Cinemática da suspensão e dinâmica do veículo
A cinemática da suspensão descreve como cada roda se move e muda de orientação quando a suspensão trabalha ou a direção vira. A dinâmica do veículo descreve como forças, massa, pneus e esses movimentos interagem ao acelerar, frear, fazer curvas e passar por irregularidades.
Geometria e força são perspectivas diferentes
Uma análise cinemática parte dos pontos rígidos, braços, articulações e movimentos permitidos. Ela pode calcular curso da roda, cambagem, convergência, posição do eixo de direção, relação de movimento e centro de rolagem geométrico sem assumir primeiro uma força específica de mola ou amortecedor.
Uma análise dinâmica acrescenta massa, inércia, forças dos pneus, molas, amortecedores, dispositivos antirrolagem, buchas flexíveis, atuadores e tempo. O resultado depende da velocidade e da carga tanto quanto da geometria. Duas suspensões com alinhamento estático parecido podem responder de forma diferente por causa da rigidez na roda, amortecimento, flexibilidade, massa não suspensa ou sistemas de controle.
Para as configurações físicas que criam esses movimentos, consulte Suspension Construction.
Curso e alinhamento das rodas
A compressão, também chamada bump ou jounce, reduz a distância entre a roda e a carroceria. A extensão, ou rebound, aumenta essa distância. Cambagem e convergência podem mudar ao longo do curso. O movimento da direção também altera o plano da roda e a área de contato do pneu em relação ao veículo.
Os engenheiros definem essas curvas em vez de avaliar apenas o alinhamento na altura normal. A faixa útil deve considerar rolagem, arfagem, carga, frenagem, torque de tração, entradas da via e o espaço disponível antes de atingir um batente de compressão ou extensão.
Molas, amortecedores e relações de movimento
A roda raramente move a mola ou o amortecedor exatamente a mesma distância. A posição de montagem e a geometria dos braços criam uma relação de movimento, por isso a rigidez e o amortecimento do componente não correspondem diretamente aos valores na roda. A relação também pode mudar ao longo do curso.
As molas suportam a carga e determinam grande parte da relação entre altura e rigidez na roda. Os amortecedores geram força dependente da velocidade para controlar oscilações e movimentos transitórios. Barras antirrolagem e sistemas ativos acrescentam forças que ligam ou controlam independentemente os movimentos das rodas e da carroceria.
Consulte Suspension Springs, Suspension Dampers e Active Suspension para os mecanismos dos componentes.
Movimento da carroceria e transferência de carga
Heave é o movimento vertical da carroceria, pitch é a rotação sobre o eixo transversal e roll é a rotação sobre o eixo longitudinal. A geometria e os elementos de força controlam a resposta da carroceria, mas não eliminam a transferência de carga criada pela aceleração e pela altura do centro de massa.
Os centros de rolagem, anti-dive e anti-squat descrevem caminhos geométricos de força. Eles podem alterar a parte da resposta da carroceria transmitida pelas forças nos braços em vez da deformação das molas. Não eliminam a transferência de carga longitudinal ou lateral subjacente.
Flexibilidade e componentes reais
Buchas, suportes, braços, subchassis e carroceria se deformam sob força. A elastocinemática descreve as mudanças de alinhamento e posição causadas por essa flexibilidade. Ela pode ser ajustada para filtrar impactos ou produzir uma resposta útil da direção, mas desgaste ou danos excessivos podem criar convergência e cambagem indesejadas, ruído e instabilidade.
A suspensão completa deve, portanto, ser avaliada em todo o curso, direção, carga, temperatura, tolerâncias e tempo. Uma única dimensão estática ou força máxima não descreve seu comportamento.