypotetický scénář. Potřebovali bychom bezvadný asfalt, nejdelší rozvor ze všech testovaných strojů – BMW K 1600 Grand America – a závodní slicky zahřáté na optimální provozní teplotu, to vše s vypnutým ABS. I potom by případné zlepšení brzdění bylo pravděpodobně jen nepatrné. Představa takové situace v každodenním životě majitele cruiseru je navíc značně přitažená za vlasy. V našem experimentu jsme změřili brzdnou dráhu BMW S 1000 RR z rychlosti 200 km/h. „Německý“ sportovní motocykl vesele poskakoval přes nerovnosti, snažil se vzdorovat gravitaci, rozhazoval zadní částí a téměř dosáhl únikové rychlosti – zastavil až po děsivých 177 metrech.

Pokud jde o motocykly s kratším rozvorem, které mají sklon zvedat zadní kolo, náš důkladný šéfredaktor tvrdí, že pravděpodobnost dosažení intenzity brzdění podobné automobilu roste s klesajícím součinitelem tření. Dodal bych, že je to stále nepravděpodobné kvůli novým překážkám, které přináší kluzká vozovka a které často zmaří každý pokus o intenzivní brzdění.

_{Rád bych připomněl fotografii z doby před 15 lety: autor tohoto článku na ní provádí stoppie na motocyklu Suzuki GSX-R1000 K3. Ohnutá a pootočená vidlice na snímku je výraznou připomínkou toho, jak důležité je znát vlastní limity. Naštěstí se mi tehdy podařilo bezpečně dopadnout s motocyklem na obě kola.}

Dokážete na motocyklu brzdit lépe než ABS?

Lze tedy na motocyklu překonat ABS? Odpověď zní ano, ale s významnými výhradami. Na závodních okruzích se mi to několikrát podařilo. Vyžaduje to však ideální podmínky, například zahřáté závodní slicky, bezvadný asfalt a předem určená místa na trati, kde jsem začínal brzdit. Motocykl jsem navíc nezastavoval úplně, pouze jsem před zatáčkou snižoval rychlost. Tyto podmínky mají k běžné jízdě velmi daleko. Proto na svém KTM 990 SMT, u kterého lze ABS pohodlně vypnout jediným stisknutím tlačítka, nechávám systém zpravidla zapnutý. Co když prší, povrch vozovky je nerovný nebo ostatní účastníci provozu provedou nečekaný manévr? Ve všech těchto situacích ABS překoná brzdné schopnosti 99,9 % motocyklistů bez ohledu na jejich zkušenosti.

Nyní si představme motocykl, který ABS vůbec nemá. V takovém případě se doporučuje „stlačit“ zadní odpružení použitím zadní brzdy a současně plynule stisknout páčku přední brzdy tak, aby se přední kolo pohybovalo těsně na hranici zablokování. Zajímavé je, že tato rada platí i pro motocykly vybavené ABS. Majitelé pokročilých motocyklů s kombinovanými brzdovými systémy však mohou ovládat pouze páčku přední brzdy a zbytek přenechat elektronickým řídicím systémům. V budoucnu možná tyto systémy nebudou pouze určovat způsob brzdění, ale budou také rozhodovat o směru naší jízdy. Než tato budoucnost nastane, volba mezi motocyklem s ABS a bez něj se redukuje na jednoduchou otázku: mám dost štěstí a dobré zdraví na to, abych si mohl dovolit motocykl bez ABS?

Pneumatiky použité při testu

Zde je přehled pneumatik, které byly při testování namontovány na jednotlivá vozidla:

BMW M4: Michelin Pilot Super Sport, 255/35 R19 (vpředu), 275/35 R19 (vzadu)
Kia Stinger GT: Continental SportContact 6, 225/40 R19 (vpředu), 255/35 R19 (vzadu)
BMW X3: Pirelli Cinturato P7, 245/50 R19
BMW K 1600 Grand America: Bridgestone Battlax BT-022, 120/70 R17 (vpředu), 190/55 R17 (vzadu)
BMW S 1000 RR: Pirelli Diablo Supercorsa, 120/70 R17 (vpředu), 190/55 R17 (vzadu)
Honda Africa Twin Adventure Sports: Dunlop Trailmax D610, 90/90 R21 (vpředu), 150/70 R18 (vzadu)
BMW R 1200 GS: Michelin Anakee, 120/70 R19 (vpředu), 170/60 R17 (vzadu)
BMW G 310 R: Michelin Pilot Street Radial, 110/70 R17 (vpředu), 150/60 R17 (vzadu)
BMW R 1200 GS Rallye: Michelin Anakee Wild, 120/70 R19 (vpředu), 170/60 R17 (vzadu)

Specifika ABS u jednostopých vozidel: standardní ABS versus ABS do zatáček

Dvoukanálové ABS využívá údaje ze snímačů, které měří úhlovou rychlost předního a zadního kola. Když zjistí rozdíl naznačující možnost zablokování jednoho kola, upraví tlak v příslušném brzdovém okruhu tak, že jej nejprve sníží a poté znovu zvýší. Mezi automobily a motocykly však existuje zásadní rozdíl. Automobily se při jízdě naklánějí jen nepatrně, pokud vůbec, a často opačným směrem od středu zatáčky. Motocykly se naproti tomu při zatáčení naklánějí vždy. Rakouský výrobce KTM ve spolupráci se společností Bosch v roce 2014 představil na modelu KTM 1190 Adventure systém známý jako „Cornering ABS“ a stal se průkopníkem této technologie. BMW jej následovalo v roce 2015 a svou verzi nazvalo „ABS Pro“, samozřejmě rovněž za účasti společnosti Bosch. Tyto systémy využívají nejen snímače rychlosti kol, ale také snímač náklonu. Neurčují pouze úhel náklonu, nýbrž analyzují také údaje o podélném a příčném zrychlení, poloze plynu, zařazeném převodovém stupni, režimu motoru a dalších parametrech. Na základě těchto údajů rozhodují, jak rozdělit zatížení mezi přední a zadní brzdu v kombinovaném brzdovém systému. Bosch tvrdí, že tato rozhodnutí probíhají neuvěřitelných stokrát za sekundu.

Schéma brzdového systému Race ABS na motocyklu BMW S 1000 RR.

Podívejme se nyní, jak se to projevuje v reálné praxi. Když vyjedu se svým KTM 990 SMT na okruh, často zjišťuji, že běžné ABS v zatáčkách zasahuje příliš agresivně. Uvolní brzdy dlouho před skutečně kritickým okamžikem, přičemž zároveň dochází k nechtěnému narovnání jízdní stopy. Zásah „ABS do zatáček“ na BMW S 1000 RR nebo KTM 1190 je naproti tomu téměř nepostřehnutelný. Přesto funguje výborně, protože mi umožňuje posunout body brzdění bez zvětšení poloměru zatáčky. I během nejintenzivnější fáze brzdění si zachovávám přesnou kontrolu nad motocyklem, mohu měnit jeho dráhu a provádět manévry, o kterých se mi dříve ani nesnilo.

Správné držení brzdové páčky prsty

Nyní se podívejme na jedno z nejdiskutovanějších témat mezi motocyklisty: kolik prstů používat na brzdové páčce – jeden, dva, nebo snad všechny čtyři? Odpověď je jednoduchá: použijte tolik prstů, kolik je nutné k účinnému zpomalení konkrétního motocyklu, a zároveň si zachovejte úplnou kontrolu nad rukojetí řídítek.

Technika ovládání brzdové páčky dvěma prsty pro rychlou reakci.

Hlavní závěry: brzdná dráha motocyklu a automobilu

Automobily při nouzovém brzdění téměř vždy zastaví rychleji než motocykly díky širšímu rozchodu kol, čtyřem styčným plochám a delšímu rozvoru vzhledem k poloze těžiště.
Délka rozvoru a výška těžiště jsou nejdůležitějšími faktory ovlivňujícími brzdnou dráhu a stabilitu motocyklu.
ABS samo o sobě nemusí nutně zkrátit brzdnou dráhu – jeho hlavní výhodou je stabilita a konzistentní chování, zejména pro méně zkušené jezdce.
ABS do zatáček (BMW ABS Pro, KTM Cornering ABS) umožňuje brzdit v náklonu, což standardní ABS nedokáže bezpečně zajistit.
Terénní pneumatiky prodlužují brzdnou dráhu na asfaltu a mohou snižovat pocit stability v zatáčkách.
Ke každé zveřejněné brzdné dráze připočtěte 5–10 metrů, abyste zohlednili reakční dobu a skutečné podmínky na silnici.

Autor: Vladimir Zdorov
Foto: Nikita Kolobanov

Toto je překlad. Původní článek si můžete přečíst zde: Bod bez návratu: zkoumáme podrobnosti brzdění na motocyklu a v automobilu