刘忠伟

摘 要：摩托车的动态特性采用操纵性（maneuverability）、操控性（handling）和稳定性（stability）等术语进行描述。操纵性利操控性这两个名词用于描述摩托车执行复杂操纵的能力;以及从驾驶员的角度衡量，对摩托车实施操作指令的难易程度。另一方面，稳定性这个名词，则指摩托车对诸如不平坦路面或阵风风力所引起的外部扰动的响应，是指摩托车在外部因素干扰下保持平衡的能力。

关键词： 操纵性;稳定性;平衡能力

1  操纵稳定性定义

操纵稳定性简称操安性，综合表达“操纵性”和“稳定性”这两种不同的性能。实际上，摩托车的动态表现中这两种性能具有错综复杂的关系，对整车的操纵稳定性评价产生影响。那么，操纵性和稳定性究竟是什么呢？

操纵性是摩托车对驾驶员转向操作意图的响应性能、车辆本身具有的转向特性的统称，通常用“容易驾驭程度”、“骑乘感”、“运动特性”等来表现。操纵性属于相对评价的性能，性能要求因车型、概念而异，在这种意义上对性能要求而言可以说是足够即可的条件。

稳定性是指遭受突发性外界干扰的影响、发生摇摆等自激振动、以及收敛的难易程度。也可以说是保持稳定行驶能力的强弱程度，作为性能要求的必要条件，与车型、概念无关，是用绝对值来评价的性能。车辆制造只有保证了稳定性，方能评价操纵性。

2  操纵性的分类

操纵性可分为车辆被动型和车辆主动型两个部分。车辆被动型是指车辆对驾驶员的输入忠实反应的特性，比如“响应性”、“转弯性”、“转向操作轻重”等。车辆主动型是指车辆为保持平衡对驾驶员要求的特性，“车把转动角度自行增大”、“侧倾角自行增大”等就相当于这种特性。

那么，如何将摩托车的操安性逐步提高到符合企划目标并保证合理的稳定性是摩托车的设计部门的重要课题。除了一部分负载状态下的稳定性之外，总体布置（L/O）（图1）阶段就基本能够确保稳定性已经成为理所当然的事情。取而代之，如何实现符合车型概念的操纵性成为课题，逐步开始要求选定总体布置时，能够高精度预测出目标操纵性。

3  操纵稳定性的表现形式

3.1侧倾、纵倾、横摆

如图2所示，通过摩托车重心的前后轴为X轴，横轴为Y，垂直轴为Z轴。围绕X轴的运动为侧倾，围绕Y轴的为纵倾，围绕Z轴的为横摆。

3.2抖动

高速行驶时发生的车体摆动，有时为相对比较快、比较敏锐的摆动。转向也会摆动，但振动源始终为摩托车后部周围的横摆和侧倾结合在一起的运动。这会导致行进线路发生紊乱。直行和回转时都会发生，但是出弯时发生的较多。从轮胎的受力来看，横向力量相对于离心力发生失衡，前后方向的共振状态。轮胎、定位、减震、分布荷重的影响较大，车架刚性不良的影响较多。

抖动经常表现在车体上下（前后）方向的振动，驾驶员通过车把最能感受到的一种现象;主要发生在车辆转弯时，对摩托车速度和侧倾角的依赖性比较大，振动频率多为11Hz（次/秒），该现象发生时的输出较小，程度没有超过驾驶员的可控范围，但会妨碍车辆的控制性。

3.3摇摆（weave）

摇摆是指车体以及转向系统在某个相位出现的周期性振动现象，与抖动相同，例如摩托车后部周围的横摆和侧倾结合在一起的运动，振动频率为1～3Hz相对比较缓慢的摆动。普通路况直行或者稳态转弯时，以及高速道路的缓弯上容易显现，行进路线不易确定;其中转弯过程中的摇摆也被成为车位颠簸（tail walking）.此外，有时也会将摇摆表达为抖动。另外一个特点，摇摆对速度的依存性大，有时会在告诉（大概在140km/h以上）下显现，振动状况因转弯半径和车速而异。

3.4车把摆动（shimmy）

车体及转向系统的振动现象，与摇摆相比，车体振幅小，车把振幅大抖动、摇摆是来自摩托车后部的摆动，而车把摆动是转向系统左右方向的小摆动。一般发生在100km/h以下，有速度依存性;收油门滑行时容易发生，振动频率为3～5Hz。通常在驾驶员的手和身体的衰减性会稳定下来。100～120km/h直行时出现的车把敏锐的摆动有时也称为车把摆动，这种情况下，前者为低速车把摆动，后者为高速車把摆动，以便区别。

3.5卡胎

卡胎是指横穿纵向沟槽时，轮胎上的沟槽与路面上的沟槽之间发生卡滞，失稳形成的瞬间摆动，对道路环境的依赖性较强。

3.6反冲

原本是指越野车连续通过沟槽时，减震过阻尼导致压缩蓄积，然后一鼓作气回弹的现象。突然从路面踢回来的意思。另外就是由于路面不平或者侧偏力出现明显滞后时发生的转向的敏锐的摆动。犹如转向从路面被突然踢回来一样的冲击传导现象也使用该词语来表达。它是一种转向系统为主体的振动，但并非车辆的自激振动，而是外部输入引发的现象，直行和转弯都可能出现。对速度有依存性，高速下容易出现，现象发生时的输出较大，有时会超出驾驶员的可控范围。

3.7震颤

前轮胎的小幅度弹跳振动。呈断续失去抓地力的状态。原因大多出自轮胎、减震、底盘刚性。以前是赛车特有的问题，但随着高抓地力轮胎的出现，街车也有发生。

3.8车把失控

转弯过程中，前轮胎的内向性与复原力失去平衡，突然车把转到极限的现象。但是，在表达通常的内向性范围内不会使用此术语。

像每个人所了解的那样，运动中的摩托车，即便车轮进行了良好的平衡，其前后端仍会绕转向轴振动。通过试验易于观察到这样的现象，例如：对于一台以相当高的车速行驶的摩托车，逐渐降低其车速的过程。当车速到达某一车速时，可以观察到摩托车的振动，特别是当前轮不平衡时。振动达到其最大量级后，随着车速的下降逐步降低，直至完全消失。在通过一个横向的障碍或驾驶员躯体的脉冲运动（例如突然移动）对后车架产生激励时，均可观察到后端的振动。低速时，也易观察到：无论驾驶员如何操控，摩托车总有向一侧侧翻的倾向。从这些摩托车动态的试验中可观察出另外两个模式：倾覆和摆颤。