アメリカンスタイルサスペンション

コーナリング、加速、ブレーキング中の重量移動は通常、個々のホイールごとに計算され、同じホイールの静的重量と比較されます。重量移動の総量は、ホイール センター間の距離 (ブレーキングの場合はホイール ベース、コーナリングの場合はトレッド幅)、重心の高さ、車両の質量、および経験した加速量の 4 つの要素によってのみ影響を受けます。重量移動が発生する速度、および重量移動がどのコンポーネントを介して行われるかは複雑であり、ロール センターの高さ、スプリングとダンパーのレート、アンチロール バーの剛性、サスペンション リンクの運動設計など、多くの要素によって決まります。

従来のほとんどのアプリケーションでは、重量が意図的に柔軟な要素 (スプリング、ダンパー、アンチロール バーなど) を介して移動される場合、重量移動は「弾性」であると言われますが、A アームやトー リンクなどのより剛性の高いサスペンション リンクを介して移動される重量は「幾何学的」であると言われます。バネ下重量移動は、バネによって支えられていない車両コンポーネントの重量に基づいて計算されます。これには、タイヤ、ホイール、ブレーキ、スピンドル、コントロール アームの重量の半分、およびその他のコンポーネントが含まれます。これらのコンポーネントは (計算目的で) バネ下重量がゼロの車両に接続されていると想定されます。次に、同じ動的負荷がかかります。コーナリング時のフロントの重量移動は、バネ下フロント総重量に G フォースを掛け、フロントのバネ下重心の高さを掛け、フロント トラック幅で割った値に等しくなります。リアについても同様です。

バネ上重量移動は、車両の総重量ではなく、バネにかかる車両の重量のみによって移動される重量です。これを計算するには、車両のバネ上重量 (総重量からバネ下重量を引いたもの)、フロントとリアのロール センターの高さ、バネ上重心の高さ (ロール モーメント アーム長の計算に使用) がわかっている必要があります。フロントとリアのバネ上重量移動を計算するには、ロール カップル パーセンテージもわかっている必要があります。ロール軸は、コーナリング中に車両がロールするフロントとリアのロール センターを通る線です。この軸からバネ上重心の高さまでの距離が、ロール モーメント アーム長です。バネ上重量の総移動は、G 力、バネ上重量、ロール モーメント アーム長を掛け、有効トレッド幅で割った値に等しくなります。フロントのバネ上重量移動は、ロール カップル パーセンテージにバネ上重量の総移動を掛けて計算します。リアは、総移動からフロントの移動を引いた値です。 ジャッキ力は、サスペンション リンクが受ける垂直方向の力の成分の合計です。ロール センターが地上にある場合は、結果的に生じる力によってバネ質量が持ち上げられ、地下にある場合はバネ質量が圧縮されます。一般に、ロール センターが高いほど、受けるジャッキ力は大きくなります。

トラベルとは、アメリカ式サスペンション ストロークの底部 (車両がジャッキに乗っていて、車輪が自由にぶら下がっているときなど) からアメリカ式サスペンション ストロークの頂部 (車両の車輪が車両に向かって上方向に移動できなくなったときなど) までの距離の測定値です。車輪が底付きしたり浮き上がったりすると、重大な制御上の問題が生じたり、直接損傷を引き起こしたりする可能性があります。「底付き」は、アメリカ式サスペンション、タイヤ、フェンダーなどが動くスペースがなくなるか、または車のボディまたは他の部品が道路にぶつかることで発生します。車輪が浮き上がることによって引き起こされる制御上の問題は、スプリングが無負荷形状に達したときに車輪が浮き上がる場合の方が、アメリカ式サスペンション メンバーとの接触によってトラベルが制限される場合よりも深刻ではありません。

砂漠レーサーなどの多くのオフロード車両は、「リミッティング ストラップ」と呼ばれるストラップを使用して、リンケージとショックアブソーバーの安全範囲内で、アメリカ式サスペンションの下方移動を制限します。これらのトラックは、非常に起伏の多い地形を高速で走行し、時には空中に浮かぶこともあるため、これは必要です。移動を制限するものがなければ、アメリカ式サスペンションが「フル ドループ」に達したときに、アメリカ式サスペンション ブッシングがすべての力を受け止め、圧縮力だけで保持されている場合は、コイル スプリングが「バケット」から外れてしまうことさえあります。リミッティング ストラップは、多くの場合、所定の長さのナイロンでできた単純なストラップで、理論上の最大移動に達する前に、事前に設定されたポイントで下方移動を停止します。 これと反対のものが「バンプ ストップ」です。これは、障害物 (またはハード ランディング) によって、ストロークのエネルギーを完全に吸収せずにアメリカン スタイルのサスペンションが上方移動量を使い果たしたときに発生する、アメリカン スタイルのサスペンションの激しい「底打ち」から、アメリカン スタイルのサスペンションと車両 (および乗員) を保護します。バンプ ストップがなければ、「底打ち」した車両は、アメリカン スタイルのサスペンションがフレームまたはボディの底部に接触したときに非常に強い衝撃を受け、それが乗員や車両のすべてのコネクタおよび溶接部に伝わります。工場出荷時の車両には、最も強い力を吸収して衝撃を遮断するために、プレーン ゴムの「突起」が付いていることがよくあります。はるかに高い衝撃力を日常的に吸収する必要がある砂漠レース車両には、空気圧式または油圧空気圧式のバンプ ストップが装備されている場合があります。これらは基本的に小型のショック アブソーバー (ダンパー) であり、アメリカン スタイルのサスペンションが上方移動の限界に近づくとピストンの端に接触するような位置に車両に固定されます。 これらは、固体のゴム製バンプ ストップよりもはるかに効果的に衝撃を吸収します。これは、ゴム製バンプ ストップが、アメリカ式サスペンションの偶発的な底付きに対する「最後の手段」の緊急絶縁体であると考えられているため、重要です。高速オフロード車が遭遇するような、繰り返し発生する激しい底付きを吸収するには、まったく不十分です。

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