油气悬架是一种新型悬架,它不仅具有传统被动悬架的功能而且可以运用液压传动和控制技术进行改进,使之成为性能卓越的主动悬架;油气弹簧作为油气悬架的直接作动器,其本身就具有良好的非线性刚度和变阻尼特性。这些优秀的性质,都保证了车辆能够获得良好的平顺性及操纵性,因此油气悬架在汽车悬挂装置的课题中一直都具有极高的研究价值。论文在分析油气弹簧的非线性特性基础上,进一步研究主动油气悬架主要存在的气液控制形式,并使用适当的控制方法,经过理论推导加仿真分析,对汽车主动油气悬架的不同气液控制系统进行研究并对比分析各个气液控制回路下的减震性能。论文主要研究内容如下:(1)根据传统被动悬架的二自由度模型以及常用的整车七自由度振动模型,建立油气悬架系统的振动模型,并推出相应的数学模型及主动形式的方程;给出本文的汽车平顺性评价方法,作为悬架系统输出的比较指标,对冲击路面和随机路面分别进行理论分析并仿真,这两种路面都将作为悬架系统的干扰输入,以分析悬架系统在不同路况下的振动情况。(2)通过逐步分拆油气弹簧的储能器及阻尼阀系等主要部件,分析油气弹簧内部的主要结构和工作原理,对其中的两大主要构件进行数学分析和简化,建立用于MATLAB/Simulink计算仿真的非线性数学模型;另外根据物理模型直接在高级建模软件AMESim中建立同等的油气弹簧仿真模型,将数学模型的结果和AMESim仿真结果对比,验证数学模型的正确性,将非线性的油气弹簧模型线性化,研究其频域特性。(3)研究主动油气悬架刚度切换模式下储能器容度以及对应的悬架刚度与接入的多个储能器之间的关系;建立1/4主动油气悬架气液控制系统的两种控制形式,使用电液伺服阀作为控制元件进行主动控制,并用两层控制的级联控制方法分别对这两种控制形式的主动油气悬架进行研究;使用AMESim与Simulink联合仿真,分析在随机路面输入下,两种控制形式对振动的抑制效果,对比主动油气悬架与被动油气悬架对路面激励的幅频特性。(4)综合考虑外界环境对整车振动的主要影响,推导出刹车模型和汽车定半径转弯的受力模型;建立整车油气悬架气液控制系统的控制回路,使用AMESim与Simulink联合仿真的方法,建立各个气液控制系统的仿真模型,并分类进行讨论,分别在路面激励、刹车以及转弯等状态下,对比不同气液控制系统在整车振动中的控制效果,对不同气液控制系统最适合使用的情况做简单总结。