Distanța de frânare a motocicletei vs. automobilului: care se oprește mai repede în caz de urgență?

Pe hârtie avem rezultatele măsurătorilor efectuate cu instrumente de precizie; pe ecranul computerului avem cadre dintr-o filmare. În timp ce le analizez, nu pot să nu mă simt ușurat că eram pe motocicletă, la aproximativ trei metri în spatele automobilului. Suntem pe punctul de a tranșa disputa privind distanța de frânare mai scurtă: cea a unui automobil sau cea a unei motociclete. Pentru cei care doresc răspunsul pe scurt înainte de a parcurge întregul nostru test al distanței de frânare: în situațiile de frânare de urgență, automobilele se opresc aproape întotdeauna mai repede decât motocicletele. Iar această concluzie este importantă nu numai pentru motocicliști — cel puțin pentru cei chibzuiți —, ci și pentru șoferi.

De ce cred oamenii că motocicletele frânează mai bine decât automobilele?

Concepția greșită potrivit căreia motocicletele ar trebui să încetinească la fel de eficient pe cât accelerează — mai ales pe suprafețe uscate și netede — provine probabil din dinamica lor impresionantă de accelerare. Chiar și un BMW G 310 R aparent modest, cu motorul său monocilindric discret de 34 de cai putere, poate ajunge la 100 km/h în doar șapte secunde. Prin urmare, cineva s-ar putea aștepta ca motocicletele să frâneze la fel de impresionant atunci când apare necesitatea unei opriri de urgență. Testul nostru de frânare în condiții reale arată de ce această presupunere nu se confirmă.

Vehiculele testate: comparație între automobile și motociclete

Grupul vehiculelor cu patru roți a fost reprezentat de BMW M4, Kia Stinger GT și BMW X3. În tabăra vehiculelor cu două roți am avut o gamă diversă, de la impunătorul cruiser de turism BMW K 1600 Grand America până la discretul roadster BMW G 310 R. Între acestea s-au aflat trei motociclete adventure-touring — Honda Africa Twin Adventure Sports, BMW R 1200 GS și BMW R 1200 GS Rallye —, alături de motocicleta sport BMW S 1000 RR. Luând în calcul și BMW GS Rallye, echipat cu anvelope off-road, selecția noastră de motociclete a acoperit o varietate cu adevărat amplă de stiluri, printre care:

BMW K 1600 Grand America – cruiser de turism de dimensiuni mari
BMW S 1000 RR – supersport
Honda Africa Twin Adventure Sports – motocicletă adventure-touring, roată față de 21 de inchi
BMW R 1200 GS – motocicletă adventure-touring, anvelope de șosea
BMW R 1200 GS Rallye – motocicletă adventure-touring, anvelope off-road
BMW G 310 R – roadster pentru începători

BMW M2 Coupé, BMW M4 Coupé și BMW X3 vs. BMW G 310 R, BMW S 1000 RR, BMW K 1600 Grand America și BMW R 1200 GS Rallye

Cum am testat distanța de frânare

Am ales în mod intenționat drumuri care nu erau perfect netede, asemănătoare celor întâlnite în deplasările de zi cu zi. Presiunea în anvelope a fost reglată conform recomandărilor producătorilor. În timpul frânării, am simulat o apăsare de panică a pedalei de frână — în cazul motocicletelor, a manetei frânei față și a pedalei frânei spate — până când ABS-ul a intervenit și ne-a adus la oprire completă.

Verificarea motocicletei BMW R 1200 GS înaintea unui test de rulare

Fizica frânării unei motociclete

Eficiența frânării unei motociclete este influențată de numeroși factori, printre care:

Caracteristicile de aderență și construcția anvelopelor
Forțele și momentele de inerție
Modificările compresiei furcii în timpul decelerării
Poziția și mișcările motociclistului
Proiectarea sistemului de frânare
Prezența ABS-ului și a altor sisteme avansate de asistență

Totuși, redactorul nostru-șef, pasionat de motociclete și neabătut de meticulos, ar insista să discutăm concepte precum „forță de frânare redusă” sau, și mai rău, „cu cât anvelopa este mai lată, cu atât pata de contact este mai mare”. Ar scoate imediat o foaie de hârtie acoperită cu vectori longitudinali și transversali și ar porni într-o căutare neobosită a unui consens bine argumentat privind mărimea forței de frecare din pata de contact a anvelopei cu drumul.

Forțele care acționează asupra motocicletei și motociclistului în timpul frânării într-un sistem de referință neinerțial — asociat unei motociclete accelerate.

M – centrul de masă al sistemului “motocicletă + motociclist”.
F = Mg – forța gravitațională orientată vertical în jos din centrul de masă.
Fin – forța de inerție. În timpul frânării — decelerării —, aceasta este orientată în direcția de deplasare, înainte.
F1 și F2 – forțele normale de apăsare — sau reacțiunile solului — asupra roții față și, respectiv, asupra roții spate. În timpul frânării, greutatea este redistribuită către roata față (\(F_1 > F_2)).
Fsc1 și Fsc2 – forțele de tracțiune — frecare — ale roților față și spate. În timpul frânării, acestea sunt orientate în sens opus deplasării, înapoi.

Pe scurt, cu cât ampatamentul este mai lung și centrul de greutate este mai jos, cu atât distanța de frânare este mai mică. Astfel apar mai puține efecte nedorite în timpul unei decelerări intense, precum stoppie-urile sau oscilațiile părții din spate, la care motocicletele sport și naked cu ampatament scurt sunt deosebit de predispuse. Dincolo de aceasta, există numeroase nuanțe care merită analizate.

_{Pe aproape orice motocicletă există autocolante care indică presiunea corectă.}

Piloții profesioniști folosesc un concept cunoscut drept „comprimarea suspensiei” pentru a maximiza aderența la suprafață. Concurenții din diferite discipline „aplatizează” furca față și monoamortizorul pentru a încărca ambele roți, mărind astfel pata de contact. Deși multe aspecte sunt definite de relații liniare — forța de frecare din pata de contact este produsul dintre coeficientul de frecare și greutatea suportată de roată —, în contextul frânării, o pată de contact mai mare reprezintă într-adevăr un avantaj. Totuși, cu mult înainte ca anvelopa față să piardă aderența, majoritatea motocicletelor cu ampatament scurt încep să ridice roata spate de la sol. Pentru a întârzia acest fenomen, piloții se apleacă cât mai mult în spate în timpul frânării, deplasând centrul de greutate către roata spate. Aceste strategii sunt însă răspândite în competițiile profesioniste desfășurate pe circuite închise, unde fracțiunile de secundă fac diferența. Dar ce se întâmplă pe drumurile obișnuite?

Rezultatele distanței de frânare a automobilelor: de la 100 km/h până la oprire

După cum era de așteptat, toate vehiculele cu patru roți au produs rezultate diferite atunci când au decelerat rapid de la 100 km/h:

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

Desigur, nu am dezactivat ABS-ul, mai ales că și motocicletele sunt echipate de mult timp cu sisteme antiblocare. De fapt, din 2015, ABS-ul este obligatoriu pentru toate motocicletele noi cu motoare de peste 125 cm³ vândute în Europa. De altfel, BMW s-a numărat printre pionieri, lansând încă din 1987 modelul de serie BMW K 100 echipat cu ABS.

BMW R1200GS și BMW R1200GS Adventure

Ce se întâmplă când se blochează roata față a unei motociclete

Chiar și piloții experimentați, după cum se vede în cursele clasei principale MotoGP, pot comite greșeala critică de a bloca roata față — un scenariu care duce inevitabil la probleme, de la o alunecare relativ ușoară până la sol și, în împrejurări nefericite, până la proiectarea pilotului în aer. Este important de menționat că blocarea roții față poate apărea și la motocicletele echipate cu ABS. Dacă ABS-ul ar fi permis în curse, este rezonabil să presupunem că dorința publicului pentru spectacol și interesele comerciale ale organizatorilor și televiziunilor ar conduce probabil la mai multe căzături.

Și blocarea roții spate este extrem de nedorită. Deși nu provoacă întotdeauna o căzătură, balansarea laterală a părții din spate nu favorizează nici stabilitatea, nici reducerea distanței de frânare.

BMW Seria 2 și BMW K 1600 Grand America

Rezultatele distanței de frânare a motocicletelor: de la 100 km/h până la oprire

Să ne îndreptăm acum atenția către motociclete. Voi începe cu cea mai performantă din grup: masivul BMW K 1600 Grand America — 364 kg complet încărcat — s-a oprit pe cea mai scurtă distanță, de numai 42 de metri. În mod remarcabil, nu a necesitat nicio manevră de compensare sau defensivă din partea mea. Este aproape imposibil să determini această limuzină pe două roți să execute un stoppie, iar meritul îi revine celui mai lung ampatament dintre vehiculele testate — 1618 mm. În plus, atuul BMW este suspensia față Duolever a modelului „Big America”. Caracteristica distinctivă a acestei construcții aproape automobilistice este că, indiferent cât de puternic frânezi, tendința de ridicare a roții față rămâne minimă. Cu alte cuvinte, în timpul decelerării nu apar smucituri sau instabilitate — motocicleta rămâne ferm stabilă.

_{Furca cu cursă lungă a modelului Africa Twin se comprimă ca un castel de cărți la frânarea de urgență, dar nu ajunge la dezvoltarea periculoasă a unui stoppie.}

Următoarea pe lista noastră a „specialistelor în frânare” este motocicleta sport BMW S 1000 RR, cu o distanță de frânare de 42,5 metri, deși este încărcată cu electronică asemenea unui smartphone de ultimă generație, cu toate dotările. Dispune de Dynamic Damping Control — DDC —, Automatic Stability Control — ASC —, Dynamic Traction Control — DTC — și de senzorul inteligent Bosch pentru uzura plăcuțelor de frână, toate integrate într-un sistem de frânare combinată. Acest sistem aplică parțial frâna spate atunci când este acționată maneta frânei față. Merită menționat că același sistem de frânare este instalat pe toate modelele BMW „mari” din test, inclusiv BMW K 1600 GA și cele două „gâște”.

_{BMW S 1000 RR vs. BMW X3: diferență de 3,4 metri la frânarea de la 100 km/h — un adevărat fiasco pentru motocicleta sport.}

Revenind la discuția despre motociclete, un adevăr incontestabil rămâne valabil: cu cât ampatamentul este mai scurt, cu atât motocicleta devine mai instabilă în timpul unei frânări intense — iar tendința sa de a se răsturna înainte devine mai evidentă.

Honda Africa Twin Adventure Sports, echipată cu ABS standard pe două canale, o cursă a suspensiei neobișnuit de lungă, etriere față și spate care depind exclusiv de comenzile pilotului și o roată față cu diametrul de 21 de inchi — aproape ca o roată de bicicletă —, s-a comportat admirabil. În mod surprinzător, în pofida acestor caracteristici, și-a depășit colega de clasă, BMW R 1200 GS, care are o roată față de 19 inchi și un profil lat de 120 mm. Merită reamintit că, potrivit formulelor teoretice, suprafața petei de contact nu este influențată direct de lățime; aceasta modifică mai degrabă forma și orientarea petei de contact, putând redistribui sarcinile în interiorul ei fără a schimba suprafața totală. În ceea ce privește „gâsca”, este remarcabil că, deși are o configurație electronică similară celei a motocicletei sport, a avut totuși nevoie de 45,4 metri pentru a se opri complet.

BMW R 1250 GS

Dar, după cum se spune, primești ceea ce plătești. Honda Africa Twin Adventure Sports a ridicat roata spate în aer în timpul frânării, în timp ce BMW R 1200 GS a rămas ferm și stabil datorită suspensiei față Telelever, specifică modelului. În mod interesant, accesibilul BMW G 310 R, echipat cu un singur disc de frână — deși cu diametrul considerabil de 300 mm — și cu un etrier radial Bybre cu patru pistoane — un produs Brembo fabricat sub licență —, a reușit să se oprească de la 100 km/h aproape ca un tren de marfă, parcurgând o distanță considerabilă de 48,7 metri. Totuși, trebuie menționat că, potrivit calculelor lui Podorozhansky, masa nu influențează semnificativ ecuația care descrie decelerarea maximă. Acest model „indo-european”, asamblat în fabrica TVS din India, s-a comportat decent cu sistemul său simplu ABS pe două canale. Nu a încercat să scape de sub control, dar o privire mai atentă asupra rezultatului arată…

_{Chiar și la o frânare extremă, suspensia față Telelever caracteristică împiedică „gâsca” să ciugulească asfaltul.}

Continuând, ajungem la „gâsca mare” — BMW R 1200 GS Rallye —, încălțată cu anvelope off-road Michelin Anakee Wild relativ „agresive”, care a avut nevoie de 49,9 metri pentru a se opri. Explicația constă în particularitățile comportamentului profilului anvelopelor off-road pe asfalt. Acest avantaj vine însă cu un efect secundar nedorit: în viraje, motocicleta oscilează, iar aceste oscilații apar chiar și la unghiuri de înclinare care ar fi neînsemnate pentru anvelopele de șosea. Acesta este prețul plătit pentru capacitatea de a cuceri terenul accidentat și un motiv important pentru adaptarea stilului de pilotaj pe asfalt. Este esențial să reținem că toate aceste distanțe de frânare respectabile au fost obținute în condiții controlate; într-o urgență reală, ar trebui adăugați încă cinci sau chiar zece metri.

Distanțele de frânare dintr-o privire

Iată un rezumat rapid al distanțelor de frânare înregistrate de la 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: mai puțin decât R 1200 GS, mai mult decât S 1000 RR
BMW R 1200 GS: 45,4 m
BMW G 310 R: 48,7 m
BMW R 1200 GS Rallye (anvelope off-road): 49,9 m

_{* anvelope off-road}

Cum reduce de fapt ABS-ul distanța de frânare

Să analizăm acum un aspect esențial al ABS-ului. Dacă acest sistem contribuie într-adevăr la reducerea distanțelor de frânare, motivul principal este că îmbunătățește stabilitatea în timpul decelerării, reducând astfel probabilitatea ca procesul de frânare — și, Doamne ferește, o situație care pune viața în pericol — să depindă exclusiv de anvelope, nu și de celelalte componente ale construcției motocicletei și de abilitățile pilotului. În plus, pe suprafețe denivelate, ABS-ul poate uneori să mărească distanța de frânare.

Dar aș putea eu, ca motociclist, să depășesc cel puțin capacitatea de frânare a crossoverului BMW X3? Posibilitatea există, deși scenariul este în mare parte ipotetic. Pentru aceasta, am avea nevoie de asfalt impecabil, de vehiculul cu cel mai lung ampatament din test — BMW K 1600 Grand America — și de pneuri slick de competiție încălzite la temperatura optimă de funcționare, toate cu ABS-ul dezactivat. Chiar și atunci, orice îmbunătățire a frânării ar fi probabil marginală. În plus, un asemenea scenariu este greu de imaginat în viața de zi cu zi a unui proprietar de cruiser. În experimentul nostru, am măsurat distanța de frânare a modelului BMW S 1000 RR de la 200 km/h. Motocicleta sport „germană” sărea vesel peste denivelări, încercând să sfideze gravitația, balansându-și spatele și apropiindu-se aproape de viteza de evadare — oprindu-se după intimidanta distanță de 177 de metri.

În ceea ce privește motocicletele cu ampatament mai scurt, predispuse la stoppie-uri, meticulosul nostru redactor-șef susține că probabilitatea de a atinge o intensitate a frânării asemănătoare celei a unui automobil crește pe măsură ce coeficientul de frecare scade. Aș adăuga că acest lucru rămâne puțin probabil din cauza noilor obstacole introduse de drumurile alunecoase, care zădărnicesc adesea orice încercare de frânare intensă.

_{Aș dori să-mi amintesc de o fotografie de acum 15 ani: un stoppie pe o Suzuki GSX-R1000 K3 executat de autorul acestui articol. Furca îndoită și răsucită din imagine reprezintă un avertisment clar privind importanța recunoașterii propriilor limite. Din fericire, atunci am reușit să readuc motocicleta în siguranță pe ambele roți.}

Poți frâna mai bine decât ABS-ul pe o motocicletă?

Dar poți depăși ABS-ul pe o motocicletă? Răspunsul este da, însă cu rezerve importante. Am reușit această performanță de mai multe ori pe circuite. Totuși, sunt necesare condiții ideale, precum pneuri slick de competiție încălzite, asfalt impecabil și puncte prestabilite pe pistă în care începeam frânarea. În plus, nu opream motocicleta complet, ci doar reduceam viteza înainte de intrarea într-un viraj. Aceste condiții sunt foarte departe de pilotajul din lumea reală. Prin urmare, pe KTM 990 SMT-ul meu, unde ABS-ul poate fi dezactivat ușor prin apăsarea unui singur buton, îl păstrez de regulă activat. Ce se întâmplă dacă plouă, suprafața drumului este denivelată sau ceilalți participanți la trafic fac manevre neașteptate? În toate aceste situații, ABS-ul va depăși abilitățile de frânare ale a 99,9% dintre motocicliști, indiferent de nivelul lor de experiență.

Să analizăm acum situația unei motociclete fără ABS. În asemenea cazuri, este recomandabil să „coborâți” suspensia spate prin acționarea frânei spate, în timp ce apăsați simultan și progresiv maneta frânei față, menținând roata față chiar la limita blocării. Interesant este că acest sfat rămâne valabil și pentru motocicletele echipate cu ABS. Proprietarii motocicletelor avansate, dotate cu sisteme de frânare combinată, pot însă utiliza exclusiv maneta frânei față, lăsând sistemele electronice de control să se ocupe de restul. În viitor, aceste sisteme electronice ar putea nu numai să stabilească modul de aplicare a frânelor, ci și să ia decizii privind traiectoria noastră. Până la sosirea acelui viitor, alegerea între o motocicletă cu ABS și una fără ABS se reduce la o întrebare simplă: am suficient noroc și sunt suficient de sănătos pentru a-mi permite o motocicletă fără ABS?

Anvelopele utilizate în test

Iată lista anvelopelor montate pe fiecare vehicul în timpul testării:

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

Particularitățile ABS-ului pentru vehiculele cu două roți: ABS standard vs. ABS în viraje

ABS-ul pe două canale se bazează pe datele furnizate de senzorii care măsoară viteza unghiulară a roților față și spate. Atunci când detectează o diferență — ceea ce indică posibilitatea blocării uneia dintre roți —, modulează presiunea din circuitul de frânare corespunzător, reducând-o și apoi mărind-o din nou. Există însă o diferență fundamentală între automobile și motociclete. Automobilele, dacă se înclină, o fac doar ușor și adesea în direcția opusă centrului virajului. Motocicletele, în schimb, se înclină întotdeauna în viraje. În 2014, producătorul austriac KTM, în parteneriat cu Bosch, a introdus pe KTM 1190 Adventure sistemul cunoscut drept „Cornering ABS”, devenind pionierul acestei tehnologii. BMW a urmat exemplul în 2015, numindu-și versiunea „ABS Pro” — bineînțeles, tot cu implicarea Bosch. Aceste sisteme depășesc simpla utilizare a senzorilor de viteză ai roților și includ un senzor de înclinare. Ele nu numai că identifică unghiul de înclinare, ci analizează și date despre accelerațiile longitudinale și laterale, poziția accelerației, treapta selectată, modul motorului și multe altele. Pe baza acestor date, decid cum să distribuie efortul între frâna față și cea spate în sistemul de frânare combinată. Bosch susține că aceste decizii sunt luate de impresionantele 100 de ori pe secundă.

Schema sistemului de frânare Race ABS al unei motociclete BMW S 1000 RR.

Să vedem în continuare cum se simte acest lucru în practică. Atunci când ies cu KTM 990 SMT pe circuit, observ adesea că ABS-ul obișnuit tinde să intervină prea agresiv în viraje. Eliberează frânele cu mult înainte de momentele cu adevărat critice, provocând totodată o anumită îndreptare involuntară a traiectoriei. În schimb, intervenția ABS-ului „în viraje” pe BMW S 1000 RR sau KTM 1190 este aproape imperceptibilă. Cu toate acestea, funcționează excelent, permițându-mi să prelungesc punctele de frânare fără a mări raza virajului. Chiar și în faza cea mai intensă a frânării, păstrez un control precis asupra motocicletei, ceea ce îmi permite să-i modific traiectoria și să execut manevre la care înainte nici nu visam.

Poziția corectă a degetelor pe maneta de frână

Să abordăm acum unul dintre cele mai discutate subiecte printre motocicliști: câte degete ar trebui folosite pe maneta de frână — unul, două sau poate toate patru? Răspunsul este simplu: folosiți atâtea degete câte sunt necesare pentru a încetini eficient motocicleta respectivă, păstrând în același timp controlul deplin asupra mânerului ghidonului.

Tehnica acționării manetei de frână cu două degete pentru un răspuns rapid.

Concluzii principale: distanța de frânare a motocicletei vs. automobilului

În cazul frânării de urgență, automobilele se opresc aproape întotdeauna mai repede decât motocicletele, datorită ecartamentului mai lat, celor patru pete de contact și ampatamentului mai lung în raport cu centrul de greutate.
Lungimea ampatamentului și înălțimea centrului de greutate sunt cei mai importanți factori pentru distanța de frânare și stabilitatea unei motociclete.
ABS-ul nu reduce neapărat singur distanța de frânare — principalul său avantaj este stabilitatea și consecvența, mai ales pentru motocicliștii mai puțin experimentați.
ABS-ul în viraje — BMW ABS Pro, KTM Cornering ABS — permite frânarea cu motocicleta înclinată, lucru pe care ABS-ul standard nu îl poate face în siguranță.
Anvelopele off-road măresc distanța de frânare pe asfalt și pot reduce senzația de stabilitate în viraje.
Adăugați 5–10 metri la orice distanță de frânare publicată pentru a ține cont de timpul de reacție și de condițiile reale ale drumului.

Autor: Vladimir Zdorov
Fotografie: Nikita Kolobanov

Aceasta este o traducere. Puteți citi articolul original aici: Punctul fără întoarcere: analizăm subtilitățile frânării pe motocicletă și în automobil