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Sunday, November 1, 2009

油壓煞車總泵與卡鉗搭配之分析與應用 XD


前言

VTR250的原廠總泵是11mm的側推,車剛買的時候手感是挺好的;但是隨著時間一久,現在按起來已經變得澀澀的,不易微調。

去年我曾改過Nissin對四 & Brembo 13mm側推,但是手感不佳,我認為主要是卡鉗座不準,還有材質太軟,總之手感遠不如原廠的單二+11mm側推來得確實。這套煞車沒多久就被換回原廠了,我因而對鋁製的訂做卡鉗座不太信任,覺得施工品質影響太大了。

那麼,在其餘全維持原廠的情況下,換個高階一點總泵,是否能夠在保有Honda原廠精度的前提下,提升煞車手感呢?


系統模型

總泵對於煞車力道的放大率,可以分為兩個部分來看:
  1. 拉桿力臂
  2. 油壓系統
拉桿力臂即為當手按煞車拉桿的同時,作用在總泵推進器活塞的力量放大多少? 其放大率可用如下公式表示: (支點即為拉桿的固定螺絲)
Gl = Lp / Lf

Lf: 手指到支點距離(mm)
Lp: 推進器到支點距離(mm)
G1: 拉桿放大率

油壓系統的放大率則是:
G2 = ((Rc1)^2 + (Rc2)^2 + ... + (Rci)^2) * n / ((Rp)^2)

Rp: 推進器半徑(mm)
Rci: 第i個卡鉗活塞半徑(mm)
n: 卡鉗數量
G2: 油壓放大率

綜合上述兩公式,即可得系統總放大率G3為:
G3 = G1 * G2

此公式將拉桿之力臂及卡鉗數量也列入考慮,因此可適用於側推、直推及多顆卡鉗之環境。


總泵與卡鉗搭配分析

原先我考慮的有Brembo 11mm側推,還有Frando 14mm直推。
Brembo總泵用過都說讚,不過由於之前已經改過13mm了,我覺得太無趣,因此決定要來愛用國貨,給Frando一個機會。

將VTR250的原廠數據,以及Frando直推的數據代入上述公式,可得下表:







拉桿力臂 (mm)活塞直徑 (mm)總放大率 (G3)
手指 (Lf)推進器 (Lp)放大率 (G1)推進器 (Rp)卡鉗活塞1 (Rc1)卡鉗活塞2 (Rc2)放大率 (G2)
11mm側推
單二卡鉗
(VTR250原廠設定)
80282.91124249.527.2
Frando 14mm直推
單二卡鉗
110205.51424245.932.3
手施給拉桿同樣的力道,總放大率愈大,產生的煞車力愈強;但相對的,總放大率愈大,代表拉桿要拉愈多才能產生一樣的煞車力道,因此使得拉桿行程變長。
從上表可知,Frando 14mm直推的總放大率比原廠設定稍大,因此可預期的是煞車力道會變強,而且拉桿行程會增加一點。
同時,上表也可看出,直推由於結構設計上支點比較遠,因此拉桿力臂較大,可以使用較大口徑的活塞來搭配。 (側推11mm <--> 直推14mm)


實驗結果


算了這麼多,最後當然要實地測試啦。換好總泵以後先在附近測試了一下,果然煞車力變大了 (一點點 XD, 行程也增加了一點),最重要的是,這證明了14mm直推用在單二卡鉗上面並不會死硬,反而是恰到好處。



手感的部分,直推手感真的比較好,尤其是在含煞車的情況下,煞車反應清晰很多。不過到底為什麼直推比較好呢? 純粹是機械結構的關係嗎?


我利用週末的時間去106跑了一趟;雖然才剛裝好,還不敢放膽騎,但是目前整體跑下來的表現十分穩定,沒有熱衰的情況,更激烈操駕的表現就留待以後再看囉。


後續研究

計算放大率的Excel檔案可以至此處下載,裡面已經有一些常用的搭配,使用者也可以自行輸入組合,Excel會自動算出對應的放大率。
如果還有後續(錢)的話,14mm的直推還可以考慮搭配雙子星的對四,因為雙子星對四是出了名的硬,這樣搭配應該可以在手感不會太軟的情況下讓煞車力大增;不過,這時候可能必須要搭配金屬油管來進一步讓手感硬一點 (畢竟總放大率高達45.7)。
同時別忘了,卡鉗座的精準度影響很大,不慎選的話手感是好不起來的。
其它卡鉗像是Brembo或Nissin就乖乖用17mm直推吧,不然壓起來一定軟到爆。


結論

實驗成功! 這是我本年度的最成功改裝 XD

18 comments:

Kan said...

我想問一下,按照公式下來 前面G1都假設是一樣,G2放大率影響是數字越大手感越硬嗎(行程短)抑或相反?

Artoo said...

To Kan
G2愈大,手感愈軟,但剎車力強。不管是G1,G2,放大率愈大行程就愈長(手感軟),就像用長槓桿去施力,力量很大,但動作也很大

To Detoo
放大率45.7怎麼可能還會手感硬? 雙子星應該不只一種,我以前給FZ用的那顆八成是活塞比Nissin和Brembo常見的對四要小,才會用FZ的總幫都偏硬

Detoo said...

「放大率高 = 手感軟」這是在相同卡鉗的前提下才成立。
雙子星會硬可能是因為單體成形以及油道設計造成的,所以形變量比較少,反應在拉桿上也就移動得比較少。
此外,雙子星的活塞本來就比Brembo跟Nissin的都小! 去看我提供的Excel檔,裡面有數據。

Artoo said...

就算這樣,差了50%以上會不會也差太多啦? 有人用Frando 14mm推雙子星過嗎? 不過重點應該是你要找誰來做轉接座? 還有,力臂資料是你自己測的嗎?

Detoo said...

沒錯,所以理論上煞車力會超級強 XD
我的朋友有用14mm推過Brembo對四,結果就是很軟,容易拉到底,所以搭配大對四卡鉗是不可行的。

雙子星會好多少我也沒把握,不過它比較小又比較硬,應該有機會。
做轉接座是個大問題啊,所以我目前並沒有要實行這個計畫。
力臂是我自己量的。

cygnus921 said...

請問我使用nissin輻射卡鉗搭配勁戰原廠12.7mm的總棒附加金屬油管目前使用上的手感偏硬,我想直接換總棒但是不曉得要換上幾mm的?可以給我一些建議嗎?

Detoo said...

nissin輻卡多大我沒概念,我想應該跟Brembo差不多吧? 如果是這樣的話,12.7mm應該是很理想的搭配才對 (其實我反而覺得會偏軟)。你不妨先考慮這幾方面:

1. 卡鉗有沒有咬死? 用手轉輪子能轉到一圈嗎?

2. 金屬油管的手感本來就很硬,你可以換回原廠油管,看手感有沒有變好?

3. 最大煞車力夠嗎? 如果你已經覺得夠了,換更小的總泵可能會讓你的煞車變得很神經質喔

Anonymous said...

前幾天去洗車~老闆才拿一組Frando給我看~
直推價格很吸引人~才在想說要不要換~
你就換上了~看起來還不錯用的樣子^^
過一陣子我也換14mm看看
之前有換了傳動~可以上網看一下
http://motocity.com.tw/gp2/viewtopic.php?t=261703
TERRY

Artoo said...

哈哈,不賴 XD
我的齒盤狀況應該也不太好了,不過現在很少騎,加減用還ok

Anonymous said...

你好 看了你的文章 還是有些疑惑

我目前使用 雙子星對4幅卡 搭配上 BWS FI的總泵(11mm)照理論上來說應該會很軟才對但是....我卻意外的硬 拉桿輕壓就有反應行程不到2公分

裝上直推不會反應更靈敏嗎?@@

Anonymous said...

>我的朋友有用14mm推過Brembo對四,結果就是很軟,容易拉到底

路人一名。很不巧的我最近剛好換了Frando 14mm直推+Brembo對四這個組合,而且我的車還是車重更重的Ninja250囧

這代表Frando 14mm直推其實是推不太動Brembo對四卡鉗嗎?

Detoo said...

先回5/4的匿名先生: 我漏掉你的留言了,不好意思。雙子星對四是出了名的硬。通常煞車手感軟還可歸咎於空氣沒放乾淨;但手感硬的話...如果你的卡鉗沒有咬死,那就只能說這是雙子星的特色了。

Detoo said...

再回5/22的匿名先生: 我預期手感會非常軟,最大煞車力可能會很強啦,但衝程也可能會長得無法接受。
應急的方法有 (1) 排空氣要排得非常乾淨 (2)換成金屬油管,減少油管的形變浪費的油量。儘管如此,也無法保證手感會變硬到你能接受的程度,到底行不行,得要實際做了才能知道了。

5/22的匿名先生(!?) said...

又是我XD
其實我在改Brembo時就已經一起換金屬油管了,空氣排不乾淨應該也不是問題,但是真的就如你所說,行程大到讓人很難以接受。所以我今天把來另從Brembo原廠的450FF換成了SBS 566RS,試騎的時候真的是從地獄噴進天堂啊XDD
刻意磨了將近100公里的450FF的煞車能力大概還不到全新的566RS的一半囧
另外450FF他的厚度硬是整整比566RS厚了100條左右,導致活塞推出來的幅度比較小,更別說摩擦力也遠不如566RS了,不知道你朋友當時是否用的也是Brembo原廠來另?

Detoo said...

想不到換來令片的效果那麼好@@
煞車力變大應該是來令片的摩擦係數變好的關係;可是行程應該沒有變吧?
不管活塞跑比較出來還是進去,卡鉗跟總泵活塞的面積比沒有變,所以行程理論上也是不會變的。

我以前用的brembo是買二手的,老實說沒有仔細看上面的來令 :p

jameskuo said...

你好...
很抱歉...小弟剛剛看了你的文章分析真的好詳細....有一個冒昧請求...
不知道是否可以幫小弟畫一張大約的力臂重要位置簡圖,小弟從事CNC相關工作,想自己研究...
謝謝

瀰海砂 said...

想請問那個計算的表格是否不見了,買了一顆B牌對4,朋友都說改11MM是最經濟又能達到效果的改法,不過車行跟我說11MM會死硬,一直想不通

Chun-Fu Wang said...

你好,原來的檔案已經不見了,我找到一個備份的,應該是同一個檔案,放在這邊:
https://dl.dropboxusercontent.com/u/814861/brake_calc.xls

我不確定他們說的死硬是什麼意思,但我覺得 11mm 加對四應該會變成衝程很長 & 很省力吧。