田玲玲，谷正气，李伟平，梁小波，彭国谱

(湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南 长沙，410082)

油气悬架(hydro-pneumatic suspension，HPS)系统多用于非公路车辆，具有非线性特征。理想的油气悬架的非线性刚度特性和阻尼特性能够使车辆具有良好的行驶平顺性[1-2]。国内外对油气悬架系统性能及车辆的平顺性做了大量仿真研究[3-7]，但上述研究建立的动力学仿真模型结构简单,一般为二自由度1/4模型，只能反映垂直方向的振动，而且大都只针对油气悬架系统性能及其车辆的平顺性作了仿真，没有进一步对其刚度和阻尼特性进行优化研究。而理想的油气悬架的非线性刚度特性和阻尼特性能够使车辆具有良好的行驶平顺性，在此，本文作者基于整车平顺性实验，建立了整车八自由度数学模型和仿真模型，以行驶平顺性为优化目标，建立了油气悬架优化模型，利用SIMULINK、遗传算法对油气悬架参数进行了联合优化设计，得到了油气悬架理想的非线性刚度和阻尼特性曲线，为进一步优化油气悬架充气高度、充气压力、结构参数等提供了依据。

1 整车八自由度数学模型

1.1 油气悬架非线性力学特性

结合实验数据用最小二乘法对油气悬架的非线性刚度和阻尼特性进行拟合[8-9]，得到其非线性刚度特性(去除摩擦力)的表达式：

其非线性阻尼特性的表达式：

式中：ki(i=1，…，5)和ci(i=1，2，3)为油气悬架力学性能参数；Δz和Δ分别为悬架活塞行程和速度。表1所示为油气悬架力学特性参数。油气悬架多项式模型表示结果和实验结果对比如图1和2所示，从图1和2可以看出：二者基本吻合，说明拟合得到的油气悬架多项式模型，能够准确预测油气悬架的力学特性。……