Zavorna pot motocikla in avtomobila: Katero vozilo se v sili ustavi hitreje?

Na papirju imamo rezultate meritev, opravljenih z natančnimi instrumenti; na računalniškem zaslonu pa posnetke iz videa. Ko jih pregledujem, si ne morem kaj, da ne bi občutil olajšanja, ker sem bil na motociklu približno tri metre za avtomobilom. Razrešili bomo razpravo o tem, čigava zavorna pot je krajša: avtomobilska ali motociklistična. Za vse, ki želijo kratek odgovor, preden se poglobijo v naš celotni preskus zavorne poti: pri zaviranju v sili se avtomobili skoraj vedno ustavijo hitreje kot motocikli. To spoznanje pa ni pomembno le za motoriste (vsaj za preudarne), temveč tudi za voznike avtomobilov.

Zakaj ljudje menijo, da motocikli zavirajo bolje kot avtomobili?

Napačno prepričanje, da bi morali motocikli upočasnjevati enako učinkovito, kot pospešujejo (zlasti na suhi in gladki podlagi), verjetno izvira iz njihove izjemne dinamike pospeševanja. Tudi na videz skromen BMW G 310 R z nevpadljivim enovaljnim motorjem s 34 konjskimi močmi lahko doseže 100 km/h v pičlih sedmih sekundah. Zato bi lahko pričakovali, da bodo motocikli enako impresivno tudi zavirali, ko nastopi trenutek paničnega ustavljanja. Naš praktični preskus zaviranja pokaže, zakaj ta domneva ne drži.

Spoznajte preskusna vozila: primerjava avtomobilov in motociklov

Štirikolesno skupino so zastopali BMW M4, Kia Stinger GT in BMW X3. Na dvokolesni strani smo imeli raznoliko zasedbo, od velikega potovalnega cruiserja BMW K 1600 Grand America do nevpadljivega roadsterja BMW G 310 R. Vmes so bili trije potovalni enduro motocikli (Honda Africa Twin Adventure Sports, BMW R 1200 GS in BMW R 1200 GS Rallye) ter športni motocikel BMW S 1000 RR. Če upoštevamo še BMW GS Rallye, opremljen s terenskimi pnevmatikami, je naša zasedba motociklov zajemala resnično širok nabor slogov, med drugim:

BMW K 1600 Grand America – velik potovalni cruiser
BMW S 1000 RR – superšportnik
Honda Africa Twin Adventure Sports – potovalni enduro, 21-palčno sprednje kolo
BMW R 1200 GS – potovalni enduro, cestne pnevmatike
BMW R 1200 GS Rallye – potovalni enduro, terenske pnevmatike
BMW G 310 R – roadster vstopnega razreda

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

Kako smo preskušali zavorno pot

Namenoma smo izbrali ceste, ki niso bile popolnoma gladke in so bile podobne tistim, s katerimi se srečujemo pri vsakodnevni vožnji. Tlak v pnevmatikah je bil nastavljen skladno s priporočili proizvajalca. Med zaviranjem smo simulirali paničen pritisk na zavorni pedal (pri motociklih na ročico sprednje in pedal zadnje zavore), dokler se ni vključil sistem ABS in nas popolnoma ustavil.

Pregled motocikla BMW R 1200 GS pred preskusno vožnjo

Fizika zaviranja motocikla

Na učinkovitost zaviranja motocikla vpliva veliko dejavnikov, med drugim:

Značilnosti oprijema in konstrukcija pnevmatik
Sile in vztrajnostni momenti
Spremembe stiskanja vilic med upočasnjevanjem
Položaj in gibi voznika
Zasnova zavornega sistema
Prisotnost sistema ABS in drugih naprednih asistenčnih sistemov

Naš glavni urednik, ki je navdušen nad motocikli, vendar tudi brezkompromisno natančen, bi kljub temu vztrajal pri razpravi o pojmih, kot sta »majhna zavorna sila« ali, še huje, »širša ko je pnevmatika, večja je naležna površina«. Nemudoma bi vzel list papirja, prekrit z vzdolžnimi in prečnimi vektorji, ter se neusmiljeno lotil iskanja dobro utemeljenega soglasja o velikosti sile trenja v naležni površini pnevmatike z voziščem.

Sile, ki med zaviranjem delujejo na motocikel in voznika v neinercialnem referenčnem sistemu (povezanem s pospešujočim motociklom).

M – težišče sistema »motocikel + voznik«.
F = Mg – sila teže, usmerjena navpično navzdol iz težišča.
Fin – vztrajnostna sila. Med zaviranjem (upočasnjevanjem) je usmerjena v smeri vožnje (naprej).
F1 in F2 – normalni sili pritiska (oziroma reakciji podlage) na sprednjem oziroma zadnjem kolesu. Med zaviranjem se teža prerazporedi na sprednje kolo (\(F_1 > F_2)).
Fsc1 in Fsc2 – oprijemni (torni) sili sprednjega in zadnjega kolesa. Med zaviranjem sta usmerjeni nasproti smeri vožnje (nazaj).

Če povemo na kratko: daljša ko je medosna razdalja in nižje ko je težišče, krajša je zavorna pot. Posledično je med močnim upočasnjevanjem manj neželenih stranskih učinkov, kot sta stoppie ali opletanje zadka, h katerim so še posebej nagnjeni športni motocikli in naked motocikli s krajšo medosno razdaljo. Poleg tega obstajajo še druge podrobnosti, ki jih je vredno raziskati.

_{Na skoraj vsakem motociklu so nalepke s pravilnim tlakom v pnevmatikah.}

Profesionalni dirkači uporabljajo tehniko, znano kot »stiskanje vzmetenja«, da bi kar najbolj povečali oprijem s podlago. Dirkači iz različnih tekmovalnih serij »sploščijo« sprednje vilice in centralni blažilnik, da obremenijo obe kolesi in s tem povečajo njuno naležno površino. Čeprav številne vidike določajo linearna razmerja (sila trenja v naležni površini je zmnožek koeficienta trenja in teže, ki deluje na kolo), je pri zaviranju večja naležna površina dejansko prednost. Vendar večina motociklov s kratko medosno razdaljo začne dvigovati zadnje kolo v zrak že precej prej, preden sprednja pnevmatika izgubi oprijem. Da bi ta trenutek odložili, se dirkači med zaviranjem nagnejo čim bolj nazaj in težišče premaknejo proti zadnjemu kolesu. Te strategije pa so običajne predvsem v profesionalnem dirkanju na zaprtih stezah, kjer odločajo delčki sekunde. Kaj pa se zgodi na običajnih cestah?

Rezultati zavorne poti avtomobilov: od 100 km/h do ustavitve

Vsa štirikolesna vozila so pri hitrem upočasnjevanju s hitrosti 100 km/h pričakovano dosegla razpon rezultatov:

BMW M4: 36.3 metra
BMW X3: 39.1 metra

Sistema ABS seveda nismo izklopili, zlasti ker so tudi motocikli že dolgo opremljeni s protiblokirnimi zavornimi sistemi. Pravzaprav je ABS od leta 2015 v Evropi obvezen za vse nove motocikle z motorjem, večjim od 125 cm³. BMW je bil med pionirji, saj je že leta 1987 predstavil serijski model BMW K 100 s sistemom ABS.

BMW R1200GS in BMW R1200GS Adventure

Kaj se zgodi, ko se sprednje kolo motocikla blokira

Tudi izkušeni vozniki, kot lahko vidimo na dirkah najvišjega razreda MotoGP, lahko naredijo kritično napako in blokirajo sprednje kolo – scenarij, ki skoraj zagotavlja nesrečo, od razmeroma blagega zdrsa na tla do tega, da voznika v nesrečnih okoliščinah izstreli v zrak. Pomembno je poudariti, da se lahko sprednje kolo blokira tudi voznikom z ABS. Če bi bil ABS dovoljen na dirkah, bi želja občinstva po spektaklu ter dobičkonosni motivi organizatorjev in televizijskih hiš verjetno povzročili še več padcev.

Mimogrede, zelo nezaželena je tudi blokada zadnjega kolesa. Čeprav ne povzroči vedno padca, opletajoči zadek motocikla nikakor ne pripomore k stabilnosti ali krajši zavorni poti.

BMW serije 2 in BMW K 1600 Grand America

Rezultati zavorne poti motociklov: od 100 km/h do ustavitve

Zdaj se osredotočimo na motocikle. Začel bom z najboljšim v naši zasedbi: težki BMW K 1600 Grand America (364 kg s polno obremenitvijo) se je ustavil na najkrajši razdalji – le 42 metrov. Presenetljivo pri tem z moje strani ni zahteval nobenega izravnalnega ali obrambnega manevra. To dvokolesno limuzino je skoraj nemogoče pripraviti do stoppieja, za kar se lahko zahvali najdaljši medosni razdalji (1618 mm) med vsemi preskušanci. BMW-jev adut je tudi sprednje vzmetenje Duolever na modelu »Big America«. Glavna odlika te skoraj avtomobilske zasnove je, da ne glede na moč zaviranja nagnjenost sprednjega kolesa k dvigovanju ostane minimalna. Z drugimi besedami, med upočasnjevanjem ni sunkov ali nestabilnosti – motocikel ostaja trdno stabilen.

_{Dolgohodne vilice modela Africa se pri zaviranju v sili zložijo kot hišica iz kart, vendar ne pride do nevarnega razvoja stoppieja.}

Naslednji na našem seznamu »zavornih prvakov« je športni BMW S 1000 RR z zavorno potjo 42.5 metra, čeprav je natrpan z elektroniko kot vrhunski pametni telefon z vsemi mogočimi dodatki. Ponaša se s sistemi Dynamic Damping Control (DDC), Automatic Stability Control (ASC), Dynamic Traction Control (DTC) in Boschevim inteligentnim tipalom obrabe zavornih ploščic, vse skupaj pa je povezano s kombiniranim zavornim sistemom. Ta ob pritisku na ročico sprednje zavore delno aktivira tudi zadnjo zavoro. Omeniti velja, da je enak zavorni sistem vgrajen v vse »velike« BMW-je na našem preskusu, vključno z BMW K 1600 GA in obema »gosoma«.

_{BMW S 1000 RR proti BMW X3: 3.4 metra razlike pri zaviranju s 100 km/h – pravi polom za športni motocikel.}

Če se vrnemo k razpravi o motociklih, ostaja ena nesporna resnica: krajša ko je medosna razdalja, bolj negotov postane motocikel pri močnem zaviranju in izrazitejša je njegova nagnjenost k prevračanju.

Honda Africa Twin Adventure Sports s standardnim dvokanalnim sistemom ABS, izjemno dolgim hodom vzmetenja, sprednjimi in zadnjimi zavornimi čeljustmi, ki se zanašajo izključno na voznikove ukaze, ter sprednjim kolesom s premerom 21 palcev – skoraj kot pri kolesu – se je odrezala odlično. Presenetljivo je kljub tem lastnostim prekosila tekmeca BMW R 1200 GS, ki ima 19-palčno sprednje kolo s 120 mm širokim profilom. Spomniti velja, da po formalnih enačbah širina ne vpliva neposredno na površino stika; spremeni pa obliko in usmerjenost naležne površine ter lahko prerazporedi obremenitve znotraj nje, medtem ko skupna površina ostane enaka. Pri »gosu« je zanimivo, da je kljub obilici elektronike, podobni tisti na športnem motociklu, za popolno ustavitev še vedno potreboval 45.4 metra.

BMW R 1250 GS

Kot pravi pregovor, dobiš toliko, kolikor plačaš. Honda Africa Twin Adventure Sports je med zaviranjem dvignila zadnje kolo v zrak, medtem ko je BMW R 1200 GS ostal čvrst in stabilen po zaslugi značilnega sprednjega vzmetenja Telelever. Zanimivo je, da se je cenovno dostopni BMW G 310 R z enim zavornim kolutom (čeprav z velikim premerom 300 mm) in štiribatno radialno čeljustjo Bybre (licenčni izdelek Brembo) s 100 km/h ustavljal skoraj kot tovorni vlak in pri tem prevozil zajetnih 48.7 metra. Treba pa je poudariti, da po izračunih Podorožanskega masa ne vpliva bistveno na enačbo, ki opisuje največji pojemek. Ta »indoevropski« model, sestavljen v indijski tovarni TVS, se je s preprostim dvokanalnim sistemom ABS obnašal spodobno. Ni poskušal uiti nadzoru, toda podrobnejši pogled na rezultat razkrije…

_{Tudi pri skrajnem zaviranju značilno sprednje vzmetenje Telelever preprečuje, da bi »gos« kljunil v tla.}

Nadaljujemo z »velikim gosom« – BMW R 1200 GS Rallye, obutim v razmeroma »agresivne« terenske pnevmatike Michelin Anakee Wild, ki je za ustavitev potreboval 49.9 metra. Razlaga je v posebnostih delovanja profila terenskih pnevmatik na asfaltu. To pa ima nezaželen stranski učinek: motocikel se v zavojih ziblje, zibanje pa se pojavi že pri nagibih, ki bi bili s cestnimi pnevmatikami nepomembni. To je cena za sposobnost premagovanja terena in pomemben razlog, da na asfaltu prilagodite slog vožnje. Pomembno si je zapomniti, da so bile vse te pohvalne zavorne poti dosežene v nadzorovanih razmerah; v resnični sili jim je treba prišteti še pet ali celo deset metrov.

Pregled zavornih poti

Tu je kratek povzetek zavornih poti, izmerjenih pri hitrosti 100 km/h:

BMW M4 (avtomobil): 36.3 m
BMW X3 (avtomobil): 39.1 m
BMW K 1600 Grand America: 42 m
BMW S 1000 RR: 42.5 m
Honda Africa Twin Adventure Sports: krajša kot pri R 1200 GS, daljša kot pri S 1000 RR
BMW R 1200 GS: 45.4 m
BMW G 310 R: 48.7 m
BMW R 1200 GS Rallye (terenske pnevmatike): 49.9 m

_{* terenske pnevmatike}

Kako ABS dejansko skrajša zavorno pot

Zdaj se poglobimo v ključni vidik sistema ABS. Če ta sistem res pomaga skrajšati zavorno pot, je to predvsem zato, ker izboljša stabilnost med upočasnjevanjem in s tem zmanjša možnost, da bi bilo zaviranje (in, bog ne daj, življenjsko nevaren položaj) odvisno samo od pnevmatik namesto tudi od drugih elementov zasnove motocikla in voznikovih sposobnosti. Poleg tega lahko ABS na neravni podlagi zavorno pot včasih tudi podaljša.

Bi lahko kot motorist presegel zavorne zmogljivosti vsaj crossoverja BMW X3? Možnost obstaja, čeprav gre večinoma za hipotetičen scenarij. Za to bi potrebovali brezhiben asfalt, motocikel z najdaljšo medosno razdaljo med preskušanimi – BMW K 1600 Grand America – ter dirkalne gladke pnevmatike, ogrete na optimalno delovno temperaturo, vse to z izklopljenim ABS. Tudi tedaj bi bilo izboljšanje zaviranja verjetno le majhno. Poleg tega si takšen scenarij v vsakdanjem življenju lastnika cruiserja težko predstavljamo. V našem poskusu smo izmerili zavorno pot motocikla BMW S 1000 RR s hitrosti 200 km/h. »Nemški« športni motocikel je veselo poskakoval čez neravnine, poskušal kljubovati gravitaciji, mahal z zadkom in skoraj dosegel ubežno hitrost – ustavil se je šele po zastrašujočih 177 metrih.

Pri motociklih s krajšo medosno razdaljo, ki so nagnjeni k stoppieju, naš natančni glavni urednik vztraja, da se verjetnost doseganja avtomobilom podobne intenzivnosti zaviranja povečuje z zmanjševanjem koeficienta trenja. Dodal bi, da je to še vedno malo verjetno zaradi novih ovir, ki jih prinašajo spolzke ceste in ki pogosto preprečijo vsak poskus močnega zaviranja.

_{Rad bi obudil spomin na fotografijo izpred 15 let: stoppie na motociklu Suzuki GSX-R1000 K3, ki ga je izvedel avtor tega članka. Upognjene in zasukane vilice na fotografiji so izrazit opomin, kako pomembno je poznati lastne meje. Na srečo mi je takrat uspelo motocikel varno spustiti na obe kolesi.}

Ali lahko na motociklu zavirate bolje kot ABS?

Ali lahko torej na motociklu presežete ABS? Odgovor je pritrdilen, vendar z velikimi zadržki. Na dirkališčih mi je to uspelo že večkrat. Vendar so potrebne idealne razmere, kot so ogrete dirkalne gladke pnevmatike, brezhiben asfalt in vnaprej določene točke na stezi, kjer sem začel zavirati. Poleg tega motocikla nisem popolnoma ustavil, temveč sem le zmanjšal hitrost pred vstopom v zavoj. Takšne razmere so daleč od vožnje v resničnem svetu. Zato na svojem KTM 990 SMT, kjer je mogoče ABS priročno izklopiti z enim pritiskom gumba, sistem običajno pustim vključen. Kaj če dežuje, je vozišče neravno ali drugi udeleženci v prometu naredijo nepričakovan manever? V vseh teh primerih bo ABS presegel zavorne sposobnosti 99.9 % motoristov ne glede na njihove izkušnje.

Zdaj si oglejmo primer motocikla brez sistema ABS. V takem primeru je priporočljivo »potopiti« zadnje vzmetenje z uporabo zadnje zavore, hkrati pa gladko stiskati ročico sprednje zavore tako, da sprednje kolo ostane tik na meji blokiranja. Zanimivo je, da ta nasvet velja tudi za motocikle z ABS. Lastniki naprednih motociklov s kombiniranimi zavornimi sistemi pa lahko uporabljajo samo ročico sprednje zavore, medtem ko elektronski nadzorni sistemi poskrbijo za vse drugo. V prihodnosti ti elektronski sistemi morda ne bodo le določali načina zaviranja, temveč bodo odločali tudi o naši smeri vožnje. Dokler ta prihodnost ne pride, se izbira med motociklom z ABS in brez njega skrči na preprosto vprašanje: Ali imam dovolj sreče in telesnega zdravja, da si lahko privoščim motocikel brez ABS?

Pnevmatike, uporabljene v preskusu

V nadaljevanju je pregled pnevmatik, nameščenih na posamezno vozilo med preskušanjem:

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

Posebnosti sistema ABS pri dvokolesnikih: standardni ABS proti ABS za vožnjo skozi ovinke

Dvokanalni ABS uporablja podatke tipal, ki merijo kotno hitrost sprednjega in zadnjega kolesa. Ko zazna razliko (ki kaže na možnost blokiranja enega kolesa), uravnava tlak v ustreznem zavornem krogu tako, da ga najprej zmanjša in nato poveča. Vendar obstaja bistvena razlika med avtomobili in motocikli. Avtomobili se, če se sploh nagnejo, nagnejo le rahlo in pogosto v smeri stran od središča zavoja. Motocikli pa se med zavijanjem vedno nagibajo. Leta 2014 je avstrijski proizvajalec KTM v sodelovanju z družbo Bosch na modelu KTM 1190 Adventure predstavil tako imenovani »Cornering ABS« in s tem postal pionir te tehnologije. BMW je sledil leta 2015 in svojo različico poimenoval »ABS Pro« (seveda prav tako ob sodelovanju Boscha). Ti sistemi uporabljajo več kot le tipala hitrosti koles, saj vključujejo tudi tipalo nagiba. Ne določajo le kota nagiba, temveč analizirajo tudi podatke o vzdolžnih in prečnih pospeških, položaju ročice za plin, izbrani prestavi, načinu delovanja motorja in še marsičem. Na podlagi teh podatkov odločajo, kako razporediti zavorno obremenitev med sprednjo in zadnjo zavoro v kombiniranem zavornem sistemu. Bosch trdi, da se te odločitve sprejemajo osupljivih 100-krat na sekundo.

Shema zavornega sistema Race ABS na motociklu BMW S 1000 RR.

Nadaljujmo in si oglejmo, kako se to občuti v praksi. Ko svoj KTM 990 SMT zapeljem na dirkališče, pogosto ugotovim, da običajni ABS v zavojih posega preveč agresivno. Zavore sprosti precej pred resnično kritičnim trenutkom, čeprav pri tem nekoliko nehote izravna smer vožnje. Poseg »ovinkarskega« sistema ABS na BMW S 1000 RR ali KTM 1190 pa je skoraj neopazen. Kljub temu deluje odlično, saj mi omogoča, da točke zaviranja premaknem naprej, ne da bi povečal polmer zavoja. Tudi med najintenzivnejšo fazo zaviranja ohranim natančen nadzor nad motociklom, zato lahko spreminjam njegovo smer in izvajam manevre, o katerih prej nisem niti sanjal.

Pravilen prijem zavorne ročice s prsti

Zdaj se posvetimo eni najbolj razpravljanih tem med motoristi: koliko prstov naj uporabljate na zavorni ročici – enega, dva ali morda vse štiri? Odgovor je preprost: uporabite toliko prstov, kolikor jih potrebujete za učinkovito upočasnjevanje svojega motocikla, pri tem pa ohranite popoln nadzor nad ročajem krmila.

Tehnika zaviranja z dvema prstoma za hiter odziv.

Ključne ugotovitve: zavorna pot motocikla in avtomobila

Avtomobili se pri zaviranju v sili skoraj vedno ustavijo hitreje kot motocikli zaradi širšega koloteka, štirih naležnih površin in daljše medosne razdalje glede na položaj težišča.
Dolžina medosne razdalje in višina težišča sta najpomembnejša dejavnika, ki vplivata na zavorno pot in stabilnost motocikla.
ABS sam po sebi ne skrajša nujno zavorne poti – njegova glavna prednost sta stabilnost in doslednost, zlasti za manj izkušene voznike.
ABS za vožnjo skozi ovinke (BMW ABS Pro, KTM Cornering ABS) omogoča zaviranje v nagibu, česar standardni ABS ne more varno zagotoviti.
Terenske pnevmatike podaljšajo zavorno pot na asfaltu in lahko zmanjšajo občutek stabilnosti v zavojih.
Vsaki objavljeni zavorni poti prištejte 5–10 metrov, da upoštevate reakcijski čas in dejanske razmere na cesti.

Avtor: Vladimir Zdorov
Fotografije: Nikita Kolobanov

To je prevod. Izvirni članek lahko preberete tukaj: Točka brez vrnitve: raziskujemo podrobnosti zaviranja na motociklu in v avtomobilu