劉忠偉

摘 要：摩托車的動態(tài)特性采用操縱性（maneuverability）、操控性（handling）和穩(wěn)定性（stability）等術語進行描述。操縱性利操控性這兩個名詞用于描述摩托車執(zhí)行復雜操縱的能力;以及從駕駛員的角度衡量，對摩托車實施操作指令的難易程度。另一方面，穩(wěn)定性這個名詞，則指摩托車對諸如不平坦路面或陣風風力所引起的外部擾動的響應，是指摩托車在外部因素干擾下保持平衡的能力。

關鍵詞： 操縱性;穩(wěn)定性;平衡能力

1 ?操縱穩(wěn)定性定義

操縱穩(wěn)定性簡稱操安性，綜合表達“操縱性”和“穩(wěn)定性”這兩種不同的性能。實際上，摩托車的動態(tài)表現(xiàn)中這兩種性能具有錯綜復雜的關系，對整車的操縱穩(wěn)定性評價產生影響。那么，操縱性和穩(wěn)定性究竟是什么呢？

操縱性是摩托車對駕駛員轉向操作意圖的響應性能、車輛本身具有的轉向特性的統(tǒng)稱，通常用“容易駕馭程度”、“騎乘感”、“運動特性”等來表現(xiàn)。操縱性屬于相對評價的性能，性能要求因車型、概念而異，在這種意義上對性能要求而言可以說是足夠即可的條件。

穩(wěn)定性是指遭受突發(fā)性外界干擾的影響、發(fā)生搖擺等自激振動、以及收斂的難易程度。也可以說是保持穩(wěn)定行駛能力的強弱程度，作為性能要求的必要條件，與車型、概念無關，是用絕對值來評價的性能。車輛制造只有保證了穩(wěn)定性，方能評價操縱性。

2 ?操縱性的分類

操縱性可分為車輛被動型和車輛主動型兩個部分。車輛被動型是指車輛對駕駛員的輸入忠實反應的特性，比如“響應性”、“轉彎性”、“轉向操作輕重”等。車輛主動型是指車輛為保持平衡對駕駛員要求的特性，“車把轉動角度自行增大”、“側傾角自行增大”等就相當于這種特性。

那么，如何將摩托車的操安性逐步提高到符合企劃目標并保證合理的穩(wěn)定性是摩托車的設計部門的重要課題。除了一部分負載狀態(tài)下的穩(wěn)定性之外，總體布置（L/O）（圖1）階段就基本能夠確保穩(wěn)定性已經成為理所當然的事情。取而代之，如何實現(xiàn)符合車型概念的操縱性成為課題，逐步開始要求選定總體布置時，能夠高精度預測出目標操縱性。

3 ?操縱穩(wěn)定性的表現(xiàn)形式

3.1側傾、縱傾、橫擺

如圖2所示，通過摩托車重心的前后軸為X軸，橫軸為Y，垂直軸為Z軸。圍繞X軸的運動為側傾，圍繞Y軸的為縱傾，圍繞Z軸的為橫擺。

3.2抖動

高速行駛時發(fā)生的車體擺動，有時為相對比較快、比較敏銳的擺動。轉向也會擺動，但振動源始終為摩托車后部周圍的橫擺和側傾結合在一起的運動。這會導致行進線路發(fā)生紊亂。直行和回轉時都會發(fā)生，但是出彎時發(fā)生的較多。從輪胎的受力來看，橫向力量相對于離心力發(fā)生失衡，前后方向的共振狀態(tài)。輪胎、定位、減震、分布荷重的影響較大，車架剛性不良的影響較多。

抖動經常表現(xiàn)在車體上下（前后）方向的振動，駕駛員通過車把最能感受到的一種現(xiàn)象;主要發(fā)生在車輛轉彎時，對摩托車速度和側傾角的依賴性比較大，振動頻率多為11Hz（次/秒），該現(xiàn)象發(fā)生時的輸出較小，程度沒有超過駕駛員的可控范圍，但會妨礙車輛的控制性。

3.3搖擺（weave）

搖擺是指車體以及轉向系統(tǒng)在某個相位出現(xiàn)的周期性振動現(xiàn)象，與抖動相同，例如摩托車后部周圍的橫擺和側傾結合在一起的運動，振動頻率為1～3Hz相對比較緩慢的擺動。普通路況直行或者穩(wěn)態(tài)轉彎時，以及高速道路的緩彎上容易顯現(xiàn)，行進路線不易確定;其中轉彎過程中的搖擺也被成為車位顛簸（tail walking）.此外，有時也會將搖擺表達為抖動。另外一個特點，搖擺對速度的依存性大，有時會在告訴（大概在140km/h以上）下顯現(xiàn)，振動狀況因轉彎半徑和車速而異。

3.4車把擺動（shimmy）

車體及轉向系統(tǒng)的振動現(xiàn)象，與搖擺相比，車體振幅小，車把振幅大抖動、搖擺是來自摩托車后部的擺動，而車把擺動是轉向系統(tǒng)左右方向的小擺動。一般發(fā)生在100km/h以下，有速度依存性;收油門滑行時容易發(fā)生，振動頻率為3～5Hz。通常在駕駛員的手和身體的衰減性會穩(wěn)定下來。100～120km/h直行時出現(xiàn)的車把敏銳的擺動有時也稱為車把擺動，這種情況下，前者為低速車把擺動，后者為高速車把擺動，以便區(qū)別。

3.5卡胎

卡胎是指橫穿縱向溝槽時，輪胎上的溝槽與路面上的溝槽之間發(fā)生卡滯，失穩(wěn)形成的瞬間擺動，對道路環(huán)境的依賴性較強。

3.6反沖

原本是指越野車連續(xù)通過溝槽時，減震過阻尼導致壓縮蓄積，然后一鼓作氣回彈的現(xiàn)象。突然從路面踢回來的意思。另外就是由于路面不平或者側偏力出現(xiàn)明顯滯后時發(fā)生的轉向的敏銳的擺動。猶如轉向從路面被突然踢回來一樣的沖擊傳導現(xiàn)象也使用該詞語來表達。它是一種轉向系統(tǒng)為主體的振動，但并非車輛的自激振動，而是外部輸入引發(fā)的現(xiàn)象，直行和轉彎都可能出現(xiàn)。對速度有依存性，高速下容易出現(xiàn)，現(xiàn)象發(fā)生時的輸出較大，有時會超出駕駛員的可控范圍。

3.7震顫

前輪胎的小幅度彈跳振動。呈斷續(xù)失去抓地力的狀態(tài)。原因大多出自輪胎、減震、底盤剛性。以前是賽車特有的問題，但隨著高抓地力輪胎的出現(xiàn)，街車也有發(fā)生。

3.8車把失控

轉彎過程中，前輪胎的內向性與復原力失去平衡，突然車把轉到極限的現(xiàn)象。但是，在表達通常的內向性范圍內不會使用此術語。

像每個人所了解的那樣，運動中的摩托車，即便車輪進行了良好的平衡，其前后端仍會繞轉向軸振動。通過試驗易于觀察到這樣的現(xiàn)象，例如：對于一臺以相當高的車速行駛的摩托車，逐漸降低其車速的過程。當車速到達某一車速時，可以觀察到摩托車的振動，特別是當前輪不平衡時。振動達到其最大量級后，隨著車速的下降逐步降低，直至完全消失。在通過一個橫向的障礙或駕駛員軀體的脈沖運動（例如突然移動）對后車架產生激勵時，均可觀察到后端的振動。低速時，也易觀察到：無論駕駛員如何操控，摩托車總有向一側側翻的傾向。從這些摩托車動態(tài)的試驗中可觀察出另外兩個模式：傾覆和擺顫。