摩托車動力學

序

第一章 概論
1-1 摩托車的分類 1
1-2 摩托車規格 11
1-3 摩托車的組合部件及自由度 13
1-3.1 摩托車座標系 14
1-3.2 摩托車的自由度 15
1-4 摩托車的幾何參數 17
1-4.1 前叉角 17
1-4.2 軸距 18
1-4.3 偏位、前伸距、輪圈直徑 19
1-4.4 車輪半徑 22
1-5 摩托車的穩定直線行駛 22
1-6 摩托車重心的位置 29
1-6.1 重心位置的計算 29
1-6.2 騎乘者對摩托車重心的影響 34
1-6.3 重心位置變化的影響 34
1-7 摩托車的質量慣性矩 35
1-8 摩托車轉向機構的運動學 35
1.8.1 偏位為零的轉向機構 36
1-8.2 偏位不為零的轉向機構 39
1-9 騎乘姿態 42

第二章 摩托車輪胎
2-1 概論 43
2-2 摩托車輪胎的結構 44
2-3 摩托車輪胎的分類 47
2-3.1 依構造分類 48
2-3.2 依使用目的分類 49
2-3.3 依有無內胎分類 51
2-4 輪胎的花紋 52
2-5 摩托車輪胎規格的表示法 53
2-6 摩托車輪胎的斷面 57
2-7 輪胎外徑的影響 58
2-7.1 對騎乘舒適性的影響 58
2-7.2 對操控性的影響 59
2-8 輪胎的受力分析 59
2-8.1 輪胎座標系 59
2-8.2 輪胎與路面的接觸力與力矩 60
2-9 車輪的側向特性 61
2-9.1 側滑角與側偏力 62
2-9.2 外傾角與外傾推力 63
2-10 車輪的縱向特性 66
2-10.1 驅動輪特性 66
2-10.2 制動輪特性 67
2-10.3 附著力與摩擦力的區別 67
2-11 輪胎的魔術公式 68
2-11.1 側向力的計算 70
2-11.2 縱向力的計算 71
2-11.3 回正力矩的計算 71
2-12 摩托車輪胎附著橢圓 73
2-13 輪胎不平衡度和不均勻度的實驗測量 74
2-13.1 輪胎的不平衡度 74
2-13.2 輪胎的不均勻度 75

第三章 摩托車直線行駛動力學
3.1 摩托車的傳動系統 77
3-1.1 檔車傳動系統 77
3-1.2 連續無段變速系統 84
3-2 摩托車引擎扭矩和功率 88
3-2.1 引擎扭矩和功率的關係 88
3-2.2 功率與扭矩的觀念 90
3-2.3 摩托車引擎型式 91
3-3 摩托車引擎轉速和車速的關係 95
3-4 驅動力 97
3-5 摩托車的行駛阻力 98
3-5.1 滾動阻力 99
3-5.2 空氣阻力 101
3-5.3 坡度阻力 104
3-5.4 加速阻力 105
3-5.5 等效質量 105
3-6 摩托車直線行駛方程及其推導 109
3-6.1 用牛頓法推導行駛方程 111
3-6.2 用功率方程推導行駛方程 116
3-7 摩托車行駛的驅動-附著條件 121
3-7.1 摩托車的抓地力 123
3-8 摩托車行駛功率方程 124
3-9 摩托車的動力性指標 124
3-9.1 摩托車最高車速的計算 124
3-9.2 加速性能 131
3-9.3 最大爬坡度 138
3-10 摩托車變速器傳動比 139
3-11 摩托車二次傳動比 141

第四章 摩托車的制動性
4-1 概論 143
4-2 制動力 144
4-3 摩托車制動時的受力分析 146
4-3.1 摩托車直線行駛的制動方程 146
4-3.2 制動時地面正向反力的變化 148
4.3.3 最佳制動力 150
4-4 摩托車的前翻 151
4-5 滑動率對制動的影響 153
4-6 摩托車的防鎖定系統 154
4-7 摩托車煞車的使用 158
4-7.1 煞車的技巧 158
4-7.2 前煞車的使用 158
4-7.3 後煞車的使用 158
4-7.4 緊急煞車 159
4-7.5 避免煞車車頭下沉現象的方法 160

第五章 摩托車的懸吊系統與車架
5-1 概論 161
5-2 避震器 162
5-3 避震器之彈簧 164
5-3.1 彈簧係數 164
5-3.2 彈簧種類 165
5-3.3 彈簧對騎乘舒適性與操控性的影響 168
5-3.4 速度比 170
5-4 避震器之阻尼器 172
5-4.1 阻尼力 172
5-4.2 阻尼對騎乘舒適性與操控性的影響 177
5-4.3 阻尼器的分類與特性 177
5-4.4 轉向阻尼器 181
5-5 摩托車前懸吊系統 183
5-5.1 伸縮直筒式 183
5-5.2 前領連桿式和後拖曳連桿式懸吊系統 188
5-5.3 彈簧叉 193
5-5.4 葛德叉 195
5-5.5 潛望槓桿式懸吊系統 196
5-5.6 雙槓桿式懸吊系統 198
5-5.7 前懸吊系統的重要參數 199
5-6 摩托車後懸吊系統 200
5-6.1 雙避震器後懸吊系統 201
5-6.2 單避震器後懸吊系統 203
5-6.3 單搖臂式後懸吊系統 204
5-6.4 漸進連桿式後懸吊系統 204
5-6.5 平行桿懸吊系統 209
5-6.6 整體式後懸吊系統 211
5-6.7 後懸吊系統的重要參數 212
5-6.8 反後蹲與讓後蹲現象 213
5-7 避震器的調整 219
5-7.1 彈簧預載 219
5-7.2 回彈阻尼 223
5-7.3 壓縮阻尼 226
5-7.4 避震器阻尼調整步驟 229
5-8 摩托車車架 230
5-8.1 車架材料與截面形狀 231
5-8.2 車架的種類 232

第六章 摩托車的振動
6-1 基本概念 237
6-1.1 何謂振動 237
6-1.2 簡諧振動 238
6-1.3 衰減振動 240
6-1.4 輪胎的轉動頻率和摩托車的速度 242
6-1.5 人體對振動的反應 243
6-2 簡化模型 246
6-2.1 傾倒 246
6-2.2 擺振 251
6-2.3 迂迴擺動 255
6-2.4 三自由度模型 258
6-3 平面振動 261
6-3.1 等效前懸吊彈簧剛度與阻尼係數 261
6-3.2 等效後懸吊彈簧剛度與阻尼係數 263
6-3.3 車身的上下振動和俯仰振動 265
6-3.4 四自由度模型 269
6-4 多自由度振動理論基礎 273
6-4.1 自然頻率和模態向量 273
6-4.2 用數值方法求振動的時間響應 283
6-4.3 頻率響應函數 286
6-5 多剛體模型 293
6-5.1 引言 293
6-5.2 多剛體模型 297
6-5.3 直線行駛情形下的振動模態 298
6-5.4 轉彎行駛情形下的振動模態 301
6-6 時域響應 301

第七章 摩托車的操控性及穩定性
7-1 引言 305
7-2 操控性及穩定性所涉及的內容 309
7-2.1 穩態轉彎行駛試驗 310
7-2.2 U形或J形轉彎行駛試驗 321
7-2.3 障礙滑雪式行駛試驗 323
7-2.4 換道行駛試驗 326
7-2.5 迴避障礙行駛試驗 328
7-3 方向穩定性及回正力矩 329
7.4 陀螺力矩與方向穩定性 334
7-4.1 橫擺運動產生的陀螺力矩 335
7.4-2 側偏運動產生的陀螺效應 341
7-4.3 龍頭轉向產生的陀螺力矩 342
7-5 低轉倒和高轉倒 344
7-6 逆操舵 346
7-7 影響摩托車操控性的參數 347

附錄 351
參考文獻 357
索引 363