惯容器对低频振动具有较好的隔振效果,由惯容器、弹簧和阻尼构成的ISD悬架能够改善车辆的行驶平顺性,具有较高的工程应用价值,尤其是两级串联式ISD结构有突出的减振性能,具有广泛的应用前景,但是该型悬架存在空间布置困难的工程化问题,因此研究提出一种具有两级串联式ISD悬架功能,且结构紧凑、易于实车布置的ISD悬架实现形式具有重要意义。本文根据新型液力式惯容器和油气弹簧的特点,采用融合设计的方法,提出一种油气ISD悬架,用油气形式实现两级串联式ISD悬架功能。通过建模仿真与试验分析油气ISD悬架的减振性能和样机布置的可行性,仿真与试验表明,提出的油气ISD悬架不仅能够抑制车身的低频共振,提高车辆乘坐舒适性,还能减少车轮的跳动,改善轮胎的接地性,为ISD悬架的工程化奠定了基础。首先,基于惯容器的概念介绍了机械网络和电网络严格的对应关系,分析了油气ISD悬架中重要元件——液力式惯容器,论述了反共振理论和两级串联式ISD悬架的减振机理。其次,根据“机械—液压”相似性关系,论证了油气ISD悬架与两级串联式ISD悬架的等价关系,建立油气ISD悬架的数学模型和基于AMESim软件的物理模型,分析其工作原理和运动特性。再次,建立油气ISD悬架的四分之一物理模型,利用多目标遗传算法优化其结构参数,系统仿真结果表明优化后的油气ISD悬架能够明显改善低频频响特性,抑制车身共振,保证可靠运动行程的情况下,改善车辆行驶的平顺性和操纵稳定性。在AMESim中建立油气ISD悬架七自由度整车模型,解决了AMESim的机械库元件只能实现一维油气悬架仿真的问题,整车模型仿真结果表明,随机激励下,油气ISD悬架的质心垂直加速度、车身俯仰和侧倾加速度明显减小,车辆平顺性能得到提升;脉冲激励下,油气ISD悬架能够降低响应输出的峰峰值(PTP),减少车身振荡。最后搭建油气ISD悬架实物,安装在试验车架上,采用轮胎耦合道路模拟机实现路面谱输入,进行车身偏频试验、脉冲激励试验、随机激励试验、频响特性试验和扭曲路面试验,验证了油气ISD悬架的减振性能和工程化方案。试验结果表明,油气ISD悬架工程化可行,易于实车布置,且具有良好的减振性能。偏频试验表明,与传统油气悬架相比,油气ISD悬架左前车身、左后车身偏频分别降低了12.18%和16.35%,且相应偏频处的加速度值分别减小了27.97%和42.36%;随机激励试验表明,当车速为30km/h时,质心垂直加速度,车身俯仰和侧倾角速度,左前、左后车身垂直加速度分别减小了11.41%,9.93%,12.43%,2.14%,1.51%。可见,油气ISD悬架能够明显抑制车身垂直、俯仰和侧倾振动,改善了汽车乘坐舒适性。左前、左后车轴垂直加速度分别减小了3.01%和3.60%,油气ISD悬架能够有效降低轮胎动载荷的大小,提高车辆行驶安全性;频响特性试验表明,油气ISD悬架车身共振得到有效抑制,汽车乘坐舒适性得到改善,同时由簧下质量引起的高频共振也有改善,轮胎接地性能提升;扭曲路面试验表明,车身的俯仰和侧倾振动幅度减小,能够反映出油气ISD悬架能够保持车身姿态稳定,悬架动行程控制在了合理范围内。与两级串联式ISD悬架相比,油气ISD悬架结构紧凑,易于实车布置,工程化实施性强,为未来ISD悬架的产业化奠定了技术基础。