Vähän korjailtu, täydennetty ja kansantajuistettu versio.
Kumieristimet käyttäytyvät sangen "erikoisesti" johtuen mm. kumin materiaaliominaisuuksista. Ne toimivat paljon epämääräisemmin kuin esim. teräsjouset. Eli kumieristimet ovat monien seikkojen suhteen käytökseltään epälineaarisia.
Eräs vaikuttava tekijä on eristimen esikuormitus, eli kuinka suuri massa eristimen päälle asennetaan. Massalla ei ole suurta vaikutusta eristimen staattiseen käyttäytymiseen mutta se vaikuttaa merkittävästi sen dynaamisiin ominaisuuksiin. Staattinen tilanne on se kun kuski istuu paikallaan olevan fillarin päällä ja dynaamisessa tilanteessa fillari ja kuski ovat liikkeessä. Jos eristimen staattista kuormitusta lisätään niin sen dynaaminen jousivakio alkaa muuttua suuremmaksi kuin staattinen jousivakio. Kun staattista kuormitusta kasvatetaan dynaaminen jousivakio kasvaa lieriöeristimillä 3 kertaa (tai jopa enemmän) staattista jousivakiota suuremmaksi. Staattinen jousivakio kuvaa massan aiheuttaman puristuman eristimessä eli 100 kg kuormalla puristuma 4 mm vastaa staattisen jousivakion arvoa 100 x 9.81 N / 0.004 m = noin 250 000 N/m. Ajossa eristimen toiminta riippuu staattisesta kuormituksesta, joka määrää eristimen dynaamisen jousivakion, joka määrittää eristimen jouston. Pahasti ylikuormitetun lieriöeristimen dynaaminen jousivakio on luokkaa 3 x suurempi. Rajusti staattisesti ylikuormitettu (kun siis kuormaa edelleen lisätään) lieriöeristin "menettää" tyystin dynaamiset jousto-ominaisuutensa eli tilanne vastaa teräsjousen pohjaamista ... luulisin. Teräsjousi käyttäytyy lineaarisesti ja sen staattinen ja dynaaminen jousivakio lienevät about yhtäsuuret. Eli jos edellä mainittu jousi olisi 100 kg kuormalla pahasti ylikuormitettu, niin sen dynaaminen jousivakio olisi luokkaa 3 x 250 000 N/m = 750 000 N/m. Tällöin eristin ei enää toimi kovin hyvin jousituksen komponenttina.
Ensimmäinen viestini tähtäsi jonkinmoiseen avustukseen tälle puurunkoista fillaria rakentavalle kaverille. Koska jotain meni arviossani pieleen, niin ajauduttiin ojasta allikkoon ja homma jatkui Jukan pyörän jousituksen käyttäytymisen ymmärtämiseen tähtäävällä pohdinnalla. Koska Bilteman eristimestä ei löytynyt mitään dataa niin "arvasin" että se vastaisi samankokoisen Trelleborgin valmistamaa eristintä kumin kovuudella 60 ShA, mikä on yleinen kumiseos tärinäneristimissä. Jukan mittaustulokset ja arviot jousituksen toiminnasta olivat ristiriitaisia Trelleborgin antaman staattisen jousivakion suhteen. Tässä kohtaa todennäköisesti taas töppäsin kun ajattelln että Trelleborgin antama eristimen sallittu staattinen kuorma vastaisi tilannetta jossa eristin on pahasti ylikuormitettu (siis dynaaminen jousivakio on luokkaa 3 x staattinen). Mutta Trelleborgin insinööri pitänee kyseisen eristimen toimintaa asiallisena selvästi pienemmillä esikuormituksen arvoilla. Tätä (itsestään selvyyttä) ei missään mainita, eikä lieriöeristimille ole esitetty vastaavia käppyröitä kuin lähes kaikille muille eristintyypeille (niistä tuo olisi ollut helppo bongata).
Eli nyt tämä ajatus saa palaset loksahtamaan kohdilleen ja järkevältä tuntuva Jukan takajousituksen analyysi on seuraava. Eli Jukan kummi on vain "lievästi" ylikuormitettu, joten siinä on vielä joustovaraa. Sen dynaaminen jousivakio lienee luokkaa 2 x suurempi kuin staattinen jousivakio. Se on ajossa hieman jäykkä optimaaliseen tilanteeseen verrattuna. Toisaalta suurempi dynaaminen jousivakio nostaa systeemin ominaistaajuutta => "pompotus" ei ehkä herää niin helposti.
Jos tarvitaan / halutaan suurempia joustoja niin kannattaa valita eristin joka kuormittuu leikkaussuunnassa. Tällöin myös dynaaminen jousivakio on lähes kuormituksesta riippumaton ja tietyillä eristimillä vain muutaman kymmenen prosenttia suurempi kuin staattinen jousivakio.
Ja mistä tälläiset staattiset ja dynaamiset jousivakiot saa käyttöönsä (se ei aina ole helppoa). Trelleborgin kataloogissa on alla olevan kuvan mukaiset käppyrät.
Staattinen jousivakio saadaan valitsemalla oikeasta reunasta kuormittava massa, vetämällä vaakasuora viiva oikeaan kuvaan ja lukemalla vaaka-akselilta puristuma millimetreinä. Staattinen jousivakio on punaisten katkoviivojen speksaamalla eristimellä sallitulla maksimi kuormalla noin 200 kg x 9.81 N/m2 / 0.0058 m = noin 338 000 N/m. Dynaamiset jousivakiot saadaan vasemmasta kuvasta lukemalla ominaistaajuudet (natural frequency) ja kuormittava massa. Eli maksimikuormalla 200 kg ominaistaajuus on noin 7.5 Hz ja minimikuormalla vastaavasti 80 kg ja 12 Hz. Dynaamiset jousivakiot saadaan 200 kg x ((2 x pii x 7.5 Hz)2) = 444 000 N/m ja 80 kg x ((2 x pii x 12 Hz)2) = 455 000 N/m. Eli esimerkin eristimellä (RAEM 350-40) dynaaminen jousivakio on vain vähän kuormituksesta riippuva ja noin 1.3 kertaa staattista jousivakiota suurempi (eristimessä leikkausmuodonmuutos).
Tässä siis pikainen teoriapläjäys kumieristinten ominaisuuksiin liittyen. Toivottavati ymmärsitte jotain.
KPS