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悬架的几何运动学特性描述车轮相对于车身静止时，与动态性能有关的几何设计参数，以及车轮相对于车身垂向运动时外倾角、前束角等参数的变化，简称为悬架的K（Kinematics）特性。悬架在前视图中的主要几何设计参数包括侧倾中心高度、车轮中心距和轮距，而悬架的K特性包括轮跳时车轮相对于车身的外倾角、前束角、侧倾中心高度和轮距的变化。
麦弗逊悬架前视图中滑柱轴线和下控制臂球铰和衬套的连线方向决定了前视图瞬时中心和前视虚拟摆臂的长度，这个虚拟摆臂长度决定了轮跳外倾角变化量和侧倾中心高度偏移量，虚拟摆臂长度越长对应的外倾角变化量和侧倾中心高度偏移量越小（图3.26）。麦弗逊悬架运动学侧倾中心高度由轮胎接地中心和前视图瞬态中心的连线及车辆中心线确定，并随悬架行程而移动。双叉臂悬架的前视图虚拟摆臂由前视图中上球铰与上摆臂衬套连线的延长线和下球铰与下摆臂衬套连线的延长线确定（图3.27）。
图3.26 麦弗逊悬架前视图瞬时中心和运动学侧倾中心的定义
图3.27 双叉臂悬架前视图瞬时中心和运动学侧倾中心的定义
侧倾中心的物理意义并不像字面意义那样是悬架相对于车身的转动中心。根据SAE的定义，侧倾中心是一个通过车辆中心垂直平面中的点。在该点处将侧向力施加到簧载质量时不会引起悬架的侧倾运动。因此，它是一个与侧向力传递有关的点。前后悬架有各自的侧倾中心。前后侧倾中心的连线称为侧倾轴线。车辆质心到侧倾轴的垂直距离是影响侧向载荷转移和转弯时车身侧倾梯度的关键因素之一。侧倾中心高度对车辆操控性能的影响将在第5章详细讨论。
车轮中心平面与垂直坐标轴的夹角定义为外倾角（图3.28），车轮上端向外定义为正外倾角。静态外倾角是在给定静态载荷和悬架高度下的外倾角。外倾角不对称性用左侧与右侧外倾角之差来衡量。轮胎与接地面的外倾角会产生外倾推力，当两侧外倾角不对称时会引起车辆跑偏。外倾控制是悬架设计的一个基本要求。首先需要考虑设计状态下车轮外倾与车身的位置关系，其次需要考虑转向和轮跳或侧倾时，轮胎与路面的关系。车轮转向时由于主销内倾角和后倾角的作用，车轮外倾相对车身会发生变化；车身在转弯时会发生整体侧倾，从而可能引起轮胎相对车身的运动学外倾；转向时轮胎产生的侧向力会产生轮胎相对车身的弹性运动学变化；轮跳也会引起外倾变化。转向时，保持轮胎相对于地面的外倾角尽可能小可以最大限度地发挥轮胎的潜力，尤其需要保证外侧轮胎与路面尽可能大的接触面积，这是良好操纵稳定性的必要保证。
静态车轮中心距、轮距与外倾角之间彼此联系如图3.29所示。车轮中心距定义为左右轮心之间的横向距离，是一个整车设计参数。轮距是左右轮胎接地中心之间的横向距离。对于整体轴悬架这两个量基本相同，但对独立悬架而言，由静态外倾角和悬架变形引起的外倾角变化可能导致车轮中心距与轮距不同。侧倾中心高度会影响轮距变化。轮跳情况下轮距的增加会产生轮胎侧向力进而影响车身侧向响应，另一方面，侧倾时轮距的增加可以提高车辆侧倾稳定性。
图3.28 外倾角定义为车轮与车身垂直坐标轴的夹角
图3.29 车轮中心距、轮距与外倾角的关系
悬架轮跳运动引起车轮外倾角的变化如图3.30所示。轮跳外倾定义为悬架的垂向行程引起的外倾角变化，侧倾外倾是由悬架的侧倾运动引起的外倾角变化。对独立悬架而言，轮跳外倾和侧倾外倾相关联。轮跳外倾角变化由上下连杆的相对长度和角度决定，轮胎接地要求需要悬架上跳时产生负外倾。一定的静态负外倾角有助于保持转弯工况车身侧倾时外侧胎面与道路的接触。
在不考虑悬架柔性变形时，前视图中轮距变化主要由侧倾中心的位置确定。侧倾中心越高，轮距变化越大（图3.31）。当侧倾中心在地面上时，轮距变化为零。另外，当车轮上跳时，通常设计为车轮发生负外倾以提高轮胎侧向抓地力，侧倾外倾绝对值越大，轮距变化越大（图3.32）。
图3.30 轮跳外倾定义为车轮跳动时引起的外倾角变化
图3.31 轮距变化/轮跳量比随侧倾中心高度变化的关系
图3.32 轮距变化/轮跳量比和轮跳外倾的关系
前束角定义为车轮与车辆中心线在俯视图中的夹角（图3.33），车轮前端向内定义为正前束。静态前束角是在给定静态载荷和悬架高度下的前束角，轴荷变化可能引起静态前束角的变化。当两侧前束角不对称时会引起跑偏，而为了保持直行，必须有转向盘角度修正。总前束是左右两侧前束之和。太大的总前束，无论正负都会引起轮胎磨损。
悬架的垂向行程或轮跳引起的前束角变化称为轮跳转向。轮跳转向产生的轮胎侧偏角会产生侧向力，引起车身侧向运动响应，影响加速和制动横摆稳定性，因此应该将轮跳幅度控制在一定范围内。减小轮跳转向也可以减小静态前束角随载荷的变化。侧倾转向是由悬架相对于车身的侧倾运动引起的前束角变化。一般情况下，内外侧车轮的转动方向相同。转弯时外侧前轮的负前束变化方向导致不足转向，而外侧后轮的正前束变化方向导致不足转向。侧倾转向对车辆操纵稳定性和转向灵敏度有显著影响，一定的不足转向度可以提高转向横摆稳定性，更多的相关讨论将在第5章进行。
图3.33 前束角定义为车轮与车辆中心线在俯视图中的夹角
轮跳转向线性度影响不同载荷下的前束特性，强非线性会导致不同载荷下的前束特性差异过大。当车辆转弯时车身侧倾，轮跳转向的线性度影响不足转向特性的线性度，从而影响驾驶员操纵的主观感觉。当悬架前视图硬点确定后，在设计位置附近，轮跳转向线性度主要由转向横拉杆的长度与悬架等效摆臂长度的匹配程度决定，而轮跳转向曲线的斜率或者轮跳转向幅值主要由转向横拉杆相对于悬架等效摆臂的角度决定。如果转向横拉杆的长度与等效摆臂的长度匹配且平行，则轮跳转向为零且线性；当前置的横拉杆太短或者后置的横拉杆太长时，无论上跳或下跳，都会导致正前束转向；反之，当前置的横拉杆太长或者后置的横拉杆太短时，无论上跳或下跳，都会导致负前束转向。
轮跳转向曲线的斜率由转向横拉杆内外球铰的垂向位置差确定，当转向机前置时，外球铰相对于内球铰上移会产生更多正前束，对前轴而言有减小不足转向的趋势；反之，当外球铰相对于内球铰下移时会产生更多不足转向趋势。对后置转向机来说，上述结论相反，即外球铰相对于内球铰上移会产生更多负前束，对前轴而言产生更多不足转向趋势，反之则减小不足转向趋势。
独立悬架的轮跳转向和侧倾转向相互耦合，不可能只增加侧倾不足转向而不增加轮跳转向。侧倾转向曲线需要有良好的线性度，其斜率由整车的不足转向度决定。良好的线性度可以保证在整车侧向加速度和车身侧倾角持续增加时，整车有线性的操纵性能表现。轮跳曲线和侧倾转向曲线的斜率和线性度由悬架的硬点位置确定。
轮跳转向与侧倾转向不是简单的相互转换关系，影响二者关系的因素包括转向器壳体安装衬套和副车架衬套的刚度，以及麦弗逊悬架横向稳定杆连接杆的布置。同时，车身、副车架和试验台架柔度都会对二者关系产生一定的影响。同向轮跳试验里，轮胎垂向力产生的绕主销的力矩大小相等相互抵消。因此，悬架衬套、转向器安装衬套和副车架衬套变形几乎不会对结果产生影响。侧倾试验（反向轮跳试验）里，压缩侧轮胎的垂向力增加，会产生绕主销的净力矩，转向器安装衬套的侧向柔度通常会产生侧倾过度转向趋势；另一方面，由于柔性的乘用车副车架衬套变形，副车架本身可能发生侧向或者扭曲变形，既可能产生侧倾过度转向也可能产生侧倾不足转向趋势。同向轮跳试验的轮跳量可以根据轮距转换成悬架相对于车身的侧倾角，轮跳转向和侧倾转向因此可以相互比较。一般说来，侧倾转向产生的不足转向度通常会低一些，即底盘中的柔性件在侧倾试验中通常产生过度转向的效果。