Hemlunarvegalengd mótorhjóls og bíls: hvort stöðvast hraðar í neyð?

Á pappírnum höfum við niðurstöður mælinga sem gerðar voru með nákvæmnistækjum; á tölvuskjánum höfum við ramma úr myndbandsupptöku. Þegar ég skoða þá get ég ekki annað en fundið fyrir létti yfir því að hafa verið á mótorhjólinu, um þremur metrum fyrir aftan bílinn. Nú ætlum við að útkljá deiluna um hvort hefur styttri hemlunarvegalengd, bíll eða mótorhjól. Fyrir þá sem vilja fá stutta svarið áður en þeir kafa ofan í alla prófunina: við neyðarhemlun stöðvast bílar nær alltaf hraðar en mótorhjól. Og sú vitneskja skiptir ekki aðeins máli fyrir mótorhjólamenn — að minnsta kosti þá skynsömu — heldur einnig fyrir ökumenn bíla.

Hvers vegna halda margir að mótorhjól hemli betur en bílar?

Misskilningurinn um að mótorhjól eigi að geta hægt á sér jafn vel og þau hraða sér — sérstaklega á þurru og sléttu yfirborði — stafar líklega af glæsilegri hröðun þeirra. Jafnvel hin látlausa BMW G 310 R, með 34 hestafla eins strokks vél, nær 100 km/klst. á aðeins sjö sekúndum. Því mætti ætla að mótorhjól hemluðu jafn glæsilega þegar skyndilega þarf að stöðva. Hemlunarprófun okkar við raunverulegar aðstæður sýnir hvers vegna sú ályktun stenst ekki.

Prófunarökutækin: bílar og mótorhjól borin saman

Fjórhjóla hópinn skipuðu BMW M4, Kia Stinger GT og BMW X3. Í tveggja hjóla hópnum var fjölbreytt úrval, allt frá stóra ferðakrúsernum BMW K 1600 Grand America til hins látlausa götuhjóls BMW G 310 R. Þar á milli voru þrjú ævintýraferðahjól (Honda Africa Twin Adventure Sports, BMW R 1200 GS og BMW R 1200 GS Rallye), auk sporthjólsins BMW S 1000 RR. Þegar BMW GS Rallye, sem var á torfærudekkjum, er einnig tekið með náði mótorhjólahópurinn yfir afar breitt svið gerða:

• BMW K 1600 Grand America – stór ferðakrúser
• BMW S 1000 RR – ofursporthjól
• Honda Africa Twin Adventure Sports – ævintýraferðahjól, 21 tommu framhjól
• BMW R 1200 GS – ævintýraferðahjól, götudekk
• BMW R 1200 GS Rallye – ævintýraferðahjól, torfærudekk
• BMW G 310 R – götuhjól fyrir byrjendur

Hvernig við prófuðum hemlunarvegalengdina

Við völdum viljandi vegi sem voru ekki fullkomlega sléttir, svipaða þeim sem fólk mætir í daglegum akstri. Loftþrýstingur í dekkjum var stilltur samkvæmt ráðleggingum framleiðenda. Við hemlun líktum við skyndilegri, fullri ástigun á hemlafótstigið — á mótorhjólunum var framhemlahandfanginu og afturhemlafótstiginu beitt — þar til ABS-kerfið tók við og stöðvaði ökutækið alveg.

Eðlisfræði hemlunar mótorhjóla

Virkni hemlunar mótorhjóls ræðst af fjölmörgum þáttum, þar á meðal:

• Gripareiginleikum og uppbyggingu hjólbarðanna
• Kröftum og tregðuvægjum
• Breytingum á samþjöppun framgaffalsins við hraðaminnkun
• Stöðu og hreyfingum ökumannsins
• Hönnun hemlakerfisins
• ABS og öðrum háþróuðum aðstoðarkerfum

Aðalritstjórinn okkar, sem hefur mikla ástríðu fyrir mótorhjólum en er jafnframt óvægilega nákvæmur, myndi þó krefjast umræðu um hugtök á borð við „lítinn hemlunarkraft“ eða, enn verra, „því breiðara sem dekkið er, þeim mun stærri er snertiflöturinn“. Hann myndi samstundis draga fram blað þakið vigurum bæði langsum og þversum og halda linnulaust áfram þar til náðst hefði rökstutt samkomulag um stærð núningskraftsins á snertifleti dekksins við veginn.

Í stuttu máli: því lengra sem hjólhafið er og því lægri sem þyngdarmiðjan er, þeim mun styttri verður hemlunarvegalengdin. Þá verða færri óæskileg hliðaráhrif við mikla hraðaminnkun, svo sem stoppie eða sveiflur í afturendanum, sem sporthjól og nakin hjól með stutt hjólhaf eru sérstaklega viðkvæm fyrir. Þar fyrir utan eru ýmis smáatriði sem vert er að skoða.

Atvinnukappakstursmenn nota aðferð sem kölluð er „að þjappa fjöðruninni“ til að hámarka grip við yfirborðið. Keppendur í ýmsum mótaröðum „fletja“ framgaffalinn og miðlæga höggdeyfinn til að leggja álag á bæði hjól og stækka þannig snertiflöt þeirra. Þótt margt fylgi línulegum samböndum — núningskrafturinn á snertifletinum er margfeldi núningsstuðulsins og þungans sem hvílir á hjólinu — er stærri snertiflötur sannarlega kostur við hemlun. Löngu áður en framdekkið missir grip byrja þó flest mótorhjól með stutt hjólhaf að lyfta afturhjólinu. Til að seinka því færa kappakstursmenn sig eins langt aftur og hægt er við hemlun og færa þannig þyngdarmiðjuna í átt að afturhjólinu. Þessar aðferðir eru algengar í atvinnukappakstri á lokuðum brautum þar sem brot úr sekúndu skipta sköpum. En hvað gerist á venjulegum vegum?

Niðurstöður hemlunarvegalengdar bíla: frá 100 km/klst. að kyrrstöðu

Við hraða hemlun úr 100 km/klst. skiluðu öll fjórhjóla ökutækin, eins og við mátti búast, mismunandi niðurstöðum:

• BMW M4: 36,3 metrar
• BMW X3: 39,1 metrar

Auðvitað slökktum við ekki á ABS, sérstaklega þar sem mótorhjól hafa lengi verið búin læsivörn hemla. Raunar hefur ABS verið skylda á öllum nýjum mótorhjólum með stærri vél en 125 rúmsentímetra sem seld eru í Evrópu frá árinu 2015. BMW var meðal brautryðjenda og kynnti BMW K 100, fjöldaframleitt mótorhjól með ABS, strax árið 1987.

Hvað gerist þegar framhjól mótorhjóls læsist?

Jafnvel reyndir ökumenn, eins og sjá má í efsta flokki MotoGP, geta gert þau afdrifaríku mistök að læsa framhjólinu. Slíkt endar nær alltaf illa, allt frá tiltölulega mildri rennu niður á jörðina til þess að ökumaðurinn kastast upp í loftið við óheppilegar aðstæður. Mikilvægt er að hafa í huga að framhjól getur einnig læst á mótorhjóli með ABS. Væri ABS heimilt í keppnum er líklegt að löngun áhorfenda í meira sjónarspil og hagnaðarsjónarmið mótshaldara og sjónvarpsstöðva leiddu til fleiri slysa.

Afturhjól sem læsist er einnig mjög óæskilegt. Þótt það leiði ekki alltaf til falls er afturendi sem sveiflast til hliðanna hvorki vinur stöðugleika né styttri hemlunarvegalengdar.

Niðurstöður hemlunarvegalengdar mótorhjóla: frá 100 km/klst. að kyrrstöðu

Nú skulum við beina sjónum að mótorhjólunum. Ég byrja á því sem stóð sig best: hið þunga BMW K 1600 Grand America — 364 kg fullhlaðið — stöðvaðist á stystu vegalengdinni, aðeins 42 metrum. Það sem meira er, ég þurfti hvorki að leiðrétta né grípa til varnarviðbragða. Nánast ómögulegt er að fá þessa tveggja hjóla limósínu til að fara í stoppie, og þar kemur lengsta hjólhaf prófunarhópins, 1.618 mm, við sögu. Tromp BMW er auk þess Duolever-framfjöðrunin á „Stóru Ameríku“. Sérstaða þessarar nær bíllíku hönnunar er að tilhneiging framhjólsins til að lyftast helst lítil, sama hversu fast er hemlað. Með öðrum orðum verða hvorki rykkir né óstöðugleiki við hraðaminnkun — mótorhjólið helst óhagganlega stöðugt.

Næst á lista „hemlunarmeistaranna“ er sporthjólið BMW S 1000 RR með 42,5 metra hemlunarvegalengd, þótt það sé hlaðið rafeindabúnaði eins og fullkominn hátæknisnjallsími. Það er búið Dynamic Damping Control (DDC), Automatic Stability Control (ASC), Dynamic Traction Control (DTC) og snjallskynjara Bosch fyrir slit hemlaklossa, allt samþætt við samtengt hemlakerfi. Þegar framhemlahandfanginu er beitt virkjar kerfið afturhemilinn að hluta. Sama hemlakerfi er á öllum „stóru“ BMW-hjólunum í prófuninni, þar á meðal BMW K 1600 GA og báðum „gæsunum“.

Ef við snúum aftur að mótorhjólunum stendur ein óhrekjanleg staðreynd eftir: því styttra sem hjólhafið er, þeim mun ótryggara verður mótorhjólið við mikla hemlun og þeim mun greinilegri verður tilhneiging þess til að steypast fram fyrir sig.

Honda Africa Twin Adventure Sports, með hefðbundið tveggja rása ABS, einstaklega langa fjöðrun, hemlaklossaklemmur að framan og aftan sem ráðast eingöngu af inntaki ökumannsins og 21 tommu framhjól sem minnir næstum á reiðhjól, stóð sig afar vel. Þrátt fyrir þessa eiginleika reyndist það óvænt betur en keppinauturinn BMW R 1200 GS, sem er með 19 tommu framhjól og 120 mm breitt dekk. Rétt er að rifja upp að samkvæmt fræðilegum jöfnum ræðst flatarmál snertiflatarins ekki beint af breiddinni; breiddin breytir fremur lögun og stefnu snertiflatarins og getur dreift álagi innan hans án þess að heildarflatarmálið breytist. „Gæsin“ þurfti hins vegar 45,4 metra til að stöðvast alveg, þrátt fyrir rafeindabúnað sem minnir á búnað sporthjólsins.

En eins og sagt er fær maður það sem maður borgar fyrir. Honda Africa Twin Adventure Sports lyfti afturhjólinu við hemlun, en BMW R 1200 GS hélst traust og stöðugt þökk sé einkennandi Telelever-framfjöðruninni. Ódýra BMW G 310 R, með einum hemladiski — þó 300 mm í þvermál — og fjögurra stimpla geislastilltri hemlaklossaklemmu frá Bybre, sem er framleidd með leyfi Brembo, stöðvaðist hins vegar úr 100 km/klst. nánast eins og vöruflutningalest og þurfti heila 48,7 metra. Samkvæmt útreikningum Podorozhansky hefur massi þó ekki veruleg áhrif á jöfnuna sem lýsir mestu mögulegu hraðaminnkun. Þetta „indóevrópska“ módel, sem er sett saman í verksmiðju TVS á Indlandi, hagaði sér sæmilega með einföldu tveggja rása ABS-kerfi sínu. Það reyndi ekki að missa stjórn, en þegar niðurstaðan er skoðuð nánar kemur í ljós…

Næst kom „stóra gæsin“, BMW R 1200 GS Rallye, á tiltölulega „árásargjörnum“ Michelin Anakee Wild-torfærudekkjum. Hún þurfti 49,9 metra til að stöðvast. Skýringin felst í því hvernig gróft mynstur torfærudekkja vinnur á malbiki. Því fylgir þó óvelkomin aukaverkun: mótorhjólið vaggar í beygjum, jafnvel við halla sem hefði lítil áhrif á götudekk. Þetta er gjaldið fyrir torfærugetuna og góð ástæða til að laga aksturslagið að malbiki. Mikilvægt er að muna að allar þessar ágætu hemlunarvegalengdir fengust við stýrðar aðstæður; í raunverulegu neyðartilviki ætti að bæta fimm eða jafnvel tíu metrum við þær.

Hemlunarvegalengdir í hnotskurn

Hér er stutt yfirlit yfir hemlunarvegalengdirnar sem mældust úr 100 km/klst.:

• BMW M4 (bíll): 36,3 m
• BMW X3 (bíll): 39,1 m
• BMW K 1600 Grand America: 42 m
• BMW S 1000 RR: 42,5 m
• Honda Africa Twin Adventure Sports: styttra en R 1200 GS, lengra en S 1000 RR
• BMW R 1200 GS: 45,4 m
• BMW G 310 R: 48,7 m
• BMW R 1200 GS Rallye (torfærudekk): 49,9 m

Hvernig ABS dregur raunverulega úr hemlunarvegalengd

Nú skulum við skoða mikilvægan þátt ABS. Ef kerfið hjálpar í raun til við að stytta hemlunarvegalengdina er það fyrst og fremst vegna þess að það eykur stöðugleika við hraðaminnkun. Þannig minnka líkurnar á að hemlunin — og, guð forði, lífshættulegar aðstæður — ráðist eingöngu af dekkjunum fremur en öðrum þáttum í hönnun mótorhjólsins og færni ökumannsins. Á ójöfnu vegyfirborði getur ABS jafnvel stundum lengt hemlunarvegalengdina.

En gæti ég, sem mótorhjólamaður, hemlað betur en að minnsta kosti BMW X3-jeppinn? Það er mögulegt, en að mestu aðeins í fræðilegu dæmi. Til þess þyrftum við fullkomið malbik, lengsta hjólhaf prófunarhópsins — BMW K 1600 Grand America — kappakstursslikka hitaða að kjörhitastigi og slökkt ABS. Jafnvel þá yrði ávinningurinn líklega lítill. Slíkar aðstæður í daglegu lífi eiganda ferðakrúsers eru auk þess langsóttar. Í prófuninni mældum við einnig hemlunarvegalengd BMW S 1000 RR úr 200 km/klst. „Þýska“ sporthjólið skoppaði kátlega yfir ójöfnur, reyndi að ögra þyngdaraflinu, sveiflaði afturendanum og nálgaðist næstum lausnarhraða — áður en það stöðvaðist eftir ógnvekjandi 177 metra.

Varðandi mótorhjól með styttra hjólhaf sem eiga það til að fara í stoppie heldur hinn nákvæmi aðalritstjóri okkar því fram að líkurnar á bíllíkri hemlun aukist þegar núningsstuðullinn lækkar. Ég myndi bæta við að það sé samt ólíklegt, vegna þess að hálir vegir skapa nýjar hindranir sem koma oft í veg fyrir mjög harða hemlun.

Er hægt að hemja betur en ABS á mótorhjóli?

Er þá hægt að fara fram úr ABS við hemlun á mótorhjóli? Svarið er já, en með verulegum fyrirvörum. Mér hefur tekist það nokkrum sinnum á kappakstursbrautum. Til þess þarf þó kjöraðstæður: upphitaða kappakstursslikka, óaðfinnanlegt malbik og fyrirfram ákveðna staði á brautinni þar sem hemlun hefst. Þar að auki stöðvaði ég mótorhjólið ekki alveg heldur hægði aðeins á því fyrir beygju. Þessar aðstæður eru fjarri raunverulegum akstri. Þess vegna hef ég ABS yfirleitt virkt á KTM 990 SMT-hjólinu mínu, þótt auðvelt sé að slökkva á því með einum hnappi. Hvað ef það rignir, yfirborðið er ójafnt eða aðrir vegfarendur taka óvæntar ákvarðanir? Við allar slíkar aðstæður mun ABS hemja betur en 99,9% mótorhjólamanna, óháð reynslu þeirra.

Nú skulum við íhuga mótorhjól sem hefur ekkert ABS. Þá er ráðlegt að „setja“ afturfjöðrunina niður með því að beita afturhemlinum og toga um leið jafnt og mjúklega í framhemlahandfangið, þannig að framhjólið haldist alveg við mörk þess að læsast. Athyglisvert er að þessi ráðlegging gildir einnig um mótorhjól með ABS. Eigendur háþróaðra mótorhjóla með samtengdum hemlakerfum geta hins vegar eingöngu notað framhemlahandfangið og látið rafeindastýringuna sjá um hitt. Í framtíðinni kunna þessi rafeindakerfi ekki aðeins að ákveða hvernig hemlum er beitt heldur einnig hvaða aksturslínu við tökum. Þar til sú framtíð rennur upp snýst valið milli mótorhjóls með eða án ABS um eina einfalda spurningu: hef ég næga heppni og líkamlega heilsu til að hafa efni á mótorhjóli án ABS?

Hjólbarðar sem notaðir voru í prófuninni

Hér er yfirlit yfir hjólbarðana sem voru á hverju ökutæki í prófuninni:

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

Sérkenni ABS á tveggja hjóla ökutækjum: hefðbundið ABS gegn beygju-ABS

Tveggja rása ABS byggir á gögnum frá skynjurum sem mæla hornhraða fram- og afturhjóls. Þegar kerfið greinir mun — sem bendir til þess að annað hjólið geti læst — stýrir það þrýstingnum í viðkomandi hemlarás með því að minnka hann og auka síðan aftur. Grundvallarmunur er þó á bílum og mótorhjólum. Bílar hallast lítið, ef þeir hallast á annað borð, og oft í gagnstæða átt við miðju beygjunnar. Mótorhjól hallast hins vegar alltaf í beygjum. Árið 2014 kynnti austurríski framleiðandinn KTM, í samstarfi við Bosch, svokallað „Cornering ABS“ á KTM 1190 Adventure og varð þar með brautryðjandi í tækninni. BMW fylgdi á eftir árið 2015 og nefndi sína útgáfu „ABS Pro“, að sjálfsögðu með aðkomu Bosch. Kerfin nota meira en hjólhraðaskynjara og bæta við hallaskynjara. Þau greina ekki aðeins hallahornið heldur vinna einnig úr gögnum um lang- og þverhröðun, stöðu inngjafar, valinn gír, vélarstillingu og fleira. Út frá þessum gögnum ákveða þau hvernig hemlunarálaginu er skipt milli fram- og afturhemla í samtengda kerfinu. Bosch segir að þessar ákvarðanir séu teknar ótrúlega 100 sinnum á sekúndu.

Nú skulum við skoða hvernig þetta virkar í reynd. Þegar ég fer með KTM 990 SMT-hjólið mitt á brautina finnst mér hefðbundið ABS oft grípa of harkalega inn í beygjum. Það losar hemlana löngu áður en raunverulega hættulegu augnabliki er náð og réttir um leið aksturslínuna ósjálfrátt. Inngrip beygju-ABS á BMW S 1000 RR eða KTM 1190 er hins vegar nær ómerkjanlegt. Samt virkar það frábærlega og gerir mér kleift að færa hemlunarpunktana aftar án þess að auka beygjuradíusinn. Jafnvel í virkasta hluta hemlunarinnar held ég nákvæmri stjórn á mótorhjólinu, get breytt aksturslínunni og framkvæmt hreyfingar sem mig hefði áður ekki einu sinni dreymt um.

Rétt fingratak á hemlahandfanginu

Nú skulum við taka eitt umdeildasta umræðuefni mótorhjólamanna: hversu marga fingur á að nota á hemlahandfangið — einn, tvo eða jafnvel alla fjóra? Svarið er einfalt: notaðu eins marga fingur og þarf til að hægja á þínu mótorhjóli á áhrifaríkan hátt, en haltu jafnframt fullri stjórn á stýrinu.

Helstu niðurstöður: hemlunarvegalengd mótorhjóls og bíls

• Bílar stöðvast nær alltaf hraðar en mótorhjól við neyðarhemlun, meðal annars vegna breiðara hjólspors, fjögurra snertiflata og lengra hjólhafs miðað við hæð þyngdarmiðjunnar.
• Lengd hjólhafsins og hæð þyngdarmiðjunnar eru stærstu áhrifaþættirnir á hemlunarvegalengd og stöðugleika mótorhjóls.
• ABS styttir ekki endilega hemlunarvegalengdina eitt og sér — helsti ávinningurinn er stöðugleiki og fyrirsjáanleiki, einkum fyrir minna reynda ökumenn.
• Beygju-ABS (BMW ABS Pro, KTM Cornering ABS) gerir kleift að hemja meðan mótorhjólið hallar, sem hefðbundið ABS getur ekki gert með sama öryggi.
• Torfærudekk lengja hemlunarvegalengd á malbiki og geta gert mótorhjólið óstöðugra í beygjum.
• Bættu 5–10 metrum við allar birtar hemlunarvegalengdir til að taka mið af raunverulegum viðbragðstíma og vegaaðstæðum.

Höfundur: Vladimir Zdorov
Ljósmyndir: Nikita Kolobanov

Þetta er þýðing. Upprunalegu greinina má lesa hér: Engin leið til baka: kafað ofan í smáatriði hemlunar mótorhjóla og bíla