浅谈K&C 试验台的特性及应用

刘 通，何 龙

（辽宁轨道交通职业学院，辽宁 沈阳 110023）

由于汽车在机动性、随机性和稳定性等方面的优点，目前已经成为重要的交通工具。随着汽车占有率的提高，公共交通安全已经成为一个广泛关注的社会问题。汽车操纵稳定性不仅影响汽车驾驶的轻便性，更是涉及车辆安全性的一个重要性能。

近年来，有关操纵稳定性能的研究文章很多，但普遍集中在理论、试验方法研究，基于悬架K&C 性能分析和预测、改进比较少。本文通过K&C 试验台的组成、工作原理、特性分析等综合评价整车的基本动力学性能，进而协助完成目标设定、目标改进和整车操纵稳定性能优化提升等工作[1]。

1 K&C 试验台介绍

1.1 汽车悬架K&C 概述

悬架K&C 特性包括悬架运动学（Kinematics）及弹性运动学（Compliance）[2]。

悬架运动学特性是指车轮发生垂直位移时，车辆定位参数、悬架刚度和侧倾刚度等参数相应的变化关系。

悬架弹性运动学是指在考虑衬套变形情况下，轮胎和路面之间力和力矩引起的车轮定位参数、悬架刚度等参数的变化。

1.2 K&C 的功能

（1）前期开发阶段确定好悬架系统的样式；

（2）可以根据试验数据验证动力学模型；

（3）在最后样车试制阶段，辅助调校工作。

1.3 K&C 的试验设备

K&C 试验台主要包括加载机构、测量机构、操作台和操作软件等部分，在采集完试验数据后，通过后处理软件对各参数进行解算[3]，进而输出涵盖悬架各种参数指标的报告。工作场景见图1。

图1 K&C 试验台工作间

2 试验方法及参数

2.1 试验方法

试验台从开始到结束，要经过一系列的操作，具体包括试验台开启、加载墩“0”位调整、过桥板安装、试验车装夹、轮胎对中及固定、试验车加载、试验车制动、车辆信息建立、传感器清零、测量臂连接、试验过程、试验车拆卸、试验结束等环节。

2.2 试验工况

K&C 试验台核心的工况见表1。

表1 K&C 试验台工况

这里需要注意以下几点：

(1)垫滑盘不要自动解耦；

(2)纵向对中加载后一定要重新校对；

教师利用多媒体构建课堂情境，将抽象性的物理知识，以图片、视频等方式直观地呈现给学生，从而有效训练学生的物理思维，全面提高学生物理学习质量。比如说，教师在讲解《生活中的透镜》时，可以利用多媒体，将生活中透镜的相关图片、视频资料具体展示给学生。方便学生对透镜内容形成深刻了解，加深学生的直观印象。教师可以向学生展示“望远镜、显微镜、手表蒙子、老花镜、汽车后车镜……”教师利用多媒体构建课堂情境，让学生能够对透镜内容形成深刻认知，从而加深学生对物理学习的认知。

(3)试验前要制动，控制纵向位移变化；

(4)在卸载步骤中，要边消侧向力边卸载。

2.3 主销参数解算概述

在车轮定位中，主销作用至关重要[4]。主销定位参数主要包括主销后倾角、内倾角和偏移距，其计算公式如下：

式中：

γl、γr为左转、右转后车轮外倾角；

θCl、θCr为左转、右转后车轮转动角；

KXl、KXr为左转、右转后名义印迹中心纵向位移；

KYl、KYr为左转、右转后名义印迹中心侧向位移；

WXl、WXr为左转、右转后轮心纵向位移；

WYl、WYr为左转、右转后轮心侧向位移；

δ 为车轮转向角，越小越好。当转角为零时，相当于求相应数据曲线的导数。

rσ为主销内倾矩；rτ为主销后倾矩；ra为轮心主销内倾矩；nτ为轮心主销后倾矩。

3 试验应用

在某项目竞品车型测试中，为了获取该车型的悬架刚度，在平行轮跳工况下，通过给轮胎施加垂向位移，可以测得轮心处的垂向力，进而求得悬架刚度，为悬架设计提供依据。前后悬架平行轮跳工况试验图分别见图2 和图3。

图2 前悬架平行轮跳工况

图3 后悬架平行轮跳工况

图2 中，通过前轮平行轮跳工况试验并经过数据拟合，计算得前悬架刚度为32 N/mm[5]。

图3 中，通过后轮平行轮跳工况试验并经过数据拟合，计算得后悬架刚度为22 N/mm。

悬架刚度计算只是K&C 试验台试验得到的一个参数，除此之外，还可以根据需要测算出很多底盘及整车需要的其他性能参数和指标[6]。

4 结 论

本文基于悬架K&C 试验台分别进行了综合概述、试验设备、工况、参数解算及实际应用举例。具体研究表明：

(1)K&C 试验台以其加载机构、测量机构为主导；辅助以接近实车状态的必要操作，是取得悬架试验数据的基础。

(2)K&C 试验台强大的后处理以及基于悬架参数的图形特性对比功能，为各个项目前期整车开发及后期调校提供了重要的理论依据和数据支撑。