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随着汽车平顺性与舒适性成为人们关注的重点,被动悬架性能因其性能局限性已无法满足使用需求,而主动悬架可以产生任意方向和大小的控制作用力,相比被动悬架拥有更好的性能以缓和路面冲击;悬架作动器作为主动悬架核心机构,其结构性能是影响悬架平顺性的关键因素。本文针对现有悬架作动器输出力小、传动效率低、响应速度慢等不足,设计出一种精度高、输出力大、响应迅速的直线电机式主动悬架作动器,并针对其性能展开研究。本文在分析直线电机结构与工作机理的基础上,对直线电机作动器进行结构设计,确定作动器结构参数,并建立1/4主动悬架数学模型,利用Matlab/Simulink软件对其进行仿真,得出作动器输出力设计目标。根据该设计目标,利用Ansoft软件建立悬架作动器有限元模型,对其进行电磁场有限元仿真,得出作动器磁场分布情况,探讨作动器输入电压、运行速度、齿槽开口大小等结构参数对输出力的影响关系,分析输入激励对作动器响应特性的影响规律。利用Ansys Workbench软件对作动器进行非线性接触下模态分析,得出作动器固有频率与模态振型,分析接触刚度因子对作动器模态特性的影响关系,并对其进行结构优化。对悬架作动器进行样机试制,对其进行力特性试验、发电特性试验和模态试验,并对仿真值与试验值进行对比分析,验证作动器模型正确性。通过仿真与试验可以得出:作动器电磁力会随着运行速度的增加而减小,作动器的同步运行速度不宜超过0.8m/s;在作动器最大拉伸长度超过350mm后,作动器推力波动会有较大提升;为满足主动悬架需求,开口系数应控制在0.25至0.75之间时;输入电压的增大会增加作动器响应时间,从而使响应速度降低;作动器固有频率随着接触刚度因子增大而增大,0.6为该系统的最优接触刚度因子,当作动器运行速度达到1m/s时,作动器模态频率达到5000Hz;当输入电压为50V时,悬架作动器的输出力峰值为266.1N,作动器在2阶模态下的频率为4913Hz,与仿真值的误差率为5.9%。