随着汽车技术的发展,以及汽车使用量的增加,相应的对汽车性能也提出了较高的要求。操纵稳定性和行驶平顺性是汽车系统重要的两大性能,这两个性能互相影响、矛盾,在以往的研究中通常是将它们单独进行优化,难以达到汽车综合性能最优。针对以上问题,本文以空气悬架汽车系统为研究对象,为优化行驶平顺性和操纵稳定性,采用协同优化方法兼顾两大性能之间相互耦合的内在联系,实现操纵稳定性和行驶平顺性的合理优化,最终使得汽车综合性能达到最优。本文主要内容如下:(1)基于空气悬架系统对汽车性能的影响,对空气悬架特性进行分析。利用拟合公式拟合出满载工况下,空气悬架系统理想的弹性特性曲线。根据悬架系统静平衡位置刚度以及上下跳动时顶点处的悬架刚度,可得到实际悬架弹性特性曲线。根据悬架与空气弹簧位置关系,得到空气弹簧刚度,再计算出减振器阻尼系数,为整车建模仿真奠定了基础。(2)基于多体动力学软件ADAMS建立汽车动力学模型,以本文实际研究车型为例修改整车模型参数,将上文得出的空气弹簧刚度与阻尼系数运用至悬架模型中。为验证建立模型的准确性,对前后悬架分别进行双轮同向跳动仿真试验,并对试验评价指标进行分析。参照国标中操纵稳定性和行驶平顺性的试验方法,在ADAMS中进行仿真试验,并对各评价指标根据国标中的计分公式进行计分,分析得到这两大性能都需进行优化,且难以兼顾,因此采用协同优化方法进行优化。(3)以空气悬架力学特性参数为设计变量,在ADAMS/Insight模块中采用响应面法建立行驶平顺性和操纵稳定性的近似模型。以ISIGHT为优化平台,基于协同优化理论在ISIGHT中建立求解模型。对其求解得模型最优解和相应变量的最优值。将优化后的前后悬架空气弹簧刚度和阻尼系数重新设置到整车模型中,依照操纵稳定性和行驶平顺性的仿真试验方法进行仿真,再与优化前的两大性能评价指标进行对比分析。结果表明:汽车操纵稳定性稳态回转试验的综合评分提高了4.3%、转向回正试验的综合评分提高了0.9%、蛇形试验的综合评分提高了7.4%,在行驶平顺性仿真试验60km/h、80km/h的随机路面输入的综合评分提高了6.8%、1.27%。脉冲输入仿真试验在车速30km/h至80km/h下的综合评分分别提高了8.7%、14.3%、9.7%、8.7%、6.5%、14.3%。因此,协同优化方法能兼顾优化空气悬架汽车的操纵稳定性和行驶平顺性。