Jousituksen kinematiikka ja ajoneuvodynamiikka
Jousituksen kinematiikka kuvaa, miten jokainen pyörä liikkuu ja muuttaa suuntaustaan jousituksen liikkuessa tai ohjauksen kääntyessä. Ajoneuvodynamiikka kuvaa voimien, massan, renkaiden ja näiden liikkeiden yhteisvaikutusta kiihdytyksessä, jarrutuksessa, kaarteissa ja epätasaisuuksilla.
Geometria ja voima ovat eri näkökulmia
Kinemaattinen analyysi alkaa kiinnityspisteistä, varsista, nivelistä ja niiden sallituista liikkeistä. Sillä voidaan laskea pyörän liike, camber, toe, ohjausakselin sijainti, liikesuhde ja geometrinen kallistuskeskiö olettamatta ensin tiettyä jousi- tai iskunvaimenninvoimaa.
Dynaaminen analyysi lisää massan, inertian, rengasvoimat, jouset, vaimentimet, kallistuksenhallinnan, joustavat puslat, toimilaitteet ja ajan. Tulos riippuu geometrian lisäksi nopeudesta ja kuormasta. Kaksi staattiselta pyöränsuuntaukseltaan samanlaista jousitusta voi siksi reagoida eri tavoin pyöräjäykkyyden, vaimennuksen, jouston, jousittamattoman massan tai ohjausjärjestelmien vuoksi.
Liikkeet tuottavat fyysiset rakenteet kuvataan kohdassa Suspension Construction.
Pyörän liike ja suuntaus
Sisäänjousto, eli bump tai jounce, pienentää pyörän ja korin välistä etäisyyttä. Ulosjousto, eli rebound, suurentaa sitä. Camber ja toe voivat muuttua liikkeen aikana. Ohjausliike muuttaa myös pyörätasoa ja renkaan kosketuspinnan sijaintia ajoneuvoon nähden.
Insinöörit suunnittelevat nämä käyrät eivätkä arvioi vain suuntausta normaalilla ajokorkeudella. Käyttöalueessa on huomioitava kallistus, nyökkäys, kuorma, jarrutus, vetomomentti, tieärsykkeet ja jäljellä oleva tila sisään- tai ulosjoustorajoittimeen.
Jouset, vaimentimet ja liikesuhteet
Pyörä liikuttaa jousta tai vaimenninta harvoin täsmälleen saman matkan. Asennuspaikka ja varsigeometria muodostavat liikesuhteen, joten osan jäykkyys ja vaimennus eivät vastaa suoraan pyörällä vaikuttavia arvoja. Suhde voi myös muuttua joustomatkan aikana.
Jouset kantavat kuorman ja määräävät suuren osan ajokorkeuden ja pyöräjäykkyyden suhteesta. Vaimentimet tuottavat nopeudesta riippuvan voiman värähtelyjen ja siirtymäliikkeiden hallintaan. Kallistuksenvakaajat ja aktiiviset järjestelmät lisäävät voimia, jotka kytkevät tai ohjaavat pyörien ja korin liikkeitä erikseen.
Osien toimintaperiaatteet kuvataan kohdissa Suspension Springs, Suspension Dampers ja Active Suspension.
Korin liike ja kuormansiirtymä
Heave on korin pystysuuntainen liike, pitch kierto poikittaisakselin ympäri ja roll kierto pituusakselin ympäri. Jousitusgeometria ja voimaelementit ohjaavat korin reaktiota, mutta eivät poista kiihtyvyyden ja massakeskipisteen korkeuden aiheuttamaa kuormansiirtymää.
Kallistuskeskiöt, anti-dive ja anti-squat kuvaavat geometrisia voimareittejä. Ne voivat muuttaa sitä, kuinka suuri osa korin reaktiosta välittyy varsivoimina jousen taipuman sijaan. Ne eivät poista pitkittäistä tai sivuttaista kuormansiirtymää.
Joustavuus ja todelliset osat
Puslat, kiinnikkeet, varret, apurungot ja kori muuttavat muotoaan kuormituksessa. Elastokinematiikka kuvaa joustavuuden aiheuttamia suuntaus- ja sijaintimuutoksia. Sitä voidaan säätää suodattamaan kovuutta tai tuottamaan hyödyllinen ohjausreaktio, mutta liiallinen kuluma tai vaurio voi aiheuttaa tahattomia toe- ja camber-muutoksia, melua ja epävakautta.
Koko jousitus on siksi arvioitava liikkeen, ohjauksen, kuorman, lämpötilan, toleranssien ja ajan suhteen. Yksi staattinen mitta tai huippuvoima ei kuvaa sen toimintaa.