与传统悬挂相比,油气悬挂系统具有单位储能比大、刚度非线性等诸多优点,因此受到了一些车辆工程研究人员的重视。目前国内外用于测试整车油气悬挂系统特性的实验平台较少,对研究悬挂系统整车耦合特性以及设计制造出性能优良的油气悬挂系统不利。本文围绕整车油气悬挂系统实验台从以下几个方面展开了相关研究:(1)开发设计了基于整车油气悬挂系统的测试平台,分析了整车耦合特性。实验台可以模拟车辆在转弯时的侧倾运动、制动或启动时的俯仰运动和遭遇路面不平时的垂向运动等,进而分析在多种工况下油气悬挂系统的整车耦合特性。国内外相关研究人员通常认为悬挂缸轴线垂直于车桥轴线安装,实际应用中却并非如此,因而本文在实验台上设计有悬挂缸安装角度调节装置,用于研究油气悬挂缸安装角度对悬挂系统性能的影响。(2)对蓄能器进行了多种不同工况下的测试实验和分析。结果表明,当蓄能器在正常工作压力下皮囊本身弹力对蓄能器中的气体及液体压力影响较小,对悬挂系统性能的影响可忽略不计。在理论与仿真分析中,通常将气体多变指数视为常数,但由实验发现,在密闭气囊中,蓄能器气体的体积压缩率和体积压缩速率均对气体多变指数有影响,从而影响整车油气悬挂系统的特性。通过对实验数据分析与对比,研究气体多变指数随体积压缩率和体积压缩速率的变化规律,将气体多变指数做出了修正,使修正后的气体多变指数更加符合实际情况,为相关的实际工程应用提供参考。(3)使用ADAMS和AMESim软件对整车油气悬挂系统实验台进行建模。依据修正后的气体多变指数变化规律与设计要求,对蓄能器及其他元件的仿真参数进行了参数化设置,通过ADAMS和AMESim的联合仿真得到了相应仿真数据。考虑悬挂缸初始安装角度的变化,推导了表征悬挂系统特性的相关参数的计算公式,如车辆发生侧倾、俯仰及垂向运动时相关力及力矩的计算。(4)进行整车油气悬挂系统实验,与仿真结果进行对比。实验与仿真数据重合度良好,验证了结果的合理性与可信度,并对整车油气悬挂系统特性有了初步的了解。车架的侧倾和俯仰转速为零时(即悬挂系统中的阻尼力为零时),悬挂缸安装角度越大,整车油气悬挂系统的静态侧倾力矩和俯仰力矩越大;随着正弦激励信号的频率和幅值增大,油气悬挂系统的侧倾、俯仰力矩的变化范围增大(即力矩曲线所包围的面积增大),油气悬挂系统表现出的吸能减振特性非线性增强,充分体现出了油气悬挂相对于传统悬挂的优势。