4 Minuty
Kinematics & Compliance (K&C) test je jako rentgen pro podvozek: odhalí, jak se kolo chová pod zatížením a jaký vliv mají pružné a kovové části zavěšení. Tento článek vysvětluje, co K&C zařízení měří, jak test probíhá a proč jsou výsledky zásadní pro vývoj i diagnostiku vozidel.
Co vlastně znamená kinematika a kompliance?
Kinematika popisuje pohyby kola při zdvihu, naklánění nebo řízení — tedy trajektorii, kterou kola opisují v závislosti na geometrii závěsů a čepů. Kompliance (pružnost nebo poddajnost) zase popisuje, o kolik a jakým způsobem se zavěšení deformuje pod zatížením vlivem pružných kovových prvků a elastomerů (silentbloky, pryžové komponenty).
Přestože se může zdát, že náboj kola je pevně fixovaný, při zatížení se pohybuje ve všech šesti stupních volnosti (6 DOF): posuny ve třech osách a rotace kolem nich. Některé posuny jsou velké a snadno viditelné, jiné jsou malé, přesto však mají významný vliv na jízdní vlastnosti a opotřebení pneumatik.
Jak funguje K&C stojan a co měří
K&C stojan je přesné měřicí zařízení, které simuluje reálné silové působení na kontaktní plochu pneumatiky a současně zaznamenává pohyb náboje ve všech 6 DOF. Vozidlo je upevněno tak, aby karoserie držela realistickou polohu, zatímco pneumatiky spočívají na protiskluzových platformách imitujících vozovku.
Testy probíhají v „kvazi-statickém“ režimu — pomalu, aby do výsledků nepromítly dynamické jevy jako tlumení, které by zkreslily skutečnou pružnost konstrukčních prvků. Běžně se používá pomalá trojúhelníková vlnová forma s cyklem 40–60 sekund. Síly a amplitudy jsou voleny tak, aby odpovídaly reálnému zatížení vozidla a nepřekročily adhezi mezi pneumatikou a platformou.
Typy vstupů a zatížení
- Vertikální zatížení — simulace jízdních nerovností; u osobních vozů typicky ±100 mm, u závodních aut kolem ±50 mm.
- Laterální zatížení — zatížení při průjezdu zatáčkou, obvykle až ±4000 N na kolo (~0,8 g) či více u aut s aerodynamickým přítlakem.
- Longitudinální zatížení — brzdné nebo trakční síly, často podobné hladině jako laterální.
- Točivý moment (aligning torque) — moment přes styčné plochy pneumatiky ukazující reakce řízení.
- Řízení (steering sweep) — průběh úhlu řízení až ~±360°, pro analýzu převodových poměrů a Ackermannovy charakteristiky.
Co přinesou data: výstupy a jejich využití
Výsledky K&C jsou většinou grafické — mnoho parametrů je vysoce nelineárních, proto se kreslí křivky vztahu vstup–výstup a zobrazují se hysterézní smyčky, které odhalí tření či viskoelastické chování komponent. Osa X běžně reprezentuje vstupní posuv nebo sílu a osa Y libovolný z 6 DOF náboje.
K&C data se využívají k:
- ověření přesnosti virtuálních modelů a ladění počítačových simulací,
- kontrole výrobní přesnosti a symetrie,
- odhalení rozdílů mezi modelem a realitou zejména u elastomerických dílů,
- ladění podvozku iterativní změnou dílů a opakovaným měřením,
- mapování proměnných nastavení (např. stavitelných stabilizátorů nebo pevnostních bodů u závodních automobilů),
- přímé naplnění parametrů do real-time modelů (např. VI-Grade) pro offline simulace a jízdní simulátory.
Typické měřené charakteristiky
- Vertikální průběh: změny sbíhavosti, odklonu (camber), natočení kol a poloha kontaktu.
- Laterální chování: lateral force steer, couplování laterálního a vertikálního zatížení.
- Longitudinální vlivy: brzdné síly versus geometrické změny a jejich dopad na řízení.
- Hystereze a tření: vyjadřuje se jako šířka smyčky v grafech a upozorňuje na viskoelasticitu prvků.
Expert Insight
"K&C testy poskytují inženýrům jasnou diagnostiku dynamiky zavěšení, kterou nelze vždy plně reprodukovat v počítačových modelech," říká Ing. Petr Novák, vedoucí laboratoře podvozkových zkoušek. "Díky přesným datům z K&C můžeme rychleji lokalizovat problém, optimalizovat geometrii a nastavení nebo potvrdit, že změna materiálu silentbloku zlepší chování vozu v kritických režimech."
Pro vývojáře a techniky je K&C nepostradatelným nástrojem — od zlepšení jízdní stability přes predikci opotřebení pneumatik až po ladění závodních vozů, kde každý milimetr posunu znamená zlepšení času na kolo.
Zanechte komentář