1.1 目的及意义

1886 年 1 月 29 日世界上公认第一辆汽车诞生^[1]。两位德国人朱卡尔×木茨和戈特利布×戴姆勒获得世界上第一辆汽车的专利权，标志着世界上第一辆汽车诞生。随后这一天就被人们称为汽车诞生日。当时的设计是驾驶者骑坐在内燃机上方，通过几个杠杆来设定车辆的运动形式。全新的出行方式大大扩展了人们的视野和对世界的认知。在各种汽车层出不穷的百年之间，汽车工业水平也有了长足的进步与发展，汽车的各方面性能也有了很大程度的提高。对于现代人类，汽车在生活中早已超出了交通工具的范畴，更是一种追求自由、释放自我的生活方式，享受汽车的观念渐渐深入人心，这就对汽车的性能提出了更高的要求，不仅要求汽车易于操控，而且要求汽车行驶安全舒适^[2]，在此背景下，提高行驶平顺性一直是汽车工程师关注的问题^[3]。

车辆的悬架系统是汽车的重要组成部分，汽车的很多性能均与悬架有关，悬架对汽车性能的影响至关重要，在汽车的初期开发阶段需要对悬架进行不断的设计与调整。减振器在车上的安装位置如图 1 所示，汽车悬架作为车架与车轴之间的连接系统，主要包括刚度特性及阻尼特性，对汽车的操纵稳定性、安全性和舒适性具有决定性的影响^[4]。而减振器是悬架系统中重要的一环，其所提供的阻尼力能够衰减车身振动，同时可以用于控制车身姿态，对悬架的性能具有很大程度的影响。液压减振器如今已经成为汽车减振器的主流^[5]。液压减振器的结构及工作原理示意图如图 2 所示，当车轮滚进凹坑或滚离凸起时，车轮相对车身移开，减振器受拉伸，处于拉伸行程。此时减振器活塞向上移动，活塞上腔油压升高推开伸张阀流入下腔。同时，由于活塞杆的存在，从上腔流来的有也还不足以充满下腔所增加的容积，下腔产生一定的真空度，这是储油缸中的油液便推开补充阀流入下腔进行补充。压缩行程的原理与伸张行程类似，在此不再赘述。

汽车的操纵稳定性、安全性和平顺性对汽车悬架阻尼力的要求不尽相同，甚至相互矛盾。良好的乘坐舒适性要求悬架提供较小的阻尼力，但从整车操纵稳定性和安全性方面考虑，却要求汽车匹配较“硬”的悬架。悬架设计首先需要保证汽车的操纵稳定性和安全性，在此基础上，再寻求汽车行驶平顺性与前者的平衡。

汽车不同性能之间的相互博弈，催生出各种不同类型的阻尼力可随工况变化的减振器，在此背景下，本文提出一种振幅相关减振器，其阻尼特性能够随悬架的运动幅值变化而变化：当车辆在良好路面上行驶时，此减振器可以提供较小的阻尼力，保证良好的乘坐舒适性；当车辆转向或在颠簸路面上行驶时，此减振器可以提供较大的阻尼力，保证良好的操纵稳定性和行驶安全性。

1.2 减振器的研究历史及现状

减振器为汽车提供阻尼力，是汽车悬架系统的重要部件，阻尼力的调节范围与汽车行驶的平顺性、操纵稳定性和安全性息息相关，正是因为减振器对于整车性能的重要性，从减振器步入历史舞台开始，国内外的研究人员便对其工作特点及性能进行了探索及研究，并不断改进及开发具有可调阻尼的减振器^[6]。减振器的建模与仿真工作可以为减振器的研发提供重要的指导作用，是减振器前期开发的必要阶段。