微车尾门的气弹簧布置4

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尾门气弹簧原理_概述说明以及解释

尾门气弹簧原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述尾门气弹簧是一种常见的机械装置，广泛应用于许多领域，如汽车、家具和工业设备等。

它的作用是提供稳定的力量，在开启或关闭尾门时起到缓冲和支撑的作用。

本文将对尾门气弹簧的原理、结构、功能以及使用场景进行详细探讨。

1.2 文章结构本文将按照以下结构进行说明和分析：第一部分为引言，介绍文章的目的和结构。

第二部分将阐述尾门气弹簧原理，包括其工作原理和基本结构。

第三部分将对尾门气弹簧进行概述说明，包括其作用、使用场景以及优势。

第四部分将详细解释尾门气弹簧的工作原理，包括压缩与释放过程、材料选择与制造以及参数设计与调整。

最后一部分是结论与总结，对文章内容进行回顾，并强调尾门气弹簧在实际应用中的重要性。

1.3 目的本文旨在深入探讨尾门气弹簧的原理和功能，为读者提供全面的认识和理解。

通过对尾门气弹簧工作原理的解释和概述，读者将能够更好地了解其在不同场景下的应用和优势。

同时，本文也旨在为相关领域的从业者提供参考和指导，促进技术发展和创新。

2. 尾门气弹簧原理：2.1 原理介绍尾门气弹簧是一种利用气体压力产生的弹性力来实现运动控制的装置。

它由一个密封的容器、所填充的气体和连接在容器两端的活塞构成。

当外界施加压力或负荷作用在尾门上时，气体被挤压到尾门内，从而使得活塞受到压力作用并开始压缩。

这个压缩过程会增加活塞上的能量储存。

2.2 结构说明尾门气弹簧通常由一个密闭的金属或塑料容器、一定量的气体和连接在容器两端的活塞组成。

容器内部与外界环境隔离，并且拥有一个阀门控制气体流动。

活塞则通过连接件与需要受力控制或运动控制的物体相连。

2.3 功能解释当外界施加压力或负荷作用在需要控制或运动的物体上时，该压力被传递给尾门，然后通过阀门进入容器内部。

随着外界施加的力增大，气体逐渐被挤压，并且活塞的位置开始发生改变，即被压缩。

当外界施加的力减小时，活塞释放气体并逐渐回到原始位置。

这种压缩和释放过程产生了弹性力，使得物体在相应的控制下产生所需的运动。

汽车气弹簧设计指导

等车型，后备门支撑有 A15、S11、B14 等车型。 1.6.2 气弹簧支撑方式的布置可分为：直立支撑和旋转支撑，目前我公司采用直立支撑的
有：S21 S22 旋转支撑的有：S11 S12 A11 A18 B11。支撑方式的布置是由后备门铰链轴所处的位置来决定的。 1.6.3 尼龙球头可根据与气弹簧联接的两个钣金平面进行设计：分为普通直式和斜倾式（下图），当球窝转动角度小于 20°时，选用直球窝；当球窝转动角度大于等于 20° 小于 35°时，选用斜球窝；当球窝转动角度大于等于 35°时，选用支架。一般尽量不用支架，支架容易出现晃动，定位麻烦，且增加价格。
死点线
1 旋转支撑
-4-
2.1.2 长度定义根据定义的安装位置和机盖打开角度（机盖打开角度由总布置定义），即可确认气弹簧
的最大长度和最小长度，气弹簧长度应满足如下公式：气弹簧最小长度-（气弹簧最大长度-气弹簧最小长度）>90mm
（该数值的定义主要考虑活塞的尺寸及预留出油气混合物的空间，不同的气弹簧供应商要求可能会有所区别，在设计的时候需要跟供应商确认该数据。）
-2-
1.6.4 气弹簧分：普通式、变阻尼、助力气弹簧。当机盖的运动角度大于等于 90 时，需要用四连杆机构与车身连接，气弹簧应为变阻尼式。变阻尼气弹簧的缸筒上有一个半径变化的过油槽，缸筒为非圆筒状，以此实现变阻尼运动。该气弹簧的价格较高，比普通状态高 8-9 元。阻力气弹簧是在钢筒内加一弹簧，在气弹簧起作用前，人手可以用较小的力打开机盖，机盖关闭时，由于惯性，不影响关闭机盖。
气弹簧长度变化量 60.0
气弹簧最大长度 205.0
推荐力值
500 600
205.5
700
800
80.0

气弹簧布置.

同时考虑人开启备门时的力在5-10N为适宜。
气弹簧在开启过程中，人开启施加的力
12、气弹簧的力特性曲线：
S18C力特性曲线
13、气弹簧的力特性曲线中参数的含义：
14、气弹簧的做力学性能试验需要的力值介绍：
动态摩擦力Fr：
是指活塞杆在图样规定的行程内做往返运动时所产生的动态摩擦，Fr =(F3-F1)/2。公称力Fa： Fa =(F1+F3)/2
3、支撑杆的工艺尺寸以及支架设计
根据机盖开启及关闭布置图，确定气弹簧的长度，但是必须保证以下生产尺寸。
如有支架建议料厚为3mm，可以根据力的大小对支架进行工艺处理如：冲压出凹槽来增加强度。
加强筋根据不同的布置方式所选的气弹簧长度也不同的，比较短的气弹簧如300mm左右一般使用在四连杆机构上并配合使用变阻尼式气弹簧（成本相对高些）。比较长的气弹簧如大于300mm一般从采购成本考虑可使用普通式气弹簧。除四连杆机构外建议采用普通式且长度适中的气弹簧以防止行程短小而造成的振颤。
2、气弹簧的支撑形式气弹簧布置可分为转：直立支撑和旋转支撑。目前我公司采用直立支撑的有：S21 S22 S18C旋转支撑：S18 S11 S12 A11 A18支撑方式的布置是由后备门铰链轴所处的位置来决定的.
备门支撑点
侧围支撑点
备门支撑点
侧围支撑点
死点线
死点线
1 旋转支撑
2.直立支撑
但是必须保证关闭时备门支撑点在死点线的左侧（假设备门在右侧时）。死点线：铰链点和备门安装点的连线。
采用四连杆机构使用变阻尼气弹簧必须按照2中布置方式，否则变阻尼将不能发挥作用。
6、球头的形式选择：
尼龙球头可根据与气弹簧联接的两个钣金平面进行设计：可分为普通直式（上图）和斜倾式（上图）倾斜式可分为不同的角度如8度ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ10度 16度等，可根据不同情况进行设计。

后背门气弹簧的参数化布置及力学分析

Science &Technology Vision 科技视界0前言,,。

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1气弹簧简介1.1气弹簧定义及结构、、、、,1。

(),,。

图1气弹簧结构示意图1.2气弹簧的静态曲线(),2。

2F 1;F 2;F 3;F 4。

,,2L 。

L ,(≤80m m)L =5m m,(>80mm),L =10m m。

图2气弹簧力学特性图:F 2=F 1+kl ,F 4=F 3+kl Y f ,F 3,F 4,F 1,F 2,60N,F 2/F 1k , 1.15~1.5N/mm,l (mm)。

,(),,:P T =P 0T 0=,,,,后背门气弹簧的参数化布置及力学分析刘福强赵岩(法拉第未来汽车<上海>有限公司,上海200000)【摘要】气弹簧是开启汽车后背门的关键部件之一,文章以后背门气弹簧为例,详细介绍了在各种温度工况下气弹簧的输出力值的计算方法,对其进行合理的布置,并结合工程实例使其达到安全可靠开启后背门的要求。

文章还归纳总结了一些满足气弹簧布置要求的理想建议值,在设计初期可充分考虑这些数值作为参考,可有效地缩短气弹簧的布置时间,提高工作效率。

t 0=20℃,T =t 0+△T ,P=P 0×T t 0=P 0×t 0+ΔTt 0=P 0×293+ΔT 293=P 0+P 0×ΔT293,T t ,T (K )=273.15+t (℃)。

-40℃80℃。

2气弹簧的布置2.1气弹簧的安装方式分析。

,,。

,3。

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,4。

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气弹簧安装方式

气弹簧的安装方式怎么计算？气弹簧气动支撑杆的安装方法1 气弹簧的特点气弹簧是一根举力(本文用F表示)近似不变的伸缩杆,在汽车,飞机,医疗器械,宇航器材,纺织机械等领域都有广泛的应用。

它的内部构造是一条可在密闭筒腔内作直线运动的活塞杆。

密闭筒腔内充满由高压气体和可溶解部分高压气体的液体所构成的液2气两相混合体。

气弹簧的举力由高压气体推动活塞杆产生。

推动力决定于高压气体的压强。

高压气体在液体中的溶解量随气体压缩增加(此过程对应气弹簧工作于压缩阶段),随气体膨胀而减少(此过程对应气弹簧工作于伸长阶段),使得密闭筒腔内的高压气体的密度始终维持一个近似恒值,也就是气压近似不变(即举力近似不变)。

2 气弹簧的安装研究表面上看,将气弹簧安装到客车舱门上非常简单,实际上安装设计所要解决的问题远非所想象的简单。

气弹簧在舱门上的一般安装状态已知安装信息只有门体(几何形状,质量,重心,材料等),铰链和开度α要求,未知安装信息却多达6个(X1,X2,Y1,Y2,Z,F)。

而由数学理论知道,要解出6个未知数,必须要解出由这6个未知数构成的6个方程式组成的方程组。

由此可见,要求设计人员从纯理论形态入手解决气弹簧的安装几乎是不可能的。

因此,从工程角度切入,深挖安装信息,简化未知数,是解决气弹簧安装设计问题的关键所在。

2-11 力学分析门体,铰链(门体作开关运动的中心)和气弹簧构成一个杠杆系统。

由于气弹簧对铰心的力臂远小于门重对铰心的力臂,所以这是一个费力杠杆系统。

即是说,气弹簧举力必须远大于门重才可以将门体支撑起来。

这是一个很重要的隐蔽条件。

有了这个条件,才可以初选多大举力的气弹簧。

气弹簧的举力可以确定为门重的3倍左右。

当然也可以确定为门重的2倍,4倍,5倍,6倍左右。

对同一个门体来说,相对于气弹簧举力取3倍门重,当气弹簧举力取2倍门重时,气弹簧力臂要增大,工作行程要增大,总长度要增加,安装空间增大;反之,当气弹簧举力取4倍以上门重时,气弹簧力臂要减小,工作行程要减小,总长度要减小,安装空间减小。

后背门气弹簧布置与撑力计算

关键词：背门；弹簧：后气开启机构
ＴｈｙｕｔａｄＳｅｔｎｇＦｏｃｌｕｌｔｏｆｔｒＳｉｆｔｅＲｅｒＨａｃｂａｋｅＬａｏｎｔｉｒｅＣａｃａｉｎｏｈｅＡｉｐｒｎｇｏｈａｔｈｃ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｉｓｒｎｏｓｅｐｎｉｇｍｅｈｎｓｉｓｄｉｉｈｇａｅｃａｓａｔｍｏｉｓｓｅｉｌｎｃｒ．ａｉｇｒｐｉｇｂｏｔｒｏｅｎｃａｉｍｓｕｅｎｈｇ — ｒｄｌｓｕｏｂｌ，ｅｐｃａｌｉａｓＴｋｎｅｙｔｅｂｃｏｒｆｒｅａｌ，ｈｅｉｎｐｏｅｓｏｅｌｙｕｎａｃｌｔｎｏｉｐｉｇｉｎｒｄｃｄＲｅａｉｎｈｐｈａｋｄｏｏｘｍｐｅｔｅｄｓｇｒｃｓｆｔａｏｔｄｃｌｕａｉｆａｒｓｒｎｓｉｔｏｕｅ．ｌｔｓｉｈａｏｏａｎａｉｕｏｃｎｒｕｓｏｅｂｃｏｒｎｔｅｃｕｓｆｏｅｉｇｗａｎｌｓｄｆｏｔｅｖｅｏｃａｉｓａｄｍｏｇｖｒｏｓｆｒｅａｄｔｑｅｆｔａｋｄｏｏｒｅｏｐｎｎｓａｙｅｒｍｈｉｗｆｍｅｈｎｃｎｏｈｉｈａｋｎｍａｉｓＯｎｔｅｂｓｓｏｎｌｚｄｒｓｌｃｍｐｌｄｂｌｎｕｇｎａｃｌｔｄｗｉａｌｂｔｅｏｔｉｅｔｃ．ｈａｉｆａａｙｅｅｕｔｏｉｅｙＣａｇａｅａｄｃｌｕａｅｔＭｔ，ｈｐｉｍｙｕｆ，ｈａｍｕｌｏｔａｏａｒｓｒｎｓｅｌｅ．ｄｂｅｅｔｎｈｐｒｐｉｔｉｓｒｎ，ｍｏｔｐｎｎｆｒａａｃｂｃｓａｈｅｅｎｔｓｉｐｉｇｉｒａｉｄＡｎｙｓｌｃｉｇｔｅａｐｏｒａｅａｒｐｉｇｓｏｈｏｅｉｇｏｒｔｈａｋｉｃｉｖｄａｄｉｉｚｅｈ

后背门撑杆结构及布置设计-Final

如图：气弹簧在XZ平面上以反转布置方式安装，边OA、AB在同一方向，两边相加等于 OB；O——背门铰链中心轴；A——气弹簧门框安装点；B——门关闭时，气弹簧门上安装点；C——门完全开启时，气弹簧门上安装点. OB=OC=r、AB=l2、AC=l1
气弹簧XZ平面安装尺寸分析，计算
OA OB AB r l2
2.1 气弹簧的工作原理
阻尼原理：油阻尼：
密封圈
气阻尼：
阻尼槽
过气、油孔阻尼油
二、气弹簧工作原理
2.2 气弹簧的连接方式
单片
单耳
双耳球头螺栓
球座
支架
接头形式：按安装空间需要选取或定制。由于球座连接方式空间适应性强，目前应用最广泛，其中Sφ10mm在汽车上应用比较多；。
三、气弹簧布置
后背门组成、开启角度设定
三、气弹簧布置
3.2 支撑方式的选择
➢ 相同的尾门开度，举升式需要的摆转空间比翻转式的小，但安装尺寸L一般比翻转式的长，举升式的气弹簧活塞杆始终朝下，对其性能发挥有一定的好处。
➢ Hinge Axis 水平状态基准: 25 ° 以上采用翻转式， 25 ° 以下采用举升式。
25 ° 以上翻转式
尾门定义开度α：尾门造型A面的最低点绕铰链轴线旋转后，跟地面线垂直距离符合人机工程，此时的尾门状态与其关闭状态之间的夹角（即旋转角度）就是尾门定义开度α。
三、气弹簧布置
3.4 安装点确定
1)、选取已有的气弹簧的尺寸，然后计算安装点。
①在之前我们先简化一下气弹簧的布置模型，和对其进行几何分析如下：
举升式
25 ° 以下
三、气弹簧布置
3.3 布置原则
▶ 铰链轴线 x 上安装点运动空间 : Min. 200mm Max. 600 mm

气弹簧布置

2、气弹簧的支撑形式气弹簧布置可分为转：直立支撑和旋转支撑。目前我公司采用直立支撑的有：S21 S22 S18C旋转支撑：S18 S11 S12 A11 A18支撑方式的布置是由后备门铰链轴所处的位置来决定的.
备门支撑点
侧围支撑点
备门支撑点
侧围支撑点
死点线
死点线
1 旋转支撑
2.直立支撑
但是必须保证关闭时备门支撑点在死点线的左侧（假设备门在右侧时）。死点线：铰链点和备门安装点的连线。
气弹簧的布置
1、整体布置、尺寸校核：气弹簧整车布置位置分为：前舱盖支撑和后背门支撑两种。该件为标准件，可以从产品系列目录中查询缸筒、活塞杆等匹配参数。长度校核：机盖关闭时为气弹簧压缩量最大，此时的气弹簧长度为最小；长度定义：当机盖打开时采用95％的假人弯腰要求头部不能碰撞到机盖，确定机盖的打开角度，从而确定了气弹簧的最大长度。由总布置完成如下图。
采用四连杆机构使用变阻尼气弹簧必须按照2中布置方式，否则变阻尼将不能发挥作用。
6、球头的形式选择：
尼龙球头可根据与气弹簧联接的两个钣金平面进行设计：可分为普通直式（上图）和斜倾式（上图）倾斜式可分为不同的角度如8度，10度 16度等，可根据不同情况进行设计。
7、校核过程及分析说明：（带图示）设计球头销的高度不宜太高，否则强度不够
共同进步谢谢
编制
审核
批准
பைடு நூலகம்
分析如下：
F*L1>G*L2 得出：F>G*L2/L1 机盖在开启过程中， L2 的值逐渐减小； L1的值逐渐增大，（根据实际的布置的情况可能出现先增大再减小的情况）；G值始终保持不变，F值逐渐减小，当F*L1=G*L2时，受力达到平衡，之后 F 和 L2 继续减小，但要求 F*L1>G*L2 ，以便于机盖仍然能够开启。下图为S21气弹簧举力的计算公式：

气弹簧合理的安装方式及使用指南

气弹簧合理的安装方式及使用指南气弹簧是一种常见于各类机械装置中的重要元件，其主要功能是提供弹力和吸震作用。

正确合理地安装气弹簧，能够确保其正常工作并且延长其使用寿命。

本文将介绍气弹簧的合理安装方式和使用指南，帮助您更好地使用气弹簧。

一、气弹簧的安装方式1.选择合适的气弹簧在安装气弹簧之前，首先需要选择合适的气弹簧。

根据需要承载的力量和运动的速度，选择适合的气弹簧规格和型号。

同时，还需考虑气弹簧的压力范围和使用环境，确保满足实际需求。

2.安装气弹簧的位置在安装气弹簧时，应该选择合适的位置。

气弹簧通常安装在需要提供弹力或吸震作用的部位，如机械臂、车辆悬挂系统等。

安装位置应合理，确保气弹簧与其他部件之间没有摩擦或碰撞。

3.安装气弹簧的方向气弹簧通常有一个压缩方向。

在安装时，需要确保气弹簧的方向正确，使其能够提供所需的弹力或吸震效果。

通常情况下，气弹簧上会标有箭头指示压缩方向，安装时应注意箭头指示的方向。

4.安装气弹簧的固定方式气弹簧的安装需要选择合适的固定方式。

常见的固定方式有螺纹固定、卡环固定和焊接固定等。

根据实际情况选择合适的固定方式，并确保固定牢固，防止气弹簧在使用过程中脱落或变位。

二、气弹簧的使用指南1.避免超载使用在使用气弹簧时，应避免超过其承载能力的力量。

在设计和使用过程中，需要合理计算和选择气弹簧的承载能力，确保其能够正常工作，并避免由于超载而导致气弹簧损坏或工作异常。

2.定期检查维护为了确保气弹簧的正常工作和延长其使用寿命，应定期对其进行检查和维护。

检查时需注意气弹簧的外观和连接部位是否存在损坏或松动情况，如有问题应及时进行维修或更换。

3.注意使用环境在使用气弹簧时，需要注意其使用环境。

特别是在恶劣或特殊环境中，如高温、低温、潮湿等，需要选择适合的气弹簧材质和型号，以免影响其工作效果或缩短其使用寿命。

4.避免过度振动和冲击气弹簧在工作过程中会产生振动和冲击，但过度振动和冲击会对气弹簧产生不良影响。

后背门气动撑杆布置

后背门气动撑杆布置弹簧的内部注入的是惰性气体,通过活塞产生弹性功能的产品,该产品工作是无须外界动力,举力稳定,可以自由伸缩,(可锁定气弹簧可以任意定位)用途广泛,但是安装时要注意以下要点:1、汽车后背门一般选择自由型气弹簧支撑杆，主要起支撑作用，只有最短及最长两个位置。

2.决定支点安装位置是气弹簧能否正确进行工作的保证，气弹簧必须用正确方法安装，即当关闭时，让其移过结构中心线，否则，气弹簧会经常自动将门推开。

3.气弹簧在工作中不应受到倾斜力或横向力的作用。

不得作扶手用。

4.为确保密封的可靠性，不得破坏活塞杆表面，严禁将油漆和化学物质等涂在活塞杆上。

也不允许将气弹簧先安装在所需位置后喷、涂漆。

5.气弹簧为高压制品，严禁随意剖析、火烤、砸碰。

6.气弹簧活塞杆严禁向左旋转。

如需要调整接头方向，只能向右转动。

7.使用环境温度：－35℃－＋70℃。

（特定制造80℃）8.安装联接点，应转动灵活，不能有卡阻现象。

9.选择尺寸要合理，力的大小要合适，活塞杆行程尺寸要留有8毫米余量。

1，从运动学上看，撑杆的转轴最好与铰链转轴平行，但是实际布置中，由于受车的造型限制，一般都有一个角度，所以出现了双球头撑杆，弥补这方面的不足2，布置时要考虑车身的受力情况。

现在一般有两种布法，一是上端固定在侧围上，下端固定在背门上，二是上端固定在背门上，下端固定在侧围上。

前者在车门打开时力臂较小，背门受的应力较好，要注意好侧围上防水。

后者背门受力较差，不推荐使用。

关于布置方式，某设计公司的规则是这样的：气动撑杆的布置形式主要有两种，一种是上端固定在侧围上；另外一种是下端固定在侧围上。

当背门处于关闭状态时，气动撑杆轴线往上的延长线如果在铰链轴线的前方，则气动撑杆的布置形式应采用第一种（见图1）。

而如果气动撑杆轴线的延长线在铰链轴线的后方，则气动撑杆的布置形式应采用第二种（见图2）。

图1图2对于盖子较重的，我个人认为尽量采用第二种，这种方式对铰链安装面的强度的副作用较小，还有就是可以留出中间的缓冲快布置空间，一般重的后盖都会要求中部和下部分别要布置缓冲快的。

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一般气弹簧冲入的氮气量有60~80个大气压，气弹簧力远大于大气压力，则上式可省略p0：
大气压力F0
[
(
)]
F = p ⋅π ⋅ r 2 1 = ⋅ p ⋅π ⋅ d 2 4
由公式看，气弹簧支撑力F仅与杆径r和充气气压p有关
2)、气弹簧压缩与伸长过程支撑力的改变：
设伸长状态（自然状态）为1状态，压缩状态为2状态，有： p1 ⋅V1 p2 ⋅ V2 = = 恒量 T1 T2 如果不考虑气温的变化，则：p1 ⋅ V1 = p2 ⋅ V2 前后状态的压强比等于它们的容积比： p1 V2 = p2 V1
⇔
或者： F =
F1 r2 l 1− 2 ⋅ R S
其中l/S为压缩量与满行程的比值，l增大则F也随之增大，也就是越压缩需要的力气就越大， l/S l/ l F 符合现实气弹簧的力学现象。
3. 气弹簧的种类。
1)、自由型气弹簧自由型气弹簧（支撑杆）是应用最为广泛的气弹簧。它主要起支撑作用，只有最自由型气弹簧短、最长两个位置，在行程中无法自行停止。在汽车、纺织机械、印刷设备、办公设备、工程机械等行业应用最广。 2) 、自锁型气弹簧自锁型气弹簧（调角器、气压棒）在医疗设备、座椅等产品上应用的最多。该种自锁型气弹簧气弹簧借助一些释放机构可以在行程中的任意位置停止，并且停止以后有很大的锁紧力（可以达到10000N以上）。 3) 、随意停气弹簧随意停气弹簧（摩擦式气弹簧）主要应用在厨房家具、医疗器械等领域。它的特随意停气弹簧点介于自由型气弹簧和自锁型气弹簧之间：不需要任何的外部结构而能停在行程中的任意位置，但没有额外的锁紧力。 4) 、阻尼器阻尼器在汽车和医疗设备上都用得比较多，其特点是阻力随着运行的速度而改变。阻尼器可以明显的对相连的机构的速度起阻尼作用。 5) 、牵引式气弹簧牵引式气弹簧是一种特殊的气弹簧:别的气弹簧在自由状态的时候都处在最长的位牵引式气弹簧置，即在受到外力后是从最长的位置向最短的位置运动，而牵引式气弹簧的自由状态在最短的位置，受到牵引时从最短处向最长处运行。牵引式气弹簧中也有相应的自由型、自锁型等。在汽车尾门上经常用的就是自由型气弹簧，起到支撑尾门的作用。
p = p1 ⋅
V1 V1 − π ⋅ r 2 ⋅ l
R2 ⋅ S = p1 ⋅ 2 R ⋅ S − r2 ⋅l p1 = r2 ⋅l 1− 2 R ⋅S
F = ( p − p0 ) ⋅ π ⋅ r 2 p1 ⋅ π ⋅ r 2 = − p0 ⋅ π ⋅ r 2 2 r ⋅l 1− 2 R ⋅S p1 ⋅ π = − p0 ⋅ π ⋅ r 2 1 1 l − 2⋅ r2 R S
2)、一般供应商提供的气弹簧的参数如下列表：
二、微车掀背式尾门气弹簧的布置
1. 先期输入条件。
造型A面、地面线、尾门铰链以及尾门的开度α ：
→
由造型科完成造型A面后，总布置科计算出地面线，然后就是尾门总成的结构设计阶段：布置铰链线，定义尾门开度α。尾门定义开度α：尾门造型A面的最低点绕铰链轴线旋转后，跟地面线垂直距离为 1.8m，此时的尾门状态与其关闭状态之间的夹角（即旋转角度）就是尾门定义开度α。
气弹簧弹性曲线
理论上从公式推算看并非线性关系，但由于气弹簧在运动过程活塞两端的气压均等存在个滞后性，还有摩擦力的作用，所以气弹簧的作用力可近似线性关系。标准气弹簧的弹性系数k介于1.2和1.4之间。
或者： F = F1 + k ⋅ l
不考虑大气压的影响，则上式为：
F=
p1 ⋅ π 1 1 l − 2⋅ r2 R S
由此可见两种状态的支撑力的变化量的大小由气弹簧的缸径和杆径的大小和初始气压（氮气量）决定的。而一般气弹簧由供应商规定了系列产品，即缸径和杆径有了系列的定值（也可由主机厂自行设定），这将在后面的参数介绍有说明。所以按设计需要的气弹簧公称力来装入氮气量。
3)、压缩过程中压缩量l与支撑力F的关系：
S为气弹簧的行程 V1 = π ⋅ R 2 ⋅ S p1 V1 − π ⋅ r 2 ⋅ S r2 = = 1− 2 p2 V1 R r2 则：p1 = p2 ⋅ (1 − 2 ) R
也可以表示为：
⇔
p1 ⋅ R 2 p2 = 2 2 R −r
于是伸长状态1与压缩状态2支撑力的变化∆F：
∆F = F2 − F1
气弹簧XZ平面安装尺寸分析，计算
2(l22 − l12 ) 2(l22 − l12 ) 2 l2 ± l − l2 − 1 − cos α = 1 − cos α + l2 r= 2 2 2
2 2
从上述推导过程中可以看出： ★当α=0º时，∆式即l22=l12，此时门无法打开。 ★当l1，l2一定时，要满足开启的角度α（0<α<180º）越大，r值就应该越小；要满足α=90º（BF两厢），
由公式看，如果∆F要取得最小值：则要R>>r，但r 太小了又使支撑力F变小，而R太大也不可能，受安装空间限制。所以一般R=11~14，r=4、5、7。支撑力变化有100N左右。可参见后面的参数。
⇔
→
r2 或者：∆F = F1 ⋅ 2 2 R −r
则 : ∆F = p1 ⋅ π ⋅ r 2 ⋅ a = F1 ⋅ a
Xห้องสมุดไป่ตู้X
正转
XX
XXX
反转
XXX
正转与反转各有各的特点，按其需要选择布置方式。相同的尾门开度，正转需要的摆转空间比反转的小，但安装尺寸L一般比反转的长，正转的气弹簧活塞杆始终朝下，对其性能发挥有一定的好处。
3. 气弹簧的布置方法。
1)、选取已有的气弹簧的尺寸，然后计算安装点。 ①在之前我们先简化一下气弹簧的布置模型，和对其进行几何分析如下：如图：气弹簧在XZ平面上以反转布置方式安装，边OA、AB在同一方向，两边相加等于OB；O——背门铰链中心轴；A——气弹簧门框安装点；B——门关闭时，气弹簧门上安装点；C——门完全开启时，气弹簧门上安装点
②缸径D：为了使公称力F的变化量∆F较小，尽量使缸径D远大于杆径d，但受空间和成本等因素限制，缸径D不可能无限大，一般D/d=2~3。 ③行程S：行程S与公称力F关系不是很大，在同等气压下，行程S越大需要充气越多，只要压缩量与行程的比值l/S相同，变化的支撑力F还是一样的。换句话说，在初始气压相同的情况下行程S越长，相同的支撑力变化量∆F越得到细分，支撑力变化越缓慢。行程S可根据安装需要定制。 ④安装尺寸L：也就是自然状态气弹簧的长度，按安装需要定。 ⑤公称力F：按照设计需要选取，一般比需要的最低气弹簧力稍高。公称力F大小由杆径 d和充气气压p。 ⑥接头形式：按安装空间需要选取或定制。
1)、不考虑摩擦力，对气弹簧进行力的推导：设支撑力F ，缸径D（半径R），杆径d （半径r ），冲入气体压强p，活塞两端面积差S”-S’，大气压p0
F = p⋅S = p ⋅ ( S ′′ − S ′) − p0 ⋅ π ⋅ r 2 = p ⋅ π ⋅ R 2 − π ⋅ R 2 − π ⋅ r 2 − p0 ⋅ π ⋅ r 2 = ( p − p0 ) ⋅ π ⋅ r 2 1 = ⋅ ( p − p0 ) ⋅ π ⋅ d 2 4
其特点及应用：气弹簧工作过程比较稳定，使用寿命长，具有缓冲、减震，消除噪音等功能。广泛用于汽车、纺机、印刷、食品、烟草等各种机械上，实现门窗的举升、暂停、闭合等动作。使用实例如下：
2. 气弹簧的一般工作原理。
气弹簧是以气体和液体为工作介质的一种弹性元件，由压力管，活塞及若干联接件组成，其内部充有高压氮气，因为活塞有通孔，所以两端气体气压均等，又由于两端受力面积不同而产生向外的弹力，弹力的大小可以通过设置不同的氮气气压而设定。与机械弹簧不同的是，气弹簧具有近乎线性的弹性曲线。标准气弹簧的弹性系数k介于1.2和1.4之间，其他参数可根据要求及工况灵活定义。
= [( P2 − P0 ) − ( P − P0 )]⋅ π ⋅ r 2 1 R2 = P ( 2 2 − 1) ⋅ π ⋅ r 2 1 R −r r2 2 = P ⋅π ⋅ r ⋅ 2 2 1 R −r P ⋅π ⋅ r 4 = 12 2 R −r
r2 设： = 2 2 a R −r d2 = 2 D −d2
微车尾门气弹簧的布置
一、气弹簧的介绍
1.什么是气弹簧？
气弹簧也叫气撑杆，顾名思义它是一个由气体产生弹性力从而起支撑和连接作用的一种器件。气弹簧一般由四部分组成：活塞及活塞杆、缸体、工作介质（气体）和接头。气弹簧有多种形式，如：自由型气弹簧（支撑杆）、自锁型气弹簧（调角器、气压棒）、随意停气弹簧（摩擦式气弹簧）、阻尼器和牵引式气弹簧。
OA ≈ OB − AB = r − l2 AC = OC + OA − 2OC × OA cos α l12 = r 2 + (r − l2 ) 2 − 2r (r − l2 ) cos α
2 2(1 − cos α )r 2 − 2(1 − cos α )l2 r + l2 − l12 = 0(∆) 2 l2 − l12 r − l2 r + = 0(0<α <180°) 2(1 − cos α ) 2 2 2 2
备注
以现有N109为例
注意：l2=l1-S+8，也就是尾门在关闭状态是弹簧的压缩行程需小于满行程S，不能压缩到极限状态，要留8~10mm的余量。防止安装误差关不了门。
求得在尾门上的安装点到铰链轴线的计算距离r后，便可以在UG里把气弹簧在空间上大概布置出来了。 Ⅰ.把尾门的造型A面提取出来绕布置好的铰链轴线旋转角度α=79°
2l12 − l22 l2 r= + 2 2
假设l1=1.5l2（一般是1.5倍左右，Fiat1.44，307-1.68，C4-1.43）， r=1.44 l2 当r=1.44l2时，方能使α满足90º开启要求。 ★按照此公式计算r值，与实际安装尺寸的误差：Fiat为7.7%，307为3.6%，C4为4.0%。 ②反转布置方式公式相似，l2 /2前的符号为负：