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【技研】汽车KC报告解读

汽车技研

2年前浏览3363

汽车KC报告解读

悬架的KC报告在整车开发中的意义就不多说，相信很多相关专业汽车从业者都能说出一大堆。本文就我们熟悉的KC报告，讨论一些KC报告通常的用途，数据读取方法。

通过对KC报告的研究，可以起到如下作用：

1. 整车开发前期阶段了解对标车或者竞标车悬架系统的架构，例如转向行程，车轮转角，方向盘转角，悬架刚度，轮胎刚度，侧倾梯度，侧倾中心，轮荷分布等。

2. 验证虚拟仿真模型。通过建立悬架ADAMS模型，进行KC分析，将其分析结果与试验对比，验证模型准确度。

3. 积累足够的K&C特性数据库，找到K&C特性如何影响底盘性能之规律，为快速开发新车型提供便利。我们也对KC报告做了一些积累，后期我们会分别聊聊如何运用KC报告积累的数据，寻找KC特性参数设置的规律和参考。

4.在后期样车调试调校阶段，提供客观试验参数支持。

我们在日常开发阶段，都会用到KC报告的哪些内容呢，下文我们阐述一下多体动力学专业的人员，对KC报告最关注的项目。

首先，KC报告里体现的具体试验做法可以参考阅读蔡章林编写的论文《悬架系统KC特性综述》，里面对各项试验做法比较详细的阐述，KC试验主要有以下几种：

1. 车轮同向跳动（Vertical Bounce test），也就是垂向加载。初始状态有整备（kerb），两人载（two pass），三人载（three pass），半载（half load）满载（GVW）等。一般会做连接稳定杆与断开稳定杆（ARB Disconnected）两种情况，另外就是小范围跳动（kerb
brakes on +−20mm）。

2. 侧倾试验（Roll Test），主要试验工况与上面的垂向加载相同，对比稳定杆断开前后的试验对比可以测试稳定杆对侧倾角刚度的贡献等等。

3. 转向测试（Steering Geometry test）。多数情况下对发动机启动（Engine On）前后都会做试验，重点分析助力作用与否对转向操作力的影响。

4. 侧向力试验（Lateral Compliance）。区分同向加载(in phase)和反向加载(anti phase)。轮胎作用点也会分几组不同情况去做（Lateral Compliance at 0mm X offset Lateral
Compliance at 10mm X offset Lateral Compliance at 20mm X offset等）

5. 纵向力试验（Longitudinal Compliance）。同样区分同向加载(in phase)和反向加载(anti phase)，多数情况下只做同向加载。

6. 回正力矩试验（Aligning Torque Compliance），同样区分同向加载(in phase)和反向加载(anti phase)。

7. 其他特殊试验。

以上的测试是我们平时读KC报告时常用到的词汇。各形式试验的目的会在后续的文章中陆续讨论，也欢迎各位业内人士讨论。

KC报告中工程师关注的参数如下列表所示：

先对读KC报告的基础进行讨论，相关信息达成共识。后续会根据积累的大量的KC试验数据，对KC报告指导底盘开发工作的一系列方法进行讨论，希望业内人士多多参与。

对于KC的理解，我认为是体现一辆车的内在性格的东西，相比现在比较热门的“静态感知质量”“整车品质工程”，我觉得可以用来形容一个人外在妆画得好不好，衣服搭配得是否得体。通过一辆车的外在来选车，那叫“好色”，把车的内在和外在同时考虑，那才叫“审美”。这样看来，大多数汽车女性购买者比男性更“好色”。玩笑凑字数，下面进入正文。

前面我们聊了多体性能工程师关注的KC报告里的一些内容项，当然KC报告不是只有多体的工程师才用得着的，下面我们聊聊，拿到一份标杆车的KC报告，我们如何利用它来指导常规的逆向开发。

我们拿到一份KC报告，首先是整车信息（Vehicle Data），对我们开发中有用的有，轮距（Track）轴距（WheelBase）轮胎型号（Tyre size），当然，这些在用户手册或者汽车之家都能查到。后面各个载荷状态的方向盘转角（Steering left lock/Steering right lock），前束（toe）外倾（camber）以及各轮的载荷（Static forces），这些有没有用呢，后面接着说。

方向盘转角

方向盘是一个驾驶员进入驾驶舱最先注意到也是最先接触到的东西，是除了外观外，最容易给驾驶员留下初步印象的一项内容，也是驾驶员在驾驶汽车的过程中，最直接接触到汽车操控的一项内容。那么方向盘的转角设置多少才合适呢？这个问题涉及因素比较多，除主观因素外，转向器的线角传动比等一系列因素也有影响。我们采用对标的思想，通过收集KC报告中的信息，看看市面上的车的方向盘转角都是怎么设置的。

首先是MPV车型，这目前是我手里的资源，MPV最初被理解为面包车，最开始的面包车甚至没有助力，需要更多的圈数，更小的传动比来减小方向盘操作力，到目前来讲，“面包车”的方向盘圈数依然很大，都在3圈以上。

比较小一点，灵活一点的A0级小车，情况如何：

日常的一些乘用车（资源有限，抱歉抱歉）：

比较热门的SUV们：

估计接下来会有很多人会说，怎么能单纯看方向盘圈数呢，要结合车轮转角，传动比，最小转弯直径一块看。这个话题先说到这算抛砖引玉，希望大家把看法表达一下，后期会专门做一期，结合整车转向参数，对比市面上一些车型的参数，为正向设计提供参考。

整车姿态

车辆开发的初级阶段，以为造型需求，总布置要对设计载荷状态整车姿态做出定义，从造型角度来讲，整车姿态体现的最好是“翘臀”（据说），也就是整车姿态前低后高（ “整车姿态”的相关定义如果不清楚，请去自行补课），空载要“翘”，满载也要最好“翘”，但都不能“翘”太多。

可大家都了解一点，一般乘用车，从整备到满载，整车质心是向后移动的，也就是说，后轮上增加的质量，要比前**，这时候，车头就慢慢翘起来，整车姿态还能保证“翘”么？难。从整备到满载，前后轮荷由于质量的增加，车身前部轮眉（“轮眉”定义请自行补课）处可能会只下压10+mm，而车身后部轮眉处下压量可能有40-50mm。情况有可能就会成为下面这个样子（黑色是整备，红色是满载）：

这时候有人会说，可以加大后轮弹簧刚度让车身别下压那么多啊。那么问题就来了，后悬架刚度加大，偏频怎么办，舒适性怎么办。整车姿态与前后悬架偏频，也算是“相爱相杀”了。

调查市面上的车型，判断一般悬架整备到满载，车身姿态角会改变多少，则可以为我们后期整车定义整备姿态角时，提供设计参考。

上面说了半天，总算可以说回我们的KC报告了，在KC报告中，我们很难直接读取整车姿态角，但我们可以通过一定的计算整备与满载的姿态角之差。

以某车型为例说明，我们找到其KC报告中，整备和满载的前后轮心高度差，找到Vertical Bounce test中的RIDE RATES这一页（之所以不用wheel rates 这一页，是因为要考虑轮胎径向刚度的影响），对比整备与满载的曲线（左边两组曲线——整备，右边两组曲线——满载）：

其中拐点1和拐点2分别是前后悬架减振器或者其他限位机构与下限位缓冲块接触的位置，可以通过前后悬架整备与满载的拐点高度差，判断整备与满载的前后悬架行程，再根据轴距，计算整备与满载的整车姿态角度差（如下图所示）。

上图中，a为前轮眉下降的量，b为后轮眉下降的量，WB为轴距。

需要说明一点，之所以采用下限位块拐点，是因为相比上限位块拐点这个更清晰，容易读取，以实际情况决定。

这个方法并不是目的，目的是通过大量数据积累，观察市面上的车型，整备与满载的整车姿态角之差是怎样的，这其中为我们正向开发是否能提供一些参考意义，下一期我们将用市面上几款车型的数据，总结一定规律。

上一篇里用图示法写了轮眉下降的量，有朋友说没说明白，我想还得有必要好好说说这一块。

如图所示：

整备姿态角和满载姿态角上图都能看明白吧，当然从KC报告中读取整备和满载的轮眉高度是不大现实的，但是读取整备和满载的高度差是没有问题的。

我们需要在KC报告中读取上图中a和b的值，就能计算整车姿态角差别，就能明白各大车企在底盘弹性元件调校的时候，整备到满载的姿态角差别，也算是为正向开发中设置姿态角提供一点参考。我们可以这样计算：

姿态角差=arctan（（b-a）/WB）

说到这就比较明白了吧。那我们通过数据积累，得出整备与满载的整车姿态角之差基本在0.4-0.9度之间，从数据库中摘出了几个姿态角之差比较有代表性的几个车型：

当然这跟整车质量分布有很大关系，如果后悬架的整备满载质量差较大，为保证满载姿态角满足要求，满足偏频要求的情况下，尽量与整车定义沟通增大整备姿态角定义。

KC报告如何指导我们的硬点设定呢，现在国内的做法，是在一套成熟平台车型的硬点的基础上，根据整车架构尺寸定义做相关调整，使硬点在原平台车型的基础上演化，降低悬架KC特性问题的不确定性，通过有目的的硬点优化，提高开发效率，缩短研发时间，同时最大限度实现零部件和总成通用化，降低研发、制造和采购成本。关于对标都要对标哪些内容，我们在第一篇里做了讨论。今天我们首先来聊一聊，在制定悬架硬点的初始阶段，设计位置悬架侧倾中心高度这一项性能参数的设置。

侧倾中心的定义是，通过车轮中心的横向垂直平面上的一点，当侧向力在这一点作用在悬挂质量上时不会引起悬架侧倾（定义出自《车辆动力学基础》）。侧倾中心我认为比较好的定义是正视图中轮胎接地点到摆动中心连线与汽车中线的交点，或者理解成为簧上部分与簧下部分的相互运动的铰接点，如图所示：