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可变惯容的ISD悬架与车辆的匹配和控制是车辆系统动力学面临的一个新课题。本文根据机电相似原理将ISD悬架与车辆匹配的动力学问题等效为机械网络中的阻抗匹配问题。基于“惯容-弹簧-阻尼”三元件并联的ISD悬架结构,重点研究悬架与车辆的匹配机理;并提出一种可变惯容的ISD新型悬架,掌握新型车辆悬架的控制方法和流体惯容器的设计原理及性能试验等相关技术。依托某成熟轿车后悬,开发“惯容-弹簧-阻尼”三元件并联的ISD半主动悬架系统,经台架试验验证,为ISD悬架系统应用提供新的理论和方法支持。首先,针对传统悬架与车辆阻抗失配的问题,在传统悬架的结构基础上引入惯容器,提出“惯容-弹簧-阻尼”三元件并联的ISD悬架结构。基于该模型,根据机械网络理论,把悬架与车辆的阻抗匹配问题归结为一类含源线性单端口网络最大功率传输问题。运用最大功率传输理论,获得悬架与车辆的匹配机理,并建立传统动力学模型验证了匹配机理的正确性。其次,建立了“惯容-弹簧-阻尼”三元件并联的ISD被动悬架四分之一模型,仿真分析知其在车辆振动频域范围无法改善悬架工作性能,效果不佳。为解决该问题,基于“惯容-弹簧-阻尼”三元件并联的结构提出一种可变惯容的ISD半主动悬架;同时,综合悬架各性能指标设计了LQG控制器,对比分析了ISD半主动悬架的时域响应以及频域响应。随机路面激励下,在车速为20m/s时,车身加速度均方根值降幅9.49%,悬架动行程均方根值降幅35.04%,轮胎动载荷均方根值降幅0.38%,从仿真角度验证了ISD半主动悬架的性能优越性。最后,设计了一种流体惯容器装置,推导了该新型惯容器的惯容系数表达式,分析了其力学性能及非线性影响因素,并在电液伺服激振台上进行性能试验,验证了所建模型的正确性。在此基础上,试制了一种惯容系数三级可调式的流体惯容器装置,开展可变惯容的ISD半主动悬架台架性能试验,采用正弦输入、正弦扫频和随机输入三种激励模式。在随机输入激励试验中,相较于传统被动悬架,可变惯容的ISD半主动悬架在车速为30km/h、40km/h、50km/h时车身加速度均方根值分别减小了4.61%,3.78%,3.76%;悬架动行程均方根值分别减小了7.63%,3.89%,5.01%。试验结果与理论研究相吻合,进一步验证了可变惯容的ISD半主动悬架能有效改善车辆行驶的综合性能,兼顾行驶平顺性和操纵稳定性的要求。本文所作研究,揭示了ISD悬架与车辆的匹配机理,为车辆悬架系统动力学研究提供了新思路;流体惯容器装置的设计方法为ISD悬架系统应用奠定可靠的技术基础;提出可变惯容的ISD半主动悬架为ISD悬架的研究和悬架性能的提升开辟了新道路。