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汽车工程师之家 附件中心 结构原理专业知识特区 『底盘设计技术-悬架系统』 【R&D】KC测试报告与整车悬架开发和调校w6.jpg
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【R&D】KC测试报告与整车悬架开发和调校w6.jpg

 

【R&D】KC测试报告与整车悬架开发和调校:
近几十年来,悬架K&C测试已成为汽车行业中的普及的测试,为悬架设计和车辆动力学仿真提供了宝贵数据。然而,在实际整车和操控调校/开发工作中,许多常见的K&C测试测量数据尚未达到(如侧倾中心高度和侧倾刚度分布)的实证重要性。为了强调K&C测试数据的实际用处,本文介绍了几种方法,这些数据可以直接协助底盘调校和开发工作。讨论了传统的K&C数据解释方法,并提出了诸如“橫摆效率”新概念。

01 引言

当今底盘工程师可以获得前所未有的详细车辆信息。这不仅是整个汽车行业进步的必然结果,也在很大程度上是由于计算机设计和仿真工具对信息的日益增长的需求。详细的建模需求甚至在最近几年推动了测试标准的发展。

仅在悬架开发领域,几乎每个悬架部件和子系统都有一系列极其丰富的专门支持测试工装和测试机器。在每个成功的车辆测试项目背后,都有减振器测功机、轮胎力矩测量机、液压振动台、零件耐久性测试机、悬架K&C测试装置以及车辆惯性参数测量等设备。

所有这些支持测试设备的集合能够产生大量的测量数据。具有讽刺意味的是,这对底盘调校和开发工作既有帮助又具有阻碍作用。对于建模工作的支持来说,通常情况下拥有更多的可用数据是有利的(假设可以有效地输入到适当的设计和仿真工具中)。然而,大量的可用测试数据对于车辆上的调校和记录管理可能会很快变得难以处理。

例如,考虑一次标准的悬架K&C测试,它可以轻松生成一个超过300页的报告,记录了数百个测量参数。如果关键结果被埋没或难以提取,那么所有这些信息对悬架开发工程师或赛道调校师有何用处?真正的性能开发优势在于可用信息能够有效转化为有用的信息。因此,问题是:如何将详细的测量数据转化为可管理且有用的悬架调校指导方针?在悬架K&C测试的背景下,本文探讨了几种可能的方法。

02 背景

首先要明确悬架K&C测试中的“K”和“C”。简言之,它们如下所述:

※刚性运动(“K”):指没有考虑力或质量的运动。这一术语指的是通过悬架杆系控制车轮的运动。

※柔性运动(“C”): 由施加力而引起的柔度(刚度的倒数)。这一术语指的是通过弹簧、橡胶衬套和组件柔性控制车轮的运动。

K&C参数实际上存在于任何车辆悬架的主要功能中,可以表述如下:

※通过允许车轮移动(与车架独立)并跟随路面粗糙度,使车架与路面粗糙度隔离开来(柔性);

※保持车轮与路面的正确转向和外倾角(刚性和柔性);

※轮胎响应产生控制车辆的力。(包括制动/加速产生的纵向力和力矩,以及转弯产生的侧向力和力矩(刚性和柔性);

※在车辆转弯时阻止车身侧倾倾斜,并在车辆加速或制动时阻止车身俯仰(这是刚性和柔性);

※使轮胎与路面保持接触,减小负荷变化(柔性);

控制车轮运动和位置一直被认为是影响车辆行驶品质的一种公认方式,即使限于经验性工作,悬架设计始终考虑了K&C特性。然而,米其林在1940年代末推出的子午线轮胎(具有对负荷和位置的固有敏感性)为精确控制车轮带来了新的需求。

出于必要性,为了设计能够有效使用子午线轮胎的汽车,20世纪50年代,法国汽车制造商与米其林合作开始了早期的K&C工作。在随后的几十年里,全球范围内的汽车和轮胎制造商都进行了类似的工作。特别值得注意的是20世纪60年代和70年代通用汽车开展的开拓性K&C工作。

如今,大多数汽车和轮胎制造商都拥有一定的内部悬架K&C测试能力。当今的K&C测试机器形式多种多样,从“自制”定制设计到商业化的专用K&C测试装置。

03 K&C测试及其应用

试验室测试因其可重复性并在受控环境中进行,为正确开展悬架K&C开发工作提供了必要的测量精度。通常情况下,K&C试验室工作可用作道路/赛道测试的先导或补充。

作为先导,K&C测量可用于在开始道路测试之前确认设计并提出建议修改,从而减少整体测试时间和费用。作为补充,K&C测量可以与道路/赛道测试矩阵(和仿真模型)相结合,以迭代方式快速识别和记录悬架部件的变化及其对驾驶性能的影响。
为了有效地补充道路测试,K&C测试必须高效进行,即测量和转换数据为有用格式的过程必须迅速完成。这就是专用K&C测试装置相对于自制K&C测量设备和改装设备(原本设计用于其他用途的设备)具有显著优势的地方。使用后者可能需要一周的时间来完成的测量,在专用K&C测试装置上(例如由Anthony Best Dynamics, Ltd.开发的SPMM)可能只需几个小时就能完成(见图1)。


通过精确地对车辆及其悬架进行测试,K&C测试装置可以高效地提取通常难以获取的数据。典型的测量包括但不限于:※悬架刚度和迟滞特性※跳动/侧倾转向、外倾角※侧倾刚度分布※瞬心位置(侧倾中心、稳定杆刚度占比等)※纵向/侧向力柔性转向※回正力矩柔性转向※外倾角刚度※转向系统特性
如上所述,在标准的K&C测试中可以产生大量数据。因此,在进行K&C测量和处理结果时,需要考虑实用性。无关紧要的数据交会图只会增加混乱,但也不希望忽视宝贵的数据。对于提取车辆设计和仿真输入而言,同样重要的是审视并理解K&C测量结果的定性含义。即使已经具备高度发展的仿真能力,有效的悬架调校和设计工作仍需要对关键悬架参数有一目了然的了解,以及了解这些参数的变化如何影响车辆性能。

04 K&C数据解释

K&C测量数据至少是特定车辆在特定调校状态下的一系列数据交会图。而K&C测量数据的最高水平则是一种完全不同的看待悬架的方式;它是一种将悬架视为系统并窥见其对整车性能的真正影响的方法。

可测量的车辆性能(无论是不足转向梯度、驾乘偏频还是圈速等)完全取决于系统级参数,而不是单个组件规格。尽管这似乎是一个相当奇怪的说法,因为众所周知改变前悬架稳定杆直径确实会改变圈速。但要理解这种说法,需要进行一些转变:从车辆的角度来看,其圈速并不是由于组件变化(比如前稳定杆)而改变,而是由于系统参数的改变(比如侧倾刚度分布,或者更恰当地说,轮胎载荷分布)。

所有标准的悬架K&C测量,从其性质上来看,都是系统测量。包括前束曲线、外倾角柔性、抗俯仰系数等测量都描述了多个组件如何协同工作。同样从车辆的角度来看:车辆并不关心需要哪些组件来创建其前束曲线;它只关心其车轮是否按照既定和可预测的路径移动,并且其相关的性能取决于这些车轮路径。理解这一事实实际上是正确处理K&C数据的关键,也是成功利用K&C结果来协助悬架调校和开发的关键。以下是一些主要的K&C数据研究,实际上是通过重新调整K&C结果来最大化悬架调校工程师的收益的方法。

4.1 基本参数分析

通常,K&C测试结果会经过后处理,并以测量通道的数据交会图形式呈现(见图2)。基本参数分析就是直接查看这些K&C图形结果,而不需要太多进一步的处理。这种方式可以非常有帮助,但它只代表了K&C数据研究的起点。(大多数专用K&C测试装置除了提供真实的测量通道外,还提供了一系列计算通道。例如,图2中显示的“外倾角”可能实际上是从多个K&C测试装置传感器的计算结果得出的。)


简言之,基本的K&C参数分析可以获得以下信息:※确保悬架行为与设计意图相符※快速定位制造错误(设计错误、部件错误应用、松动螺栓等)※在有效的范围内计算梯度(或根据需要进行曲线拟合)※评估单个参数、可接受的值等※评估对称性/非对称性※直接为车辆仿真提供数据
尽管从K&C测试装置中可以灵活的进行数据提取,但对后处理结果进行标准化也有一些好处。通常情况下,避免标准化是基于这样的假设:如果报告的数据集受到限制,有价值的数据将会“丢失”。但如果经过一段时间的深思熟虑,结果的标准化将最终捕捉到大部分有用的测量数据,同时显著减少了多余数据交会图的混乱。而且,如果正确地引用和保存,无论后处理偏好如何,原始测量数据实际上并没有丢失。事实上,无论是用于数据导入/导出,还是深入研究特定测量,随时可以访问K&C测试的原始数据总是非常有用的。

如上所述,K&C测量数据在最低限度上是一系列数据交会图。因此,“基本参数分析”实际上只是从K&C测试中提取真正好处的起始点,因此它对悬架调校工程师师可能只具有有限的益处。然而,尽管这代表了对K&C数据的非常基本的审查,基本参数分析是下面描述的其他数据研究的必要前提。

4.2 对标

广泛意义上,K&C对标是比较大型数据库中多辆车的测试结果。在汽车行业中,例如,对标研究通常通过一系列不同车型(轿车、运动车、经济型等)的平均值与容差图来总结。(见图3)。


这些图在设计新车辆时特别有用,因为它们可以对车辆性能定位进行详细检查。例如,图3所示的图是通过在特定路障(例如+20毫米)线性化前束,然后比较尽可能多的车辆的结果而创建的。随着时间的推移,随着K&C测量数据库的增长,趋势开始显现出来。对悬架系统性能与整车性能之间关系的定性知识是能够在新车悬架设计的早期阶段使用对标图所真正需要的。例如,对于运动型车辆的K&C对标参数可能与经济型车辆明显不同,而且可以推断出,如果适当应用,某些参数的变化可能用于增强原本平庸的经济车的运动感。
除了多车辆比较外,K&C对标还可以应用于单一车辆,用于研究多个部件的变化。与“参数指标”研究(下面将讨论)相比,单一车辆对标可以被认为是对K&C结果的更广泛审核-通常是梯度或简化数据的评审。例如,对于赛车辆,这种对标的一个目的可能是确定悬架设计在特定赛道上有相对于更大调校范围。


像图4这样的图是通过对前后悬架的调校范围进行标准化,并记录赛车使用的实际参数设置来创建的。在这里使用K&C测量来计算设置标记相对于调校范围内的相对位置(在图4中,这是基于对不同部件变化的K&C测量,如轮胎刚度、侧倾刚度、前束变化和倾角变化)。这样的信息可以用于补充“部件表”或“规格表”,以帮助指示调校变化(甚至是未来的设计变化——当可接受的车辆性能一直需要将参数推到其调校极限时)。05 迁移研究和参数包络
迁移研究在某种程度上与上述单一车辆基准研究相关。但是,与查看简化结果的广泛集合不同,迁移研究深入研究特定悬架变化的细节。

由于试验室中的K&C测试具有高度可重复性和可控性,因此它是有效地研究单一车辆上部件变化(以及关键悬架参数的迁移)的理想平台。进行“部件扫描”可能是悬架K&C测试能力最常见且实际的利用之一。当在各种部件更改后重复测试时,可以检测到悬架参数测量中的微妙变化,并且可以在相对较短的时间内通过K&C测试(如图5所示)探索大量这样的更改。


然而,从实际的悬架调校角度来看,必须能够有效地从这些K&C部件扫描测试会话中提取关键的悬架信息,并且有一种方法将测量的悬架系统级参数(前束梯度、外倾角梯度、侧倾刚度等)与实际的调校变化关联起来。例如,与其仅跟踪前后稳定杆的物理调整(直径变化、拉杆调整等),赛道用的规格表可以包括侧倾刚度系数或侧倾分配平衡——这些都是基于K&C部件扫描测试的一些额外的系统级指标。除了有效提升对组件变化的观察水平外,这些系统级指标实际上可以作为指南,帮助指导悬架调校选择。
参数包络研究是迁移研究的一个子集,是一种采用经典工程方法的方式,即探索特定问题的极限以获取洞察。在这种情况下,可以通过在部件调整达到最大和最小值时测量悬架K&C性能来建立悬架行为有用视角的包络。悬架的物理调校极限可以由悬架设计、其物理约束、零部件工程可行性、赛车赛规定等确定。特定K&C参数的极限非常重要,可调组别之间的关系也很重要(即通过影响跳动转向的多个部件调整的重叠包络可以最大化不足转向)。图6显示了通过对转向拉杆垫片组的最大/最小调整创建的跳动转向包络。任何实际设置,如之前图5中所示,必然位于此包络内。


这些包络提供的细节比单一值的线性化率或梯度更丰富。了解悬架特性在调校可调范围的极限处可以非常有用,特别是在仿真工作中。理想情况下,实际的车辆设置不需要将关键参数调整到极限,但在仿真环境中,可以快速探索这些极限,以确定整体车辆性能的范围。此外,包络研究代表了一种经济的K&C测试方法,因为不需要测试所有可用的部件/调校,只需要测试最大值和最小值。经过深思熟虑的单个K&C包络测试会话设置可以有效地收集大多数悬架调校效果。
从实际调校的角度来看,例如图6中的跳动前束提供了几个关键的洞察。例如,当与其他测量数据结合使用时(来自其他部件变化引起的跳动前束、侧向力柔性转向、侧倾转向特性等),此参数包络提供了补充信息,有助于为不同转弯条件下的车辆绘制不足转向和稳定性梯度图。如果没有K&C测量,这将是相当困难的。而且,总体而言,这些信息可以成为赛道调校的绝佳指南(就像游标表盘一样,在一个窗口内进行微小的调整将导致车辆响应的大变化,而其他窗口则会产生更微妙的影响,这些参数包络可以提供一个出色的快速参考,以“调整”车辆的操控行为)。

06 分配研究

分配研究提供了一种独特的方法,可以查看多个悬架参数之间的相互作用。一个“分配”只是描述个别悬架参数如何对定义的总体产生影响。举个简单的例子,车辆的侧倾刚度分配可以表示如下:


虽然这只是一个基本的示例,仅涵盖了一个悬架设置,但像图7这样的分配仍然可以便捷展示车辆的侧倾刚度构成。在这种情况下,后稳定杆的有限调整潜力显而易见。另一个更具洞察力的分配示例,以略有不同的方式表达,如图8所示。

在这个分配示例中,各部分的侧倾刚度(前悬和后悬)由不同的悬架部件(如弹簧、稳定杆等)提供。通过分析每个部件对总体侧倾刚度的贡献,可以更好地理解整车的悬架调校潜力和限制。这种分配方法可以帮助决策者做出合适的调校决策,以实现所需的悬架性能。总之,分配研究提供了一个系统化的方法,可以分析和优化悬架系统中各个部件的贡献,从而帮助优化车辆的悬架性能和行驶特性。
尽管图8仅描述了车辆前悬架右侧车轮的情况,但可以从标准的K&C测试测量数据(以及一些补充信息,如每“g”总体车辆侧倾和轮胎力特性)轻松构建车辆角模块的侧倾转向分配。在这种侧倾转向分配中,运动学转向和柔度转向被结合为车辆侧向加速度的函数,但如果需要,它们也可以与侧向轮胎接地处负荷相关联(或以任何必要的格式表达,以促进悬架调校洞察力)。

快速查看图8可以看出,在1g的转弯中,前悬架右车轮的总转向几乎为零。这本身就是有帮助的,因为它告诉我们稳态状态和不足转向水平的一部分。但是,也许更重要的是,通过观察达到这种前悬右轮的转向分配(即K分配和C分配),可以获得更多的洞察力。在这种情况下,虽然确实发生了右前轮的转向,但运动学和柔度恰好相反并且几乎相等,有效地相互抵消。

K&C侧倾转向分配对车辆的操控性有着重要的影响;柔性可以产生直接的进入转向感,因为只需要非悬载质量来反应,因此可以快速做到。而运动学转向则需要车身侧倾,这需要一定的时间来发生。因此,车辆在入弯时“准备就绪”的方式受到这种特定参数组合的高度影响。即使在总体“K”和“C”的大小都很小的情况下(例如在赛车中),运动学和柔性转向的平衡对响应性、稳定性和驾驶感觉仍然非常重要。因此,K/C分配和比例关系也是悬架调校规格表上另一个很好的补充跟踪对象。

07 能量研究
能量-功率研究虽然作为独立参数具有意义,但与其他悬架参数相比较,悬架柔性或刚度可能更具有意义,就像上面讨论的侧倾转向分配一样。除了简单地提供不足转向度的洞察外,柔性还可以从能量角度理解车辆响应特性。在传统方法中,车辆的稳态橫摆角增益可以表示如下:

在这个表达式中,抗转向系数 Kus 可以简单或复杂,取决于需求。在最简单和最常用的形式中,抗转向系数由前轮和后轮的侧向偏角定义如下:

但是不足转向Kus也可以通过悬架K&C参数进行扩展:

通过公式(3)的表达式,可以探索悬架 K&C 参数与车辆操控指标(如不足转向梯度和橫摆角速度增益)之间的数值关系。同时,也可以很容易地观察到一些有趣的定性关系。例如前后车身刚度的降低可以提高车辆的转向能力。
然而,传统的在车辆建模中包含 K&C 参数的方法却可能低估了悬架柔性参数的作用(即如上所述,悬架和车身刚度的绝对值往往对不足转向Kus的贡献很小)。尽管已知悬架/车身柔性的物理变化对车辆的操控感觉有显著影响,但从定量上来说很难捕捉这些变化;测量或模拟车辆参数的微小变化并不总是与驾驶员感知到的控制和反应增益相对应。解决这些差异的一种方法是以能量术语量化各种悬架系统的柔性。

传统方法是力/变形法:公式(3)中的不足转向变化是由有效侧偏比的变化驱动的,而有效侧偏比是基于车辆前/后轮的有效转向角的估算。然而,对于驾驶员来说非常明显的刚度变化(例如车身刚度变化)转化到“有效转向角变化”的角度可能几乎是微不足道的。

能量方法需要进行另一种形式转变:将车辆视为一组弹簧(或潜在的能量存储装置)。在转弯过程中,驾驶员输入的方向盘转角旨在产生横向加速度,实际上被用于储存潜在能量(悬架、轮胎和车身的变形等)。在转弯入口时将能量储存起来需要时间,而在转弯出口或方向变化时恢复这些能量也需要时间(几乎所有悬架中的能量存储装置都是欠阻尼装置,在释放时都会出现过冲现象)。

为了量化转弯过程中的车身和悬架组件的存储能量,可以如下表达转弯时的潜在能量:


与Kus类似,“橫摆能量存储”可以根据需要而变得简单或复杂。需要注意的是,该表达式中不包括轮胎,因为侧向滑移是产生侧向力的必要前提。不过,除此之外的其他轮胎变形当然也可以根据需要包括进来。方程(4)的能量存储表达式可以单独用于评估各种参数的相对能量存储,就像图9所示。这些关系(以能量比率等形式)可以再次添加到悬架规格表中,形成调校目标并提供驾驶员沟通工具。

橫摆能量存储还可以作为其他表达式的基础,例如“橫摆效率”的表达式(即将车辆输入能量转化为侧向车辆运动的百分比):

在观察方程(5)的表达式时,很容易认为理想的车辆性能是实现零能量转化为潜在能量存储(即100%的橫摆效率)。但实际情况并非如此。一定程度的柔性对于人类驾驶员在物理上控制车辆是绝对必要的。除了控制问题外,车辆在转弯过程中需要一定时间来适应驾驶员的意图,各种变形需要与之对齐。当然,过多的柔性会导致响应速度的降低。因此,实际的橫摆效率目标应略低于100%,但不能低于一定程度。举例而言,如图9所示的贡献使中型车的橫摆效率达到约95%。
悬架和底盘的柔性通常可以更容易地调校以匹配能量贡献目标,而不是传统的力/变形目标。潜在能量表达式的结构可以通过相对量级来进行更合理的系统比较,甚至可以消除表达式(3)中存在的关于转向性的混淆。此外,能量大小通常与直觉相匹配,即较大的相对变形导致较大的相对能量项,使得与驾驶员的定性印象的相关性稍微更容易一些。

08 利用K&C数据进行调校

任何悬架调整或悬架开发计划的目标是使车辆达到其能力的真正极限。当然,这种理想很少能够实现,因为通常会受到有意或无意的妥协。此外,通常存在一些基本的物理约束,并且无法通过调校来规避这些约束。例如,希望优化车辆操控性能的悬架调校工程师,往往必须使用固定的车辆质量、固定的重量分布和整体重心高度,以及前后轮距和轮距。(从一开始,总横向载荷转移是一个已知且不可避免的量!)

有许多方法可以进行车辆操控设计,本文提供的方法并不旨在取代任何现有方法论,也不代表任何人的调校理念,而仅仅是为了提供一个示例,展示如何实际应用上述悬架K&C数据解读概念。

虽然本文讨论将专注于赛车车辆的设计,但也可以应用于生产车辆的悬架调校。

悬架设计的核心可以分解为两个独立的阶段:

※最大化每个车轮轮胎的机械抓地力。只有彻底了解前后悬架平衡,才能实现这一目标。这里需要进行K&C测试和数学建模。

※满足驾驶员的感觉/控制需求。通过悬架调校实现坚实的轮胎机械抓地力。进行K&C测试是支持正确调校的必要条件。

尽管这些步骤似乎足够直截了当,但在任何悬架调校过程中,两者很容易混淆。例如,一个人可能会通过悬架调校来纠正不想要的过度转向,而无意中破坏了车辆的机械抓地能力。尽管在横摆时加强或减弱一个轴确实会改变前/后轴的横向载荷转移分配,但通常是以牺牲其中一个轴的抓地为代价的。理想情况下,每个轴都应该在横摆时转移载荷,但不会限制另一端的侧倾位移。偏离这一理想的设置将降低车辆的整体侧向机械抓地能力,并对轮胎造成不必要的损害。

09 K&C测试和机械抓地力

如上所述,试验和记录“部件扫描”K&C测试可能是调查前/后悬架平衡并创建最大化机械抓地力的调校指南的最有效方式。除了标准记录的调校规范表中的数字(弹簧刚度、稳定杆直径尺寸/设置、静态前束角/外倾角、轮荷等),还应定期跟踪一些额外的K&C数据:即侧倾力矩臂、悬架侧倾刚度(或侧倾刚度系数)等。这些系统级参数会随着悬架部件的更改而变化,并且它们是计算横向载荷转移和轴侧倾位移以及最终机械抓地所必需的。

拥有适当的K&C试验测量值(与计算值相对)是非常重要的。例如,在计算侧倾力矩臂时,使用实际测量的力矩中心可能比依赖于计算机模型中几何构建的力矩中心更为明智;同样,使用K&C试验实际测量的侧倾刚度值也比使用计算值更好。

拥有K&C部件扫描测量值后,就可以记录各种前后悬架设置,并确定它们在最大化机械抓地方面是否相互配合。每个轴设置将具有其自己的测量悬架参数,这些参数在受到侧向载荷时会导致独特的载荷转移和侧倾位移,计算如下:


最终,前后悬架必须共同工作,以在所有四个角保持最佳的机械抓地力。那么如何避免不想要的前后平衡折中?已经提出了几种方法来将前后悬架组合成单一的车辆模型,同时也有许多商业车辆动力学软件可供进行详细的调查。这些方法完全有效,但需要计算资源和相当多的时间,因此对于亲身操控悬架的调校工程师师来说仍然有些难以掌握;在转弯时解决所有垂直和横向载荷并不是一件容易的事情。Bolles提出的一种方法可能更容易接近实际悬架调校工程师,它涉及“匹配”前后悬架侧倾角度——即独立计算前后悬架在给定横向加速度下将达到的侧倾角度,并进行实际的悬架调校更改,使计算的角度与实际情况尽可能接近。这种方法可以用来得到良好分布的垂直轮胎载荷,由于垂直轮胎载荷最终控制了横向载荷能力,这确实会实现最大化机械抓地力的悬架设置,适用于给定的初始重量分布。这种最大化抓地力的方法可以通过悬架K&C测试加速,通过在实验室运行多个部件扫描测试并找到匹配的前后设置。这是预测良好悬架设置的一种非常快速的方法,可以在赛道测试之前进行,还允许快速评估调校更改,以确保抓地潜力没有受到会话调校的影响。
简而言之,前后悬架设置被视为独立的(参见图10),方程(7)和(8)可用于计算在转弯时每个悬架设置的轴侧倾角度和垂直轮胎载荷。通常存在多种前后组合可能性,最终选择受其他偏好(总侧倾位移目标、空气动力学考虑等)的限制。


10 KC测试和操控需求一旦实现令人满意的整体抓地力水平,通常需要进行额外的悬架调校,以满足驾驶员的偏好并真正完善车辆的操控特性。在转向转换和油门/刹车应用期间,车轮的方向以及各种悬架/底盘组件中存储的能量会发生变化。驾驶员会根据这些变化得到反馈,要么对此感到舒适,要么被迫进行调整和补偿,以从车辆中提取所需的性能水平。在转弯入口或转弯出口时,如果方向控制力正在改变方向或大小,就会感觉到不正确的悬架设置。
正如上文所讨论的,对载荷传递组件进行调整可能会无意中导致机械抓地力水平降低。因此,要试图直接通过悬架运动学和柔性调校来满足驾驶员和操控需求(前提是整体抓地性能已经令人满意)。毫不奇怪,悬架K&C测试和数据分析对此工作至关重要。

一种稳健的悬架“K&C调校”方法是通过在标准规格表和驾驶员笔记中增加额外的K&C信息和记录的片段时间(在赛道的关键弯道上计时的整圈时间的子集,捕捉转弯入口、中段和出口)来补充。如图11所示,可以制定一个简单的规格表(图10的演变),记录一个K&C调校设置,并将其与记录的赛道表现联系起来。


这个示例旨在提供关键载荷、四轮定位参数和能量存储的快速参考,作为中弯或准稳态路况的快速参考工具。在操控阶段,事件发生缓慢(低于1.5赫兹),因此这种准稳态数据和K&C分析通常是适用的。
对于所需的侧向载荷条件(通常是中弯时),悬架K&C测量结果可以直接填入这样的规格表中。如上所述,计算轮胎垂直载荷、K/C比例(预算)和能量比。

与任何其他事物一样,这样的规格表可以根据需求的简单程度或详细程度来制定。它可以扩展到包括其他关键参数,与其他标准记录的规格(如轮胎温度、静态四轮参数等)相联系,结合牵引/制动力来捕捉弯道出口/入口事件,甚至缩减为仅捕捉轴的中弯净转向。

当然,目标是制定另一个规格表,作为补充驾驶员反馈并指导悬架K&C调整的参考,旨在调整车辆以改善跑圈时间表现。成功将K&C参数整合到实际测试中可以带来巨大的性能回报,但通常需要特殊的考虑和安排。例如,为了适当探索柔性变化(因为柔性通常不是容易调整的参数),通常需要特别准备。

悬架调校水平的实际目标水平在驾驶员、车辆和赛道之间可能存在显著差异,本文无法假设提出此类目标。然而,可以说随着持续使用,额外的K&C参数和基于K&C的补充规格表可以成为悬架调校工程师的有效工具。随着时间的推移,调校趋势和偏好会显现出来,将这些趋势以系统级调校参数的方式记录下来,可以使悬架调校从新的角度来处理,这在赛前跑道测试时间有限时是一种宝贵的选择。

11 结论

尽管实测的K&C参数对悬架设计和开发工作非常有用,但通常需要对K&C数据进行重新整理,以最大化有助于对悬架调校工程师。这种重新整理的最终目标是将几个更有价值的系统级参数高效地添加到悬架调校工作表、规格表和日志中。本文提出了几种方法,通过这些方法,K&C测量可以转化为更易于管理、可追踪和描述性的参数。

通过超越基本参数分析,甚至是迁移研究,可以创建一个更广泛、更全面的悬架性能视角。在这个视角中,各种悬架参数之间的相互作用和平衡变得更加明显,悬架调校和设置工作直接与利用这些平衡相关联。正如所展示的,关键的悬架参数平衡可以通过稍微重新构造K&C数据,例如分配和能量比率,方便地表达和分析。

K&C测量实际上是对悬架的系统级描述,因此它们描述了多个组件的累积贡献。拥有一个可用的参考基准(基于K&C测量),可以将部件更改或调校与悬架子系统性能联系起来,从而使悬架调校工程师可以从两个不同的方向来进行调校工作。希望这可以帮助减少试错式的部件更换,并提供一些中间参考点,以帮助将主观感觉反馈转化为实际的调校指南。

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