《摩托車動力學》一書共分七章，首先介紹摩托車的類型和規格、幾何參數、重心位置的計算及轉向幾何關係等。第二章簡述摩托車輪胎的構造、類型，及輪胎的魔術公式與附著橢圓。第三章探討摩托車直線行駛的各種阻力，進而導出摩托車行駛方程與功率方程，介紹摩托車的動力性指標及求最高車速的方法。第四章介紹制動受力分析，滑動率對制動的影響，摩托車的防鎖定系統等。第五章闡述前後懸吊系統的種類、運動比、設計參數及其優缺點，說明懸吊系統的調校原理與步驟，最後介紹摩托車架的種類與優缺點。第六章系統地討論了摩托車的振動簡化模型和振動模態，摩托車的平面振動，振動多剛體模型，時域響應。第七章則分析摩托車過彎的騎乘姿勢，介紹操控性及穩定性試驗及評估方法，說明陀螺力矩與方向穩定性的關係，分析轉倒的原因，逆操舵原理等。

本書特色

　　本書力求理論與實務相結合、深入淺出，具有理論之廣度，又考慮實際應用價值，極適合科技大學車輛類系所學生以及對摩托車動力學有興趣的讀者閱讀與參考。

作者簡介

張超群

現職
　　南台科技大學機械工程系 副教授　　

學歷
　　美國辛辛那提大學機械工程博士　　

專長
　　多體動力學、車輛動力學、汽車噪音及振動

劉成群

現職
　　克萊斯特汽車公司高級工程師

學歷
　　美國辛辛那提大學機械工程博士

專長
　　汽車噪音及振動、多體力學、車輛動力學

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