高性能车辆悬架系统设计：福特扭梁式后悬架的细节和优化

车辆悬架系统的精心设计不仅能够显著提升驾驶者的操控感受，还能在提高舒适性方面发挥关键作用，从而增强客户对车辆的整体满意度。优秀的悬架系统设计需要在操作性能与乘坐舒适性之间做出精确的平衡。以降低整车重心以提升操稳性为例，虽然可有效增强操控性，但会减小离地间隙，限制通过性和悬架行程，最终导致乘坐舒适性的折损。

福特汽车公司在基于客户对高性能和高品质需求的考量下，致力于开发先进的悬架系统解决方案。其最新发明的扭梁式后悬架系统不仅荣获了媒体的广泛赞誉，而且充分体现了其在设计上对于平衡操控性与乘坐舒适性的深入研究。AutoCar UK 在2018年对 Fiesta ST 展示的扭梁式后悬架系统进行了深度报道，评论指出，这可能是与“力矢量弹簧”有关的创新技术，特别强调了转向过程中对车身动态的微妙且显著的改善，极大地提升了车辆的敏捷性。

扭梁式后悬架是一种半独立悬架系统，主要用于后轮悬挂。它既综合了独立悬架的高效空间布局特性，又保留了非独立悬架的路面独立响应能力，使车轮能在相对扭转的同时，依然能够向另一侧车轮传递影响。此设计通过在底盘和车轮之间安装两个纵臂，并通过一个扭力梁连接两者，形成典型的 H 形结构，有效地吸收和减少了冲击传递，提升了车辆的操控稳定性。

然而，扭梁式悬架结构本身也存在着某些可能影响乘客舒适性的缺点。车轮的前部通过橡胶衬套连接到车身，这就导致了车辆在行驶过程中的向前反弹现象。同时，扭梁式悬架系统可能引发过度转向问题，即在转弯时，车辆后轮向外滑移，这是由于轮胎在转弯时受到侧向力引发的 toeeout 效应造成的。




为解决这些挑战，福特采用创新技术，旨在优化扭梁式悬架系统，同时保持其布局紧凑、重量轻、成本效益高的优势。首先，福特对后悬弹簧的力方向进行了巧妙的倾斜设计，使得在转弯时，外侧弹簧压缩，内侧弹簧拉伸，从而通过斜向的作用力抵消了导致过度转向的侧向力，显著降低 toeeout 效应。此外，福特重新审视了弹簧设计，与传统的圆柱弹簧相比，采用特定的力矢量弹簧，它能在预设方向产生载荷，为扭力梁提供了侧向支撑。

为了验证上述创新解决方案的有效性，福特在其 Adams Car 模型中进行了详细研究和仿真测试。通过比较带有常规弹簧和力矢量弹簧的车辆模型，工程师们能够在虚拟环境中对车辆的动态响应性能进行评估分析，结果表明，力矢量弹簧的存在显著降低了侧向柔度和侧偏角，且在快速转向情况下，车辆的横向加速度和侧偏角的相位滞后量也得到了改善，从而显著提高了操控稳定性和舒适性。