Fjæringskinematikk og kjøredynamikk
Fjæringskinematikk beskriver hvordan hvert hjul beveger seg og endrer retning når fjæringen arbeider eller styringen dreies. Kjøredynamikk beskriver hvordan krefter, masse, dekk og disse bevegelsene virker sammen under akselerasjon, bremsing, sving og kjøring over ujevnheter.
Geometri og kraft er ulike perspektiver
En kinematisk analyse starter med festepunkter, armer, ledd og bevegelsene de tillater. Den kan beregne hjulvandring, camber, toe, styreaksens posisjon, bevegelsesforhold og geometrisk rullesenter uten først å anta en bestemt fjær- eller demperkraft.
En dynamisk analyse legger til masse, treghet, dekkrefter, fjærer, dempere, krengningsanordninger, ettergivelige foringer, aktuatorer og tid. Resultatet avhenger like mye av hastighet og belastning som av geometri. To hjuloppheng med lik statisk hjulstilling kan derfor reagere forskjellig på grunn av hjulstivhet, demping, ettergivelighet, uavfjæret masse eller styresystemer.
De fysiske konstruksjonene som skaper bevegelsene er forklart i Suspension Construction.
Hjulvandring og hjulstilling
Innfjæring, også kalt bump eller jounce, reduserer avstanden mellom hjulet og karosseriet. Utfjæring, eller rebound, øker den. Camber og toe kan endres gjennom vandringen. Styrebevegelsen endrer også hjulplanet og dekkets kontaktflate i forhold til kjøretøyet.
Ingeniørene utformer disse kurvene i stedet for bare å vurdere hjulstillingen ved normal kjørehøyde. Det nyttige området må ta hensyn til krengning, nikking, nyttelast, bremsing, drivmoment, veipåvirkning og gjenværende plass til inn- eller utfjæringsstoppet.
Fjærer, dempere og bevegelsesforhold
Hjulet beveger sjelden fjæren eller demperen nøyaktig samme avstand. Monteringsposisjon og lenkegeometri skaper et bevegelsesforhold, slik at komponentens stivhet og demping ikke direkte tilsvarer verdiene ved hjulet. Forholdet kan også endre seg gjennom vandringen.
Fjærene bærer lasten og bestemmer mye av sammenhengen mellom kjørehøyde og hjulstivhet. Demperne skaper hastighetsavhengig kraft for å styre svingninger og overgangsbevegelser. Krengningsstabilisatorer og aktive systemer legger til krefter som kobler eller styrer hjul- og karosseribevegelse uavhengig.
Komponentmekanismene beskrives i Suspension Springs, Suspension Dampers og Active Suspension.
Karosseribevegelse og lastoverføring
Heave er vertikal karosseribevegelse, pitch er rotasjon om kjøretøyets tverrakse og roll er rotasjon om lengdeaksen. Fjæringsgeometri og kraftelementer styrer karosseriets respons, men fjerner ikke lastoverføringen som skapes av akselerasjon og massesenterets høyde.
Rullesentre, anti-dive og anti-squat beskriver geometriske kraftveier. De kan endre hvor mye av en karosserirespons som bæres gjennom lenkekrefter i stedet for fjærbevegelse. De fjerner ikke den underliggende langsgående eller sideveis lastoverføringen.
Ettergivelighet og virkelig maskinvare
Foringer, fester, armer, hjelperammer og karosseri deformeres under kraft. Elastokinematikk beskriver endringene i hjulstilling og posisjon som ettergiveligheten skaper. Den kan tilpasses for å filtrere støt eller gi en nyttig styrerespons, men stor slitasje eller skade kan skape uønsket toe, camber, støy og ustabilitet.
Hele fjæringen må derfor vurderes gjennom vandring, styring, belastning, temperatur, toleranser og tid. Ett statisk mål eller én maksimal kraft kan ikke beskrive oppførselen.