汽车悬架作为连接车身和车轮的重要部件,其作用是缓冲和衰减由路面不平引起的冲击和振动,以保证车辆能平顺地行驶。传统汽车悬架系统一般通过安装在减振器中的阻尼阀将振动能量转化成热能耗散掉,实现吸能减振。馈能式悬架系统是一种新型高级悬架系统,采用馈能装置替代传统阻尼式减振器,不仅可以有效抑制由路面不平引起的振动,还能够回收部分振动能量。随着节能减排理念的推广,开发馈能式悬架系统已成为汽车行业的一个热点,有着广泛的应用前景。本文提出一种新型液电馈能式悬架系统,即通过一套液压系统将悬架的往复直线运动转化成液压马达的单向旋转,再由液压马达驱动发电机将振动能量转化为电能,从而同时实现减振和回收能量的目的。基于该液电馈能式悬架系统的结构和工作原理,通过仿真和样机台架试验对该方案的可行性进行验证,并对其工作性能展开深入研究和探索。本文研究工作主要包含以下几个方面:(1)新型液电馈能式悬架系统的设计。提出一种新型液电馈能式悬架系统方案,分析其结构特点和工作原理。结合各元件的数学模型,推导液压缸输出力表达式,并建立基于该馈能悬架的车身-车轮双质量系统振动微分方程。通过计算传统被动悬架在车辆行驶过程中的能耗,分析馈能悬架的能量回收潜力,并讨论悬架系统的馈能特性。以传统被动悬架的刚度和阻尼为参照,分析馈能悬架系统的工作参数,得出主要元件的参数匹配范围。(2)液电馈能单元的可行性验证及外特性分析。借助AMESim软件,建立液电馈能单元模型,通过仿真对系统工作原理进行初步验证。在此基础上,根据液电馈能单元的结构,试制一台样机,在试验台上对该样机进行测试。通过对比仿真结果和试验结果,证明液电式能量回收方案的可行性以及仿真模型的准确性。根据试验得到的结果,分析液电馈能单元的输出特性,并计算其馈能效率。(3)基于AMESim仿真模型,展开液电馈能式悬架系统在车辆行驶中的工作性能研究。在AMESim软件中建立安装馈能悬架的1/4车辆模型,分别施加正弦和随机路面激励为输入信号对该模型进行仿真。以车身垂向振动加速度、悬架动行程和车轮动载荷为考察对象,通过与相同工况下传统被动悬架做对比验证液电馈能悬架的减振性能。通过分析随机路面激励下发电机输出功率和转速的时域响应,得到发电机‘功率死区’对馈能悬架系统的能量回收的影响。为了缓解这一问题,提出两种办法:减小液压马达或者降低发电机最低工作转速。基于1/4车辆模型的时域仿真响应结果,针对液电馈能悬架系统的非线性特性,采用H1频响函数估计法和均方根值比拟合法对其频响函数进行估算。最后,在AMESim中搭建安装馈能悬架系统的整车模型,在随机路面激励下对该悬架系统在整车中的性能进行仿真和评价。(4)对影响液电馈能式悬架减振和馈能特性的主要液压系统参数进行灵敏度分析与优化。基于安装液电馈能式悬架系统的1/4车辆模型,通过仿真验证分流保护阀对液压马达的限速保护作用,并分析活塞杆直径、蓄能器容积和充气压力等几个主要参数对馈能悬架工作性能的影响。以ISIGHT软件为平台,联合AMESim软件,得出这几个液压参数对车身加速度均方根值和平均馈能功率的灵敏度;建立以车身平顺性为约束,最大平均馈能功率为目标的优化模型,对液压系统参数进行优化计算。(5)进行液电馈能式悬架系统的半主动控制研究。为了改善车身平顺性和,在液电馈能悬架中引入变量液压马达,以液压马达排量为控制变量,设计综合考虑减振和馈能特性的改进型天棚阻尼半主动控制算法,并联合Simulink和AMESim建立1/4车辆模型进行仿真验证。为了提高车身抗侧倾性能,分析汽车悬架刚度对侧倾角的影响关系,在液压系统中引入一个二位二通电磁换向阀,通过断开两个蓄能器之间油路以增大液电馈能单元的刚度,并通过转弯工况下的整车仿真对该方法进行验证。