悬架运动学及柔顺性(K&C)试验介绍
底盘三路径 术语
底盘三路径术语
1、HSA：Hill start assist/坡道起步系统，也称HHC:防止车辆的斜坡上起步时溜坡，帮助驾驶员轻松起步。
2、ICV：Inlet Check Valve加油单向阀，油箱上核心零部件，主要作用是防止加油时不提前跳枪或反喷。
3、IPB：智能集成制动系统，将eBooster和ESC集于一体，同时实现制动助力和制动控制，属于线控制动中的onebox技术路线。
4、K/C特性：kinematic and compliance performance特性，运动学和柔顺性特性，主要用来分析悬架及转向系统的几何运动学特性和各种受力情况下的柔顺性数据，这些特性数据在很大程度上反应整车的操纵稳定性水平。
5、LAS：limitedslip differential，防滑差速器，防滑差速器能够克服普通锥齿轮式差速器因转矩平均分配给左、右轮而带来的在坏路面（泥泞、冰雪路面等）上行驶时，因一侧驱动轮接触泥泞、冰雪路面而在原地打滑（滑转），另一侧在好路面上的驱动轮却处在不动状态使汽车通过能力降低的缺点。
在对称式锥齿轮差速器上设置差速锁或者增加差速器内摩擦力矩等机构能得到防滑差速器。
汽车悬架知识全集
汽车悬架知识专题：悬架概述1360汽车悬架知识专题：悬架概述舒适性是轿车最重要的使用性能之一。
舒适性与车身的固有振动特性有关，而车身的固有振动特性又与悬架的特性相关。
所以，汽车悬架是保证乘坐舒适性的重要部件。
同时，汽车悬架作为车架(或车身)与车轴(或车轮)之间作连接的传力机件，又是保证汽车行驶安全的重要部件。
因此，汽车悬架往往列为重要部件编入轿车的技术规格表，作为衡量轿车质量的指标之一。
汽车车架（或车身）若直接安装于车桥（或车轮）上，由于道路不平，由于地面冲击使货物和人会感到十分不舒服，这是因为没有悬架装置的原因。
汽车悬架是车架（或车身）与车轴（或车轮）之间的弹性联结装置的统称。
它的作用是弹性地连接车桥和车架（或车身），缓和行驶中车辆受到的冲击力。
保证货物完好和人员舒适；衰减由于弹性系统引进的振动，使汽车行驶中保持稳定的姿势，改善操纵稳定性；同时悬架系统承担着传递垂直反力，纵向反力（牵引力和制动力）和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架（或车身）上，以保证汽车行驶平顺；并且当车轮相对车架跳动时，特别在转向时，车轮运动轨迹要符合一定的要求，因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用。
悬架结构形式和性能参数的选择合理与否，直接对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和舒适性有很大的影响。
由此可见悬架系统在现代汽车上是重要的总成之一。
一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。
弹性元件用来承受并传递垂直载荷，缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。
弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。
减振器用来衰减由于弹性系统引起的振，减振器的类型有筒式减振器，阻力可调式新式减振器，充气式减振器。
导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩，同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动，通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。
种类有单杆式或多连杆式的。
钢板弹簧作为弹性元件时，可不另设导向机构，它本身兼起导向作用。
车辆主动悬架最优控制
J ( u) [ X T (t )Q(t ) X (t ) u T (t ) R ( t )u (t )]dt
控制 u (t ) ，使目标函数 J 取极小。线性调节器的主要问题之一是如何选择 Q、R 阵以获得比
较满意的控制过程动态响应，计算机仿真可以解决这个问题。 在悬架设计中，为提高汽车的操纵稳定性和行驶平顺性，应使簧载质量垂直加速度、悬 架动扰度及轮胎动变形较小。此外，从实现控制的角度来看，应使所需的控制能量较小。因 此式(3)可写为
G12=(-3290*s - 7.332e004)/(s^4 + 45.36*s^3 + 5473*s^2 + 9.005e004*s + 1.179e006); G13=(s^3 + 45.36*s^2 + 2033*s + 5.386e-012)/(s^4 + 45.36*s^3 + 5473*s^2 + 9.005e004*s + 1.179e006); f(i)=abs(G11); h(i)=abs(G12); g(i)=abs(G13); i=i+1; end s=0:0.1:80; figure loglog(s,f,'-',s,h,'-.',s,g,':') legend(' 加速度',' 动扰度',' 动载荷')
( t) ，
根据微分方程组（1） ，建立如下所示的状态方程 和 输 出 方 程
。 x Ax Bu D (t ) y Cx Eu
（2）
式中：
0 0 A 0 0
1 0 0 0
悬架运动学及柔顺性（KC）试验介绍
悬架运动学及柔顺性（K&C）试验介绍时间：2011-05-16 11:55:09 来源：奇瑞汽车股份有限公司试验技术中心整车试验部戚海波薛志祥张珣本文主要介绍悬架运动学及柔顺性（K&C）试验台的结构组成、试验项目以及其在底盘开发中的应用。
【摘要】汽车操纵稳定性是汽车主要性能之一。
卓越的操纵稳定性能不仅大大提高了汽车主动安全性，更能给驾驶者带来驾驶乐趣。
随着我国汽车行业的迅猛发展，用户对汽车产品的性能要求不断提高，并越来越关注整车的操纵稳定性。
汽车的悬架运动学及柔顺性特性对整车的操纵稳定性水平具有决定性的影响，因此国际上各大汽车生产厂家及试验机构都通过购买悬架运动学及柔顺性参数测量设备来提升其在整车底盘设计和操稳调校方面的能力。
1. K&C试验台介绍悬架运动学及柔顺性试验台简称K&C试验台，主要用来测量悬架及转向系统的几何运动学（Kinematics）特性和各种受力情况下的柔顺性（Compliance）数据，这些特性和数据在很大程度上影响着整车的操纵稳定性水平。
K&C试验的基本原理就是向车辆的悬架系统施加一系列的载荷和位移输入。
对于准静态K&C试验，为了不激励起任何惯性、减振器或橡胶衬套引发的动态力，输入施加的速度很缓慢。
K&C试验台在此过程中测量大量的参数，通过这些参数可以得到与车辆悬架性能相关的主要参数，包括悬架刚度和迟滞，Bump Steer，Roll Steer，侧倾刚度，纵向和侧向柔性转向，以及转向系统特性。
对这些参数的理解对于彻底理解车辆的行驶性、平顺性、转向和操纵性具有决定意义。
K&C试验结果可以为ADAMS等CAE分析软件提供辅助验证，提高仿真的准确性，为设计和试验开发提供有力支持。
通过K&C试验、道路上的客观测量试验和主观评价试验的结果进行系统分析，我们可以找出车辆在操纵稳定性方面存在的问题以及问题的原因。
K&C双轴试验台2. K&C测试系统的主要结构悬架运动学和柔顺性测试系统包括四个主要的子系统：• 平台模块• 反力框架和车身夹持系统• 位置和负载传感器• 控制和仪表系统A. 平台模块双轴K&C试验台使用四个平台模块，以便于在各个车辆轮胎胎面施加位移或者作用力。
悬架设计及试验评价方法
可以单独跳动。广泛应用于轿车前悬架。
按汽车悬架的性能是否可控分为： ➢ 被动悬架：悬架刚度、阻尼在行驶中不可调整的悬架。 ➢ 主动悬架：悬架的刚度、阻尼根据行驶状况不同，可以自动调节的悬架。 ➢ 半主动悬架：只有悬架阻尼可以自动调节的悬架。
价。
5.试验方法
5.1在评价过程中，根据每个评价项目的要求选择相应的车速和路 面进 行评价。
5.2评分标准根据SAE评分等级进行，见表1。
分值
基于用户角度
表1
功能
10
受过专业培训的人员都不能察觉
9
专业人员可以发现
8
挑剔用户可以发现
7
少数用户注意到但没有抱怨
6
部分用户注意到但没有抱怨
5
所有用户都可以发现
一、蛇形试验
平均转向盘转角θ ( °) 平均横摆角速度r ( °/s) 平均车身侧倾角Φ ( °) 平均侧向加速度ay (m/s2)
通过测量以上四个参数与平均车速的关系进行评价
试验汽车以近似基准车速（65）二分之一的稳定车速直线行驶，在进入试验区段 之前，记录各测量变量的零线，然后蛇行通过试验路段，同时记录各测量变量的 时间历程曲线及通过有效标桩区的时间。 提高车速(车速间隔自行选择)，重复过程，共进行10次(撞倒标桩的次数不计在内)。 最高车速不超过80km/h
悬架系统设计及试验评价方法
Suspension & Driveline Section
主要内容
一.悬架的概述 二.悬架的分类 三.悬架的设计流程 四.R&H试验内容及方法
一、概述
➢ 悬架定义： 车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称。
整车刚柔耦合悬架系统KC特性研究
ＪＩＡＮＧ ＮｅｎｇＨｕｉ １
(１. Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ａｎｄ Ｒａｉｌꎬ Ａｎｈｕｉ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ Ｗｕｈｕ ２４１００２ꎬ Ｃｈｉｎａ)
(２. Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅꎬ Ｈｅｎａｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅꎬ Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００５ꎬ Ｃｈｉｎａ)
Ｍａｎｕｓｃｒｉｐｔ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ２０２０１１２９ꎬ ｉｎ ｒｅｖｉHale Waihona Puke ｅｄ ｆｏｒｍ ２０２１０２１７.
引言
环ꎮ 悬架 Ｋ 特性主要研究轮胎在垂直跳跃或转向过
程中ꎬ悬架的性能参数随轮胎的垂直位移或角位移的
在汽车悬架系统的开发过程中ꎬ特别重视其对整
变化特点ꎬ重点研究悬架系统中硬点参数对悬架特性
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ
２０２２ꎬ ４４(３) :６４９￣６５７
ＤＯＩ: １０ １６５７９ / ｊ.ｉｓｓｎ.１００１ ９６６９ ２０２２ ０３ ０２０
整车刚柔耦合悬架系统 ＫＣ 特性研究 ∗
ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＯＦ ＫＣ ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣ ＯＦ ＳＵＳＰＥＮＳＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＯＦ
性下的车轮定位参数ꎮ 仿真结果显示ꎬ仿真数值和实车 Ｋ＆Ｃ 试验数据基本一致ꎬ悬架综合性能相比于对标车车型更加
优化ꎻ同时ꎬ进一步开展稳态回转路试ꎬ从侧倾加速度、不足转向度和车厢侧倾度三个维度ꎬ验证整车路试稳态特性满足
设计要求ꎬ具备良好的运动特性ꎮ
关键词 刚柔耦合模型 Ａｄａｍｓ / Ｃａｒ 车轮定位参数 ＫＣ 特性参数
整车刚柔耦合悬架系统KC特性研究
整车刚柔耦合悬架系统KC特性研究摘要：随着汽车工业的发展，悬架系统的优化成为了一个重要的研究方向。
本研究旨在探讨整车刚柔耦合悬架系统的KC特性。
通过建立数学模型和实验验证，研究者发现，整车刚柔耦合悬架系统能够有效减小车辆在不同路面条件下的振动，提高行驶稳定性和舒适性。
通过优化悬架系统的刚柔耦合特性，可以更好地平衡车辆的悬挂刚度和柔度，进而提升整车的操控性能和乘坐舒适度。
关键词：整车；刚柔耦合悬架系统；KC特性引言随着汽车工业的不断发展，悬架系统作为车辆操控性能和乘坐舒适度的关键因素，受到越来越多的关注。
在这个背景下，整车刚柔耦合悬架系统成为了一个研究热点。
本文旨在探究整车刚柔耦合悬架系统的KC特性，并通过建立数学模型和实验验证的方法，研究其对车辆振动、行驶稳定性和舒适性的影响。
优化刚柔耦合特性可平衡悬挂刚度和柔度，在提升车辆操控性能和乘坐舒适度方面具有重要意义。
本研究的结果将为悬架系统设计和整车技术的发展提供有益参考。
1.整车刚柔耦合悬架系统的概述1.1.定义和原理整车刚柔耦合悬架系统是一种综合应用刚性和柔性元件的悬架系统，主要目的是在保持车辆稳定性的同时提供舒适的乘坐感受。
该系统的主要原理基于刚柔耦合的设计思路。
刚柔耦合悬架系统由刚度较高的结构元件和具有一定柔度的弹簧、减震器等组件相耦合构成。
刚性元件通常包括车轮、车架和转向系统等，可以提供良好的悬挂刚度和支撑能力，以保持车身的稳定性和操控性。
而柔性元件则包括弹簧、减震器和橡胶等，用于吸收路面不平度带来的冲击和振动，从而提供更好的乘坐舒适度。
整车刚柔耦合悬架系统的设计需要在保证车辆稳定性的前提下，平衡刚性和柔性元件的特性。
通过合理选择和安装位置布局刚柔耦合元件，可以在改善车辆行驶稳定性的同时降低车身振动，提高舒适性。
同时，利用先进的调节技术和控制策略，可以实现根据路况和驾驶要求智能调节悬架刚柔性，进一步提升操控性和乘坐感受。
整车刚柔耦合悬架系统通过平衡刚性和柔性元件的特性，实现了对车辆操控性能和乘坐舒适度的双重需求。
面向提高汽车操稳性的悬架KC设计
什么是悬架的KC特性？K代表英文Kinematics，即不考虑力和质量的运动，而只跟悬架连杆有关的车轮运动；C代表英文Compliance，也就是由于施加力导致的变形，跟悬架系统的弹簧、橡胶衬套以及零部件的变形有关的车轮运动。
悬架的K&C性能分别研究悬架和转向系统的几何空间位置运动学特性；以及于力的作用而引起的变形，它是研究整车动态特性的基础。
面向提高汽车操稳性的悬架KC设计参数和评价参数有哪些？各设计参数对汽车操稳性有哪些影响？1，侧倾转向系数当汽车车厢侧倾时，由车厢侧倾所引起的悬架运动会导致车轮转向。
由于侧倾转向改变轮胎转角，因此直接影响汽车的操稳性能。
2，侧向变形转向系数变形转向是一种使车辆具有恰当不足转向度的有效手段，为了提高汽车转弯时线性范围内的稳态响应能力，对于前悬架一般希望在侧向力作用下有较大的负前束角变化趋势，这样可以提高汽车的不足转向性能；对于后悬架一般希望在侧向力作用下有较大的正前束角变化趋势，这样可以降低汽车的质心侧偏角变化梯度。
3，主销后倾角主销后倾角对汽车操纵稳定性的影响主要是通过“后倾拖距”使地面侧向力对轮胎产生一个回正力矩, 该力矩产生一个与轮胎侧偏角相似的附加转向角, 它与侧向力成正比, 使汽车趋于增加不足转向, 有利于改善汽车的稳态转向特性. 4，主销内倾角主销内倾角对操纵稳定性的影响, 主要也是回正力矩, 它是在前轮转动时将车身抬高, 由于系统位能的提高而产生的前轮回正力矩, 它与侧向力无关.主销内倾主要在低速时起回正作用, “后倾拖距”主要在高速时起回正作用.5，前悬架导向机构的几何参数决定前轮定位参数的变化趋势和变化率. 在车轮跳动时,外倾角的变化包括由车身侧倾产生的车轮外倾变化和由车轮相对车身的跳动而引起的外倾变化两个部分.后悬架结构参数对汽车操纵稳定性的影响, 近似于前悬架的“干涉转向”. 它是在汽车转向时, 由于车身侧倾导致独立悬架的左右车轮相对车身的距离发生变化, 外侧车轮上跳,与车身的距离缩短, 内侧车轮下拉, 与车身的距离加大. 悬架的结构参数不同, 车轮上下跳动时, 车轮前束角的变化规律也必然会不同. 6，轮胎是影响汽车操纵稳定性的一个重要因素, 增大轮胎的载荷能力, 特别是后轮胎的载荷能力, 例如加大轮胎尺寸或提高层级, 或者后轮由单胎改为双胎, 都会改善汽车的稳态转向特性. 改变后轮胎的外倾角, 也可以改善汽车的操纵稳定性, 这是因为后轮胎的负外倾角可以增加后轮胎的侧偏刚度, 从而减小过多转向度.7，横向稳定杆常用来提高悬架的侧倾角刚度, 或是调整前、后悬架侧倾角刚度的比值.,在汽车转弯时, 它可以防止车身产生很大的横向侧倾和横向角振动, 以保证汽车具有良好的行驶稳定性. 前悬架中采用较硬的横向稳定杆有助于提高汽车的不足转向性, 并能改善操纵稳定性有很多种评价方法,一般可分为开环和闭环式两种[3]。
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悬架运动学及柔顺性（K&C）试验介绍
时间：2011-05-16 11:55:09 来源：奇瑞汽车股份有限公司试验技术中心整车试验部戚海波薛志祥张珣本文主要介绍悬架运动学及柔顺性（K&C）试验台的结构组成、试验项目以及其在底盘开发中的应用。
【摘要】汽车操纵稳定性是汽车主要性能之一。
卓越的操纵稳定性能不仅大大提高了汽车主动安全性，更能给驾驶者带来驾驶乐趣。
随着我国汽车行业的迅猛发展，用户对汽车产品的性能要求不断提高，并越来越关注整车的操纵稳定性。
汽车的悬架运动学及柔顺性特性对整车的操纵稳定性水平具有决定性的影响，因此国际上各大汽车生产厂家及试验机构都通过购买悬架运动学及柔顺性参数测量设备来提升其在整车底盘设计和操稳调校方面的能力。
1. K&C试验台介绍
悬架运动学及柔顺性试验台简称K&C试验台，主要用来测量悬架及转向系统的几何运动学（Kinematics）特性和各种受力情况下的柔顺性（Compliance）数据，这些特性和数据在很大程度上影响着整车的操纵稳定性水平。
K&C试验的基本原理就是向车辆的悬架系统施加一系列的载荷和位移输入。
对于准静态
K&C试验，为了不激励起任何惯性、减振器或橡胶衬套引发的动态力，输入施加的速度很缓慢。
K&C试验台在此过程中测量大量的参数，通过这些参数可以得到与车辆悬架性能相关的主要参数，包括悬架刚度和迟滞，Bump Steer，Roll Steer，侧倾刚度，纵向和侧向柔性转向，以及转向系统特性。
对这些参数的理解对于彻底理解车辆的行驶性、平顺性、转向和操纵性具有决定意义。
K&C试验结果可以为ADAMS等CAE分析软件提供辅助验证，提高仿真的准确性，为设计和试验开发提供有力支持。
通过K&C试验、道路上的客观测量试验和主观评价试验的结果进行系统分析，我们可以找出车辆在操纵稳定性方面存在的问题以及问题的原因。
K&C双轴试验台
2. K&C测试系统的主要结构
悬架运动学和柔顺性测试系统包括四个主要的子系统：
• 平台模块
• 反力框架和车身夹持系统
• 位置和负载传感器
• 控制和仪表系统
A. 平台模块
双轴K&C试验台使用四个平台模块，以便于在各个车辆轮胎胎面施加位移或者作用力。
每个平台模块均为轮胎表面提供了垂直、侧向、纵向、侧倾和转动5个自由度的运动。
平台模块设计具有高刚度，以减少测试系统本身的偏差。
此外，测试工程师可以通过平台模块之间的开放空间非常方便地接触到车辆悬架系统。
B. 反力框架和车身夹持系统
系统有一个框架钢结构的基座，基座上有三个闭环位置控制的通道，因此可以根据需要测试的车辆，对平台模块进行自动轴距调整和前后轮距调整。
此外，车身夹持系统用来将车身与试验台进行固定。
C. 位置和负载传感器
系统的四个平台模块都分别安装有5个自由度的位移传感器及6个自由度的力和力矩传感器，可以对轮胎接地点处的位移和受力进行测量。
同时在车轮上还安装了车轮运动传感器，可以测量车轮轮心位移变化，包括3个平动（纵向
位移、侧向位移、垂向位移）和3个转动（车轮转动角、前束角、外倾角）。
车轮运动传感器
D. 控制和仪表系统
主要包括系统控制柜、液压油源及试验操控电脑等。
3. K&C试验项目
一般情况下，K&C试验项目主要有：垂直试验、侧倾试验、转向试验、侧向柔顺性试验、纵向柔顺性试验、回正力矩试验。
A．垂直试验：在悬架垂直运动上下极限范围内，平台进行垂直方向循环运动，左右车轮同步，同时保证水平方向力为零。
在试验过程可以测量悬架刚度、悬架摩擦、轮距变化、Bump Steer、Bump Camber等悬架特性。
B．侧倾试验：在悬架侧倾运动上下极限范围内，平台进行侧倾循环运动，并且保证左右平台产生一个共面，将水平方向力控制为零。
在试验中可以测量悬架侧倾刚度、侧倾中心高度、Roll Steer、Roll Camber等悬架特性。
C．转向试验：方向盘在角度位置限位之间转动，同时水平方向力控制为零。
在试验中可以测量转向传动比、转向力摩擦、磨胎半径、阿克曼转角等转向系统特性。
D．侧向柔顺性试验：可侧向力试验分为加载同向力试验和加载反向力试验2种情况。
加载同向力是通过沿Y向同向的移动左右平台，这样平台对轮胎施加方向相同的侧向力，加载反向侧向力是通过沿Y向反向的移动左右平台，这样平台对轮胎施加方向相反的侧向力。
主要用于测量悬架在收到侧向力时各特性参数的变化。
可以测量轮心处侧向柔顺性，侧向柔顺转向、外倾角柔顺性等特性参数。
E．纵向柔顺性试验：可分为纵向制动和纵向加速试验两种，主要用于测量悬架在收到纵向力时各特性参数的变化。
可以测量轮心处纵向柔顺性，纵向柔顺转向、Anti-dive及Anti-lift 等特性参数。
F．回正力矩试验：分为对左右车轮加载同向回正力矩和加载反向回正力矩两种试验工况。
可以测量前束角、外倾角等特性参数在受到回正力矩时的变化。
RRoll Steer特性曲线图
4. K&C试验在底盘开发中的应用
K&C试验在底盘开发中具有非常重要的作用。
在竞争样车分析阶段，工程人员可以通过对比竞争样车的K&C特性，结合道路上的操纵稳定性主观评价和客观测量试验结果，为样车性能目标值设定提供有力的支持。
在样车开发阶段，通过对试验结果分析，判断整车转向特性（不足转向或过度转向）、底盘硬点布置、悬架刚度等是否合理？整车操纵稳定性和舒适性是否存在缺陷？尤其是在产品开发前期，通过对K&C试验结果与CAE模拟结果的相互验证、分析，直接将整车底盘特性分解到具体子系统或零部件技术指标上，可以规避底盘开发中大的设计缺陷和风险，这样一来，就会大大缩短产品开发周期，且大幅降低开发成本。
因此，K&C试验能力的建立可以大大提高汽车厂家的底盘开发能力，缩短底盘开发的周期，提高产品的质量。