气弹簧布置
汽车气弹簧设计指导
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。
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
Ｔｈ ｙ ｕｔａ ｄ Ｓｅ ｔｎｇＦｏ ｃ ｌ ｕｌ ｔｏ ｆｔ ｒ Ｓ ｉ ｆｔ ｅＲｅ ｒＨ ａ ｃ ｂａ ｋ ｅ Ｌａ ｏ ｎ ｔｉ ｒ ｅＣａ ｃ ａ ｉ ｎ ｏ ｈｅＡｉ ｐｒ ｎｇ ｏ ｈ ａ ｔ ｈ ｃ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ａｉ ｓ ｒｎ ｏ ｓ ｅ ｐ ｎｉ ｇ ｍ ｅ ｈ ｎ ｓ ｉ ｓ ｄ ｉ ｉ ｈ ｇ ａ ｅ ｃａ ｓ ａ ｔ ｍｏ ｉ ｓ ｓ ｅ ｉｌ ｎ ｃ ｒ ． ａ ｉ ｇ ｒ ｐ ｉ ｇ ｂ ｏ ｔ ｒｏ ｅ ｎ ｃ ａ ｉ ｍ ｓｕ ｅ ｎ ｈ ｇ — ｒ ｄ ｌ ｓ ｕ ｏ ｂ ｌ ，ｅ ｐ ｃ ａ ｌ ｉ ａ ｓ Ｔ ｋ ｎ ｅ ｙ ｔ ｅ ｂ ｃ ｏ ｒｆ ｒｅ ａ ｌ ， ｈ ｅ ｉ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｅ ｌ ｙ ｕ ｎ ａ ｃ ｌ ｔ ｎ ｏ ｉ ｐ ｉ ｇ ｉ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ Ｒｅ ａ ｉ ｎ ｈ ｐ ｈ ａ ｋ ｄ ｏ ｏ ｘ ｍｐ ｅ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｒ ｃ ｓ ｆｔ ａ ｏ ｔ ｄ ｃ ｌ ｕ ａ ｉ ｆａ ｒ ｓ ｒｎ ｓ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ． ｌ ｔ ｓ ｉ ｈ ａ ｏ ｏ ａ ｎ ａ ｉ ｕ ｏ ｃ ｎ ｒ ｕ ｓｏ ｅｂ ｃ ｏ ｒ ｎｔ ｅｃ ｕ ｓ ｆｏ ｅ ｉ ｇ ｗａ ｎ ｌ ｓ ｄ ｆｏ ｔ ｅ ｖ ｅ ｏ ｃ ａ ｉｓａ ｄ ｍｏ ｇ ｖ ｒｏ ｓｆ ｒ ｅａ ｄ ｔ ｑ ｅ ｆｔ ａ ｋ ｄ ｏ ｏ ｒ ｅｏ ｐ ｎ ｎ ｓ ａ ｙ ｅ ｒ ｍ ｈ ｉｗ ｆｍｅ ｈ ｎ ｃ ｎ ｏ ｈ ｉ ｈ ａ ｋ ｎ ｍａ ｉ ｓ Ｏｎ ｔ ｅ ｂ ｓｓｏ ｎ ｌ ｚ ｄ ｒ ｓ ｌ ｃ ｍｐ ｌ ｄ ｂ ｌ ｎ ｕ ｇ ｎ ａ ｃ ｌｔ ｄ ｗｉ ａ ｌｂ ｔ ｅ ｏ ｔ ｉ ｅ ｔｃ ． ｈ ａ ｉ ｆａ ａｙ ｅ ｅ ｕ ｔ ｏ ｉｅ ｙ Ｃ ａ ｇ ａ ｅａ ｄ ｃ ｌ ｕ ａ ｅ ｔ Ｍ ｔ ， ｈ ｐ ｉ ｍ ｙ ｕ ｆ ， ｈ ａ ｍｕ ｌ ｏ ｔ ａ ｏ ａ ｒｓ ｒｎ ｓ ｅ ｌ ｅ ． ｄ ｂ ｅｅ ｔｎ ｈ ｐ ｒ ｐ ｉｔ ｉ ｓ ｒｎ ， ｍ ｏ ｔ ｐ ｎ ｎ ｆｒ ａ ａ ｃ ｂ ｃ ｓａ ｈ ｅ ｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｐ ｉ ｇ ｉ ｒ ａ ｉ ｄ Ａｎ ｙ ｓ ｌｃ ｉ ｇ ｔ ｅ ａ ｐ ｏ ｒ ａｅ ａｒ ｐ ｉ ｇ ｓ ｏ ｈ ｏ ｅ ｉ ｇ ｏ ｒ ｔ ｈ ａ ｋ ｉ ｃ ｉｖ ｄ ａ ｄ ｉ ｉ ｚ ｅ ｈ
卡车面罩气弹簧布置计算
根据力矩的平衡，可得公式（5）、（6）： 面罩开启时：
（5）
面罩关闭时： 面罩运动过程中：
（6） （7）
则：
面罩开启到最大位置时重力力臂：L=387.698mm
面罩开启到最大位置时气弹簧力臂：b=162.41mm 采用双气弹簧结构：n=2 安全系数：k=1.1
2.2 前面罩操作力计算示例 以表 1 中车型为例，已求出 根据气弹簧的工作原理，最大支持力与最小支持力比值
表 1 某车型前面罩质量、重心
图 2 前面罩受力图
图中：F1 为面罩开启力；
F2 为面罩关闭力；
G 为面罩的重量；
利用公式（2）、（3）、（4）可计算出前面罩总成的重心 X， Y，Z 坐标值：
（2）
L 为把手到铰链轴线的距离； ω为面罩未过平衡点开启的某一角度； L3 为关闭状态下重力力臂； L4 为面罩完全开启时重力力臂；
10.16638/ki.1671-7988.2017.22.030
卡车面罩气弹簧布置计算
丁盛，史富强，俞燕
（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）
摘 要：文章以卡车前面罩为研究对象，对气弹簧的行程及最小支持力进行计算，同时计算了前面罩在开闭过程中 的操作力；并通过 CATIA 有限元分析的方式对气弹簧支架结构强度进行简单分析。 关键词：气弹簧；布置；设计计算；卡车前面罩 中图分类号：U467 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2017)22-84-04
α为面罩开启ω角度时与气弹簧的夹角；
（3）
β为面罩完全开启时与气弹簧的夹角； θ为面罩开启ω角度与面罩完全开启时的夹角；
（4）
该车型前面罩及附件重量为：面罩质量 m=13.85kg。
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.气弹簧活塞杆必须向下位置安装，不得倒装,这样可以减低摩擦和确保最好的阻尼质量及缓冲性能。
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。
后背门撑杆结构及布置设计-Final
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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：
4、机构原理： 同样尺寸的气弹簧可以根据缸筒内部存储的气体压力 大小来调整举力的大小； 气弹簧举升速度的大小可以根据活塞上的过油孔的 大小来调整，一般分为￠0.3mm，￠0.5mm， ￠0.6mm等，比如举升速度过大可采用￠0.3mm。
5、气弹簧在车身上的布置：
（1） 备门上安装点与铰链轴之间的距离不宜小于 200mm，否则直接影响铰链的强度和寿命。同时要满足 气弹簧生产条件。 （2） 气弹簧分为杆端和筒端，设计要求保证在关闭状 态下气弹簧筒端在杆端的水平面上方，以保证活塞杆的 润滑和增大气弹簧的寿命。（我公司S11和A11没有按照 此种结构设计）
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。
8、运动校核：气弹簧为运动件，形式为球铰链和直线运 动的复合运动。按照我公司目前的制造公差建议与其他 边界设计间隙为大于或等于8mm。
球头与球头销最近平面的设计 间隙为5mm
9、气弹簧的力特性分析：
气弹簧力分析示意
10、气弹簧的力分析示意图：
示意图（做力分析，可以 将力投影到XZ平面计算）
11、力分析公式：
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
保密等级：★ ★
气弹簧布置基础知识
目 录
1、整体布置、尺寸校核。 2、气弹簧的支撑形式 3、支撑杆的工艺尺寸以及支架设计 4、机构原理 5、气弹簧在车身上的布置 6、球头的形式选择 7、校核过程及分析说明 8、运动校核 9、气弹簧的力特性分析 10、气弹簧的力分析示意图 11、力分析公式 12、气弹簧的力特性曲线 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
要求球头销绕中心线转动四向角度至少15度，布置时 保证，二者相对运动不能发生干涉。
75°锥面 目标值/经验值： 球头铰链轴线与运动 轨迹中的任何一个位 置的杆件轴线角度大 于等于75度，小于等 于105度
105°锥面
运动过程中，尽量经过死点，如果不能经过死点，关 门状态与死点之间的角度尽量少于10度。否则，门锁 承受的力矩太大，寿命缩短，且有行车噪音的风险。 （死点线就是门铰链与球头铰链的连线）