汽车发动机罩用气弹簧设计规范
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
压缩气弹簧标准
压缩气弹簧(gas spring)技术条件国家行业标准压缩气弹簧技术条件 JB/T 8064.1-1996,压缩气弹簧(gas spring)技术条件国家行业标准,压缩气弹簧行业标准,压缩气弹簧,压缩气压杆,压缩支撑杆,在线企鹅：4-7-2-1-8-4-5-8-1. 中华人民共和国机械工业部 1996-10-03 发布 1997-07-01 实施1 范围本标准规定了压缩气弹簧(以下简称气弹簧)的术语、标记、技术要求、试验方法、检验规则、标志和包装、运输、贮存等。
本标准适用于充入氮气或惰性气体为工作介质的气弹簧。
2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB/T 1771—91 色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定GB 1800—79 公差与配合总论标准公差与基本偏差GB/T 2348—93 液压气动系统及元件缸内径及活塞杆外径GB 2349—80 液压气动系统及元件缸活塞行程系列GB 2828—87 逐批检查计数抽样程序及抽样表(适用于连续批的检查)GB 6458—86 金属覆盖层中性盐雾试验(NSS 试验)GB 6461—86 金属覆盖层对底材为阴极的覆盖层腐蚀试验后的电镀试样的评级GB/T 13913—92 自催化镍–磷镀层技术要求和试验方法JB 2864—81 汽车用电镀层和化学处理JB/Z 111—86 汽车油漆涂层3 型式3.1 气弹簧的外形示意图及力–位移曲线见图1。
图13.2 气弹簧接头推荐使用型式见图2。
图24 气弹簧术语、符号、定义气弹簧的术语、符号和定义见表 1。
表1术语符号单位定义或说明缸筒外径 D2 mm 气弹簧缸筒外径活塞杆直径 D mm 气弹簧活塞杆直径伸展长度 L mm 气弹簧活塞杆自由伸展至极限位置时两连接件中心距离行程 S mm 活塞杆从伸展状态压缩到最小安装尺寸时的轴向位移一次循环活塞杆按规定的行程压缩和伸展一次伸展速度υ mm/s 活塞杆从规定的行程的末端到初始位置自由伸展的平均速度启动力 F0 N 气弹簧在伸展状态保持一定时间后开始压动活塞杆所需要的外力气动阻尼段活塞杆伸展过程中从D 到M活塞运动受气体阻尼作用的区域液力阻尼段活塞杆伸展过程中从M到A 活塞运动受液体阻尼作用的区域最小伸展力 F1 N 在伸展过程中，距工作行程起点Cmm 处测定的伸展力为最小伸展力最大伸展力 F2 N 在伸展过程中，距工作行程终点Cmm 处测定的伸展力为最大伸展力最小压缩力 F3 N 在压缩过程中，距工作行程起点Cmm 处测定的压缩力为最小压缩力最大压缩力 F4 N 在压缩过程中，距工作行程终点Cmm 处测定的压缩力为最大压缩力公称力Fa N Fa=（F1+F3）/2失效气弹簧力性能特性不符合要求动态摩擦力 Fr N Fr =（F3—F1）/2弹力比率 a 令：Fb=（F4+F2）/2，a=Fb/Fa注：S≤ 80mm， C=5mm，S＞ 80mm，C=10mm。
轿车前机盖设计规范
板里的加强筋截面尺寸应该不同，需要较大强度的地方，加强筋的尺寸要稍大些，使前机盖总成具有足够的强度；而在不需要较大强度的地方，加强筋的尺寸要稍小些，以减轻前机盖总成的整体质量；
内板加强筋的布置应与外板的形状相匹配，在外板大面积平稳的区域配以加强筋，保证前机盖的刚度。
折弯筋设计:
由驾驶条件导致的加速力和空气阻力不能导致前机盖明显移动。前机盖闭合时，应有压力作用在铰链点上以消除铰链处的缝隙，因为缝隙容易导致变形或噪声。能够满足装配要求（合适的空间和高度）。
在铰链的布置设计中应注意以下几个方面 :
根据人机工程学 ,前机盖在开启支撑角度时，应在 5%女性触手范围和95%男性头部活动范围之间。
不可调式 可调式
前机盖缓冲块能够牢固地连接机盖和发动机,在汽车行驶颠簸过程中不脱落,因机舱工作环境恶劣,需要交好的耐热性,一般需要能承受120 ℃的工作环境温度,产品表面必须具备一定的自润滑性能,一般使用石蜡进行润滑,以便于安装拆卸。
6.5 运动校核
考察能否满足开启角度要求，检查它们在开闭过程中与周围相关件有无运动干涉，确定开闭过程中相关件之间的最小间隙及其发生的位置，并从上述角度对发动前机盖设计的合理性进行评价。
气弹簧撑杆是一种常见的气压零件，利用相同的气压作用在活塞的两侧不同的面积上产生的压力差进行工作.通常气弹簧下支点安装于车身上的固定点,上支点安装于前机盖上的活动点,也有反过来安装,即下支点安装于前机盖上的活动点,上支点安装于车身上的固定点。
前机盖缓冲块
为避免前机盖在行驶中防止产生振响和关闭时起缓冲作用，往往在内板设置前机盖橡胶缓冲块。缓冲块有可调式与不可调式之分。可调式的缓冲块有螺旋行程，螺旋的方向有左右之分，一般采用右旋。缓冲块数量一般为2-4个,通常是安装到前机盖上,也有部分是安装到前框架上。
汽车两厢后背门气弹簧设计规范
两厢后背门气弹簧设计规范1范围木杯准刼定了两匍后背门气神贄T•作原理、结构特征、设计方法和失效模式.本标准适用于本公诃两厢后肯门r弼貧的设计开发。
2规范性引用文件卜•列文件对于本文件的应用是必不可少的.凡是注口期的引用文件，仅所注口期的版本适用于•本文件.凡是不注日期的引用文件，其最新阪本（包括所有的修改单）适用于本文件“Q/CC JT052—2012汽车用气艸萤技术条件ft/CC S.T173—2012汽车发动机罩用气并賛设计规范3术语和定文卜•列术诰和注义适用于木林准。
3. 1气弹賛pneumatic spring以用編气休为储能介质•由•个巒闭Jil筒和可以在俞简内滑动的活塞组件及活塞朴沮成，英中•瑞安装在后背门总成上，并对这些总成起到举升利辅助支專作用的机构.4工作原理气沖賁是以气体和液体为T作介质的•种弹性兀件，由用力管，活塞，活塞杆及秤T•联接件组成, 英内胡充有高用旨气。
由于在活塞内部设右通孔，活塞荫端r体爪力相等，而活塞芮侧的截而积不同，•端接有活塞朴向另•竭没有，在气体压力作用门产生向截両积小的-側的压力，即r丼貴的惮力. 弹力的大小可以通过设且不同的氯气斥力或打不同直补的活塞tlrrtfi定。
5结构特征5.1结构组成见用1、结构爪意见R12.图2示意图5 2标记力法按照Q/CC SJ173—2012执行、6设计方法 6 1设计流程由以卜•步骤组成：3）确定连接方式；b ）确定钱链轴线及开启角度； C ）安装点布遲；d ）芮厢后背门莹屋、质心： Q ）计轩气弹关⑥数. 6.2确定连接方式汽车后背门弋亦孟布置•般为两种形式，见图3 =图1结构图1團3布IS形式& 3确定较链轴线及开启角度6 3 1在&弹戋设计安装之前，皿对俊笹数抓进右：验证，必须确认后背门两个钱锂杲否同轴：后背门在沿着较链转动过程中与书身零部件无干涉；气弹蓟有介理的安裝空间』6 3 2根攥人机丁握学分析*:確定石胥门的开启角度，滿足GBT55男性假人头滦无碓蝕，同时満足GB-5%女性假人操作舒适性.按照乘员操作方便性，•般开JB到最大位3D4,后背门把手位置离地陆度不低十1800 “・以此来确定后背门开启角度.后背门运动过程中至终唏.具右级冲机构，避免•零部件的损坏.& 4安装点布笛6 4 1为rsnffi后背门气师窝与后背门连接刚度，在后背门内板匕设置必要的加强板c6.4.2后背门气弹黄支挣后背门的开启角度Z小于狡链的开启角度.& 4. 3弹浓的全氏和其有效行程夢满足气弹贄本身的设计要求6 5两厢后背门重5E.质心两厢后背门的质昆是多个金•風零件和非金風零件的质呈之和.后背门飯金件.后背门陂璃.后南刮2S系统，牌聯灯及扎装饰板、宕牌照、后背门硼及后背门内饰槪尊，计算iifiB及咸心坐标点*&6验证气弹寰布置的合理性后背门从关闭到开启到竝大，大致分为四个不同的过程，满足网个过程，11开启力和关闭力在叫接旻范隔内，则布匿合理：a）过程1、后背门的電力力總和气师黄支挣力力矩同向，开启时倚提供外力才能将后肖门TT开。
qc t 207-1996汽车用普通气弹簧.doc
qc t 207-1996汽车用普通气弹簧汽车用一般气弹簧1主题内容与适用范围本标准规定了汽车用一般气弹簧旳术语、技术要求、试验方法、检验规那么、标志、包装、运输和贮存。
本标准适用于汽车用各种规格旳固定行程一般气弹簧〔以下简称气弹簧〕，其他机械用气弹簧可参照采纳。
2引用标准GB191包装储运图示标志GB1740漆膜耐湿热测定法GB2828逐批检查计数抽样程序及抽样表〔适用于生产连续批旳检查〕GB2829周期检查计数抽样程序及抽样表〔适用于生产稳定性旳检查〕GB6458金属覆盖层中性盐雾试验〔NSS试验〕GB6461金属覆盖层对底材为阴极旳覆盖层腐蚀试验后旳电镀试样旳评级QC／T29087汽车焊接加工零件未注公差尺寸旳极限偏差3术语3、1气弹簧是指由一个密闭缸筒和能够在缸筒内滑动旳活塞组件及活塞杆组成旳以压缩气体为贮能介质旳机构。
3、2一个循环是指气弹簧活塞杆在图样规定旳行程内往返一次。
3、3动态内阻〔G〕指活塞杆在图样规定旳行程内做往返运动时，所产生旳动态摩擦力。
4技术要求4、1一般要求4、1、1气弹簧应符合本标准规定，并按照经规定程序批准旳图样及技术文件制造。
4、1、2气弹簧旳安装长度公差应符合QC／T29087旳A级。
4、1、3气弹簧旳外形应光洁、平坦，没有毛刺。
4、1、4气弹簧活塞杆旳镀层应均匀，不同意存在可见旳裂纹、起泡、麻点、起层等缺陷。
4、1、5除活塞杆外旳其它零件镀层应均匀：不同意存在局部无镀层、明显旳裂纹、起泡、粗糙等缺陷。
4、1、6气弹簧旳涂覆层应均匀，不同意存在露底、起皱、起泡、剥落等缺陷。
4、1、7工作温度范围：一40℃～80℃。
4、2力学性能4、2、1气弹簧按5.1试验时，其力一位移曲线如图1所示。
力旳标称值应符合图样规定，力旳标称值极限偏差应符合表1规定。
4、2、2气弹簧旳活塞杆进行往复运动时，其动态内阻G应符合图样规定，不允许出现卡滞和明显旳振动。
4、3气密性能气弹簧按5、2试验后力初始值旳变化率应不大于8％。
气弹簧设计指南02-外饰-20060901
气弹簧设计指南——乘研院内外饰部编制：审核：批准：目录1、简要说明................................................................................................. - 3 -1.1基本的原理......................................................................................... - 3 -1.2气弹簧和一般机械弹簧的最大区别................................................. - 3 -1.3其主要零部件及名字......................................................................... - 3 -1.4零部件材料及工艺............................................................................. - 4 -1.5机构原理............................................................................................. - 4 -1.6安装方式............................................................................................. - 5 -2、设计构想................................................................................................. - 6 -2.1气弹簧布置......................................................................................... - 6 -2.1.1位置定义.......................................................................................... - 6 -2.1.2长度定义.......................................................................................... - 8 -2.1.3举力定义.......................................................................................... - 9 -2.2气弹簧校核....................................................................................... - 13 -2.2.1 机盖打开角度校核....................................................................... - 13 -2.2.2 气弹簧与边界间隙....................................................................... - 16 -2.2.3 气弹簧长度校核........................................................................... - 16 -2.2.4 举力校核....................................................................................... - 16 -2.2.4 运动校核....................................................................................... - 17 -3、技术要求............................................................................................... - 17 -3.1基本要求........................................................................................... - 17 -3.2主要性能试验................................................................................... - 18 -1.简要说明1.1基本的原理在密闭的缸筒内充入和外界大气压有一定压差的惰性气体或者油气混合物，进而利用作用在活塞上的压力差完成气弹簧的自由运动。
气弹簧布置及选型设计指南
3.1 定义 气弹簧是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的弹性元件。
3.2 组成 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。
3.3 基本原理 气弹簧的基本原理是在密闭的缸体内充入具有一定压力的氮气和油、或油气混合物，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。 3.4 分类
I
前言
为保证本公司车身设计开发质量，特制定本指南。 本指南参照国内外汽车设计公司及汽车生产企业的先进经验编制而成。
II
气弹簧布置及选型设计指南
1 范围
本指南概述了气弹簧的布置及选型方法。 本指南适用于本公司设计开发的各类车型上掀式车门。
2 规范性引用文件
GB/T 25750—2010 可锁定气弹簧技术条件 GB/T 25751—2010 压缩气弹簧技术条件 GB/T 1740 漆膜耐湿热测定法 GB/T 6461 金属基体上金属和其它无机覆盖层 经腐蚀试验后的试样和试件的评级 QC/T 207—1996 汽车用普通气弹簧 QC/T 625－2013 汽车用涂镀层和化学处理层
图1 4.2 气弹簧参数与气弹簧力值的关系 4.2.1 杆径 d
不考虑摩擦力，对气弹簧进行力的推导：设公称力 F，缸径 D（半径 R），杆径 d（半径 r），充入气体 压强 p，活塞两端面积差 S”-S’，大气压 p0
F=p·S =p·(S”-S’)- p0·π·r² =p·[π·R²-(π·R²-π·r²)]- p0·π·r² =( p- p0) ·π·r² =1/4 ·( p- p0) ·π·d²
汽车用普通气弹簧认证规则
产品性能认证规则CQC 16-491291-2010汽车用普通气弹簧认证规则Performance Certification Rules for automobile general gas spring2010年3月25日发布 2010年4月5日实施中国质量认证中心前 言本规则由中国质量认证中心发布，版权归中国质量认证中心所有，任何组织及个人未经中国质量认证中心许可，不得以任何形式全部或部分使用。
本规则代替CQC/RY048-2003，主要变化为规定证书有效期定为5年。
制定单位：中国质量认证中心参与起草单位：国家汽车质量监督检验中心（襄樊）主要起草人：王江东江源浩任国勤孙芳刘红1．适用范围本规则适用于汽车各种规格的固定行程普通气弹簧和其他机械用气弹簧（以下简称气弹簧）的CQC 标志认证。
2. 认证模式气弹簧的产品认证模式为：产品型式试验+初始工厂检查+获证后监督。
认证的基本环节包括：a. 认证的申请b. 型式试验c. 初始工厂检查d. 认证结果评价与批准e. 获证后的跟踪检查f. 复审3．认证申请3.1认证单元划分相同类型（结构形式相似）、行程、力的标称值相似的气弹簧划分为一个单元。
生产场地（工厂）不同，应视为不同的认证单元。
同一制造商、同一型号但生产场地不同的产品应划分为不同的认证单元。
3.2申请认证提交资料3.2.1申请资料a.正式申请书（网络填写申请书后打印或下载空白申请书填写）b.工厂检查调查表（首次申请时）c.汽车用普通气弹簧产品描述。
d.产品的结构或设计图。
3.2.2证明资料a.申请人、制造商、生产厂的注册证明如营业执照、组织机构代码（首次申请时）b.申请人为销售者、进口商时，还须提交销售者和生产者、进口商和生产者订立的相关合同副本c.代理人的授权委托书（如有）d.生产许可证（如有）e.有效的监督检查报告或工厂检查报告（如有）f.其他需要的文件4．型式试验4.1样品4.1.1送样原则型式试验的样品由申请人送样。
QCT2071996汽车用普通气弹簧
QCT2071996汽车用普通气弹簧汽车用一般气弹簧1主题内容与适用范畴本标准规定了汽车用一般气弹簧的术语、技术要求、试验方法.检验规则、标志、包装、运输和贮存。
本标准适用于汽车用各种规格的固定行程一般气弹簧（以下简称气弹簧），其他机械用气弹簧可参照采纳。
引用标准GB 191 包装储运图示标志GB 1740 漆膜耐湿热测定法GB 2828 逐批检査计数抽样程序及抽样表（适用于生产连续批的检查）GB 2829 周期检查计数抽样程序及抽样表（适用于生产稳固性的检査）GB 6458 金属覆盖层中性盐雾试验（NSS试验）GB 6461 金属覆盖层对底材为阴极的覆盖层腐蚀试验后的电镀试样的评级QC/T 29087汽车焊接加工零件未注公差尺寸的极限偏差术语3. 1气弹簧是指由一个密闭缸筒和能够在缸筒内滑动的活塞组件及活塞杆组成的以压缩气体为贮能介质的机构。
3. 2 —个循环是指气弹簧活塞杆在图样规定的行程内往返一次。
3. 3动态内阻（G ）指活塞杆在图样规定的行程内做往返运动时，所产生的动态摩擦力。
4技术要求 4. 1 一样要求气弹簧应符合本标准规定，并按照经规定程序批准的图样及技术文件制造。
气弹簧的安装长度公差应符合QC / T 29087的A 级。
气弹簧活塞杆的镀层应平均，不承诺存在可见的裂纹、起泡、麻点、起层等缺陷。
4. 1. 5除活塞杆外的其它零件镀层应平均：不承诺存在局部无镀层、明显的 裂纹、起泡、粗糙等缺陷。
4. 1. 6气弹簧的涂覆层应平均，不承诺存在露底、起皱、起泡、剥落等缺陷。
4. 1. 7 工作温度范畴：一 40°C 〜80°C。
4. 2力学性能 4. 2. 1气弹簧按5.1试验时，其力一位移曲线如图1所示。
力的标称值应符4n 图样规定，力的标称值极限偏差应符合表1规定。
4. 1. 3 气弹簧的外形应光洁、平坦，没有毛刺。
4. 1, 1 4. 1. 2 4. 1. 44. 2. 2气弹簧的活塞杆进行往复运动时，其动态内阻G应符合图样规定，不允许显现卡滞和明显的振动。
汽车设计-汽车发动机盖性能校核规范模板
XX公司企业规范编号XXXX-XXXX汽车设计-发动机盖（罩）性能校核规范模板XXXX发布发动机盖（罩）性能校核规范1 范围本规范定义了发动机盖性能设计校核工作的内容及要求。
本规范适用于公司轿车、SUV 等新车型开发的发动机盖性能设计校核工作。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有修 改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是 否可使用这些文件的最新版本，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。
2003/102/EC 欧洲行人碰撞保护技术指令3 对于产品设计的校核要求3. 1结构性能 3. 1.1模态频率边界条件一一自由，无约束。
试验样件要求一具有代表性的整车（车身状态稳定，尺寸符合要求）；——试验发动机盖：材料合格，尺寸合格，焊接，涂装，总装工艺符合要求，装配完整的发动机盖。
目标一阶自由模态M20Hz 。
3. 1.2扭转刚度图1发动机盖一阶模态 Min=2^39E-O2 Nccfeei3EB1OI2E4O1 fiOWE«<Xl 6019E4O3 MFEQD 2 OREO 2 114EXC 1迹旳1 —1 XQG*O1KVi< = 13J1E*01 PSde 16?7UMn = 2 114EXQ 冷de 12紳Cortour Pint Displ»ement(t^9)Analyse stem W-2.V7EXJ!3JX-KJ1«-192疋如 —1G5^tOfI.377E401 1 1O2E-K31•8 27^-KJO5 52壬⑷0 2.77 壬 ・-2 33^-02■ hb rosdt2 477EKJ1N0(fe -5J40图2发动机盖二阶模态图3扭转刚度约束条件图4扭转刚度分析结果试验样件要求一具有代表性的整车（车身状态稳定，尺寸符合要求）；——试验发动机盖：材料合格，尺寸合格，焊接，涂装，总装工艺符合要求，装配完整的发动机盖。
汽车发动机盖自关闭气弹簧布置优化方法
10.16638/ki.1671-7988.2018.11.019汽车发动机盖自关闭气弹簧布置优化方法马东辉1，马少康2，姜明1（1.北京车和家信息技术有限公司，北京100102；2.武汉理工大学物流工程学院，湖北武汉430063）摘要：针对汽车发动机盖在关闭过平衡点后如何通过气弹簧合理布置实现自关闭开展的研究。
为实现气弹簧人机要求、关闭保持力、自关闭等目标，提出气弹簧的优化布置要求。
从能量角度出发，列出气弹簧布置优化与校核的方程式。
结合某汽车铝机盖气弹簧布置优化的实例，给出了气弹簧布置优化后的具体位置，并对其各项指标进行校核计算，结果表明所提出的气弹簧布置优化方法可行有效。
关键词：汽车发动机盖；自关闭气弹簧；布置优化中图分类号：U467 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2018)11-58-04Research of layout optimization method of self-closing gas spring onautomobile engine coverMa Donghui1, Ma Shaokang2, Jiang Ming1( 1.Beijing CHJ Automotive Information Technology Co., Ltd., Beijing 100102; 2. School of Logistics Engineering,Wuhan University of Technology, Hubei Wuhan 430063 )Abstract: A research on how to achieve self-closing through the reasonable layout of gas spring after passing the balance point during the closing of the engine cover. In order to achieve the goals of gas spring man-machine requirements, closing force and self-closing, etc., the optimal layout requirements for gas springs are proposed. From the energy point of view, the equations for the optimization and verification of gas spring layout are listed. Combined with an example of the optimization of the gas spring layout of an automobile aluminum engine cover, the specific location of the gas spring layout optimization is given, and the calibration calculation of each index is performed. The results show that the gas spring layout optimization method proposed is feasible and effective.Keywords: Automobile engine cover; Self-closing gas spring; Layout optimizationCLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2018)11-58-04前言气弹簧是一种具有支撑、缓冲、制动、高度调节和角度调节等功能的配件[1]，广泛用于工程机械[2-4]、客车[5]、汽车[6-7]等的助力机构。
工程机械机罩气弹簧安装设计
图中各点为 ：
C—气弹簧移动端连接点 ；D —气弹簧固定端连接
点；E—铰接支点；S—机罩结构重心；
G—机罩重力；
L—
重心到支点 E 的水平距离，重力力臂 ；
W—气弹簧活动
杆力臂 ；F—气弹簧弹力 ；X—气弹簧的数量 ；P—人工支
min = 1.15 × (
× L
)
W ×X
选取的气弹簧型号力—位移曲线中，最小支撑力 F1
利用解析几何方法，输出对应开启角度时气弹簧长度，
结合气弹簧的力—位移曲线与重力力矩，计算启闭过
程中不同角度时气弹簧的支撑力矩、及人工辅助支撑力
的大小。
3.1
图1 上翻式机罩结构图
机罩整体要求具有足够的强度，特别是铰链和气
弹簧安装位置的骨架最好连为一体，以保证机罩启闭
过程中不变形。为方便实现机罩的安装及更换，铰链
产品
●
技术 Product & Technology
工程机械机罩气弹簧安装设计
Gas Spring Design on Cover for Construction Machinery
徐工道路机械有限公司技术中心
宁海莲 / NING Hailian
刘爱林 /LIU Ailin
摘 要 ：
针对应用气弹簧控制启闭的工程机械上翻式机罩，在机罩启闭过程中进行气弹簧的受力分析，核算人工
2017.12 建设机械技术与管理
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69产品●Fra bibliotek技术 Product & Technology
构在水平方向开启，此时气弹簧支撑力矩为 0，机罩处
于静止状态，需人工施力通过死点。
前后盖设计规范
汽车工程研究院
汽车工程研究院
汽车工程研究院
汽车工程研究院
汽车工程研究院
汽车工程研究院
汽车工程研究院
10、3D数据发工艺部门分析，包括冲压可行性、焊接可行性、涂装可行性、总装可行性。 11、数据修改，根据工艺分析问题，对数据进行修改，直至无问题。 12、制作RPS、孔位信息及2D图。
汽车工程研究院
汽车工程研究院
三、发盖设计的细节
汽车工程研究院
汽车工程研究院
汽车工程研究院
3、发盖行人保护区域划分 1）.划分行人保护法规区域的目的
据统计，目前全世界每年死于车祸的人数高达100万人，伤残的人数达上千万，而死于前碰的 人数占绝大数，尤其是当发生车祸，对于车外的行人来说，生还的几率非常小。行人保护法的出 现，对保护行人起到决定性作用，也对汽车前舱结构、保险杠的设计提出新的挑战。行人保护法 规针对车祸发生时，成人及儿童的头部与发盖碰撞的一种保护，故在设计发盖时需要考虑碰撞区 域内不能布置如发盖锁等硬度很强的零件。 2）.发盖碰撞区域划分
核 气弹簧在开启过程中和周边零部件的最小间隙
发盖开启到最大角度时转动页板到A柱间隙
≥5mm
≥5mm 将开启角度公差考虑进去，开启 最大角度时，间隙≥4mm
静止状态铰链到周边零部件最小间隙(除铰链固定点外） ≥5mm
发盖铰链安装空间校核
工具边界到铰链距离≥4mm，工 具边界到车身零部件距离≥5mm
发盖关闭时和周边零部件间隙校核（包括和大灯、保险杠、 前隔栅亮条）
卡罗拉
A01 A01FL
A02 B01 B11 T22
前后盖内外板材料调查
发盖 外板 B180H1/0.7
SECF 50/50 /0.7
汽车用气弹簧有关知识介绍
变阻尼气弹簧
阻尼通道采用缸筒内壁上设置的阻尼槽的形式，由 于阻尼槽的横截面大小是渐变的，因此活塞运动时，液 压油受压通过阻尼槽而产生渐变的阻尼力。（这个阻尼 力通常是随着气弹簧的伸长而增大的）
阻尼槽
相比定阻尼气弹簧而言，变阻尼气弹簧 具有较大的性能优势： 由于变阻尼气弹簧的阻尼力是逐渐增大的， 因此气弹簧在伸展过程中所受的缓冲较平 缓，不会出现振颤现象。 由于气弹簧活塞杆伸展前期位置的阻尼槽 横截面积处于较大的状况，因此活塞杆伸 展前期的运行速度较大，由此提高了使用 效率。 阻尼槽结构不易阻塞，比阻尼孔结构的抗 污染能力高。
缸筒内径与气弹簧公称力关系表
缸筒直径
φ19 φ21 φ22
活塞杆直径
φ8 φ10 φ10
最大公称力（N）
600 700 800
φ23
φ10Leabharlann 900 关于气弹簧的公称力
1. 气弹簧只能产生伸张方向的推力，而无法 产生反方向的压力，因此在设计过程中应充分 考虑这一点。 有时我们为了使气弹簧在运动过程中能产生 施力方向改变的力，通常会利用四边形铰链 的结构。 2. 虽然气弹簧的性能要求中有最大承受拉力的 要求，但是在设计中，应避免气弹簧在完全伸 张状态下受到拉力的作用。
气弹簧工作原理图
F
F2
S2 S1
F1
P
F＝F1－F2＝P×S1－P×(S1－S2) ＝ P× S2
气弹簧的分类
定阻尼气弹簧 ——在气弹簧活塞运动过程中，阻 尼力是固定不变的 变阻尼气弹簧 ——在气弹簧活塞运动过程中，阻 尼力是渐变的
定阻尼气弹簧
阻尼通道采用活塞上设置的阻尼孔 的形式，活塞运动时，液压油受压通过 阻尼孔产生阻尼力，这个力值是固定的。
弹簧设计规范(全)
弹簧设计规范一、弹簧的功能弹簧是一种弹性元件，由于材料的弹性和弹簧的结构特点，它具有多次重复地随外栽荷的大小而做相应的弹性变形，卸载后立即恢复原状的特性。
很多机械正是利用弹簧的这一特点来满足特殊要求的。
其主要功能有：⑴、减振和缓冲，如车辆的悬挂弹簧，各种缓冲器和弹性联轴器中的弹簧等。
⑵、测力，如测力器和弹簧秤的弹簧等。
⑶、储存及输出能量，如钟表弹簧，枪栓弹簧，仪表和自动控制机构上的原动弹簧等。
⑷、控制运动，如控制弹簧门关闭的弹簧，离合器、制动器上的弹簧，控制内燃机气缸阀门开启的弹簧等。
二、弹簧的类型、特点和应用弹簧的分类方法很多，按照所承受的载荷的不同，弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等四种；按照形状的不同，弹簧可分为螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、盘形弹簧和板弹簧等；按照使用材料的不同，弹簧可分为金属弹簧和非金属弹簧。
各种弹簧的特点、应用见表1。
法。
三、弹簧使用的材料及其用途弹簧钢的的主要性能要求是高强度和高屈服极限和疲劳极限，所以弹簧钢材用较高的含碳量。
但是碳素钢的淬透性较差，所以在对于截面较大的弹簧必须使用合金钢。
合金弹簧钢中的主要合金元素是硅和锰，他们可以增强钢的淬透性和屈强比。
弹簧材料使用最广者是弹簧钢（SUP）。
碳素钢用于直径较小的弹簧，工艺多为冷拔成型，如：65#，75#，85#。
直径稍大，需用热成型工艺生产的弹簧多采用60Si2Mn，如汽车板簧，铁路车辆的缓冲簧。
对于高应力的重要弹簧可采用50CrV,常用于高级轿车板簧，发动机气门弹簧等。
其他弹簧钢材料还有：65Mn, 50CrMn, 30W4Cr2V等。
a、碳钢及合金钢：制造弹簧时，常加矽、锰、铬、钒及钼等金属元素于钢中，以增加弹簧之弹性及疲劳限度，且使其耐冲击。
b、大型弹簧多用热作加工，即弹簧材料高温轧成棒，再高温加工成形后，淬火于780度～850度左右之油或水中，再施以400度～500度的温度回火。
c、小型弹簧，先经退火，再用冷作加工，捲成后再经硬化回火，如钢丝、琴钢丝或钢带。
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汽车发动机罩用气弹簧设计规范1范围木标准规定了发动机罩用T艸簧的术軒和定义、标记方式、状态方程=Sili1«.C 木标准适用于木公司开发设计的各类千型的发动机罩用气亦黄（以下简称“气并黄”）»2规范性引用文件下列文件对于木文件的应用是必不可少的.凡是注日期的引用文件P仅所注日期的版木适用于木文件•凡是不注日期的引用文件.其呆新版木〔包姑所有的條改申）适用于木文件・GD/T 2348—1993液压岂动系統及元件知內径及活塞杆外徒JB/T 8061. 1—1996用缩气弹簧技术条件Q/CC JTo52—2012汽弔用气加貧技术条件3术语和定义JD/T 8064. 1—1996. Q/CC JT052—2012界定的术语和定文适用于木标准・4型式 4.1气弹簧外形和位移曲线（力〉气那簧的外形示总图和力——位移曲线见图1所示=图1力——位移曲线示Si图<2接头型式（折荐使用）气师黄按头型式见图2所示。
3 J≡U- anOf图2气弹黄接头型式5结构特征般气禅資的原理为∣⅛jπq 体被密封在缸筒内，占1简內有卻为油液起液力甲尼卄用「8•向节流問连 通有杆腔和无杆腔，白由状态沾塞杆始终伸出.呈伸展状态.其給构待征见图3所示吕气律r* KW1—亀氏节流阀;2——«S ： 3― Sh 4——梧基仟•Λ-W*J 46标记方式气弾黄的标记由代号、活窒杆宜廉、缸筒外住、行程、伸展氏度、接头型式、公称丿JaI 成A 规定如 下：XXXX公你力ft* Art ―•— I示例，气弹黃的活≡ttK1÷ 10 ≡,讯筒外f÷22≡< frG2βO≡,伸展长¾650≡4接头型式0-0,公称Λ550N.标记为t YQ 10/22 2&0 650 CU-O) 550 7状态方程7 1 T 弾黄的设计让算应以环境温度C2O±2>r 为条件，同时应考虑温度对气弾貧性能的WO7.2在环境温l ⅛不变的条件下，气弹簧的T 作过程可以君作是尊温变化过程，应逍循气体状态方程一波盘尔定律.并采用下列公式(1〉或公式C2):PV=C (1)或：砒=那 ............................................. ⑵式中，宀一容器内片力.单位为兆柏(MPa) IJ ∖—客碟内初始HUJ,单位为兆伯(MPiI) S J Jr 客州内用缩后乐力，单位为兆帕(MPG : V-~~体体积・单位为立方耒(■'》：J'r~cl 体切始体弘 单位为立方米 W)： I l - 丸体斥细后体积.单位为立方用(^):C-—冷数.8设计计算 8 1计算内容X X (X-X)&I 筒外K寺後代号C)活塞杆直径与缸筒內径及垠小伸廉力Fl的选取范用：d)活窒朴的稳定性校验：C)并力比率樹8.2气弹黄力值的确定8 2 1所需垠小伸展力Fl的确定，可按Q)式计鼻:式中,F、——E方伸展力.单位为牛CN):G——举撐車力，单位为牛(N) rL中心刘冋弭中心的艇离.单位为棗来(M iI) th ― 弾貧料•丹伸展时的有效丿J% 单位为亳来(≡) IQ —弹簽数ALA 安全.系数•一妙丄打亦M∫⅛esx?方协Iffilftj⅛.示例]菜一粒动机G=300 N. ⅛d>t∣J冋转中心的kħ⅜L=400皿有戰力佯长度b=200皿使用气弹贵數Ittn=N计算气弹貴最小支抻力F：值.图4为气弾貧星小伸隔丿J FΛ[‰<jfeffl・由式C3>计#所得,GL 300x400F a=— Xk = -------------- XL 1=336 CDbn 200 X 2S4气弹笑最小伸展力Fd十算示意图8 2.2气加黄ZIfiI的设il应考虑使用环境温度的影响'环境温度变化1C,力学性能(折爪编力和伸展力)的变化約为0. 002-0. 003.8.3最小伸展力与充气压力的关系8 3 1最小伸展力耳充气斥力应符仟公式CI)式中：F t—IS小伸展力，单位为牛CN):P~ 弾貧内气体乐力,单位为兆帕(MPGlA/― 弹賛厚擦力，单位为牛(N)-8. 3.2在厲艸簧的设计中，气蝉簧内部压力D应根押tm强度的计算而确定，一般不人于15 AIPa o8.4设计行程的确定气处賛的行程设计应考虑备用行程设计的必要性，一般备用疔程故计为3 mo~LO On-一般备用行程的设计按公式(5):S=S1+(3mm〜Hhnm) (5)式中：S—设计行程，单位为棗来(≡1U) XSi—T作行港，单位为走* ClI U I).8.5伸展长度L的确定图5为气弹簧伸展檢度L^⅛fflβ图5气弹簧伸展长度L示意图8.5.1伸展长度的確宦参见附录A的相关信息。
8.5 2伸展长度L的计算按公式(6)计算：Z=S十£十厶十L2 (6)式中25—Tftirtr«1R-- 筒长度：Zr P弹資完全乐缩状念时，气弾册按头安敦中心至仇体安电囲S面的距离；Li~弹竇按头安裝中&至M体蛍显斯面的片离・8.6活塞杆的设计计算式中：斤一活密卄允许的临界力，单位为牛（N ） *兀=Zfc ∙ F tir 为所受轴向Q 人用细丿J,单位为牛（N ）:爪一稳足性蛍全系数.一般刀=2〜4・8. 6.3对于活塞杆长度小于或等干10倍的⅛Γ^D,町按公式（8）或（9）计算：8） 实心ITCl=I 4^] ...........................................如/•；_ 弾铢Q 人乐缩力，单位対牛（N ）：[σ] 材料许用Jw√J＞单位为兆柏（MrU ） IO —,材料的柿服单位为兆帕（MPiI ）: n ~→j 全系数：d ——活塞杆空心朮朋，单位为烹来（Il n l ）.8. 6. 4 ⅛S4T 的宜於应按GB/T 2348—1993的规定选取.推荐⅜f 塞*T 直检选用为2 d —6 InnK 8 mm 、10 mn 、12 mm 、11 mm 、20 ≡κ 25 InnIq8 6.5活窒杆的稳定性校核：a｝按公式（10）或公式＜11）计算许用临界应力（Fi ）:当细K:比为时，FE=气俨4XlO 9......................... ........ΛLi2＞当細氏比为*Wm 时，FL=_XlO 3.............................喘）式中JF.—用临界力，单位为牛（N ）,活銮杆的伸腿长度（按气弹谶安装长度计坤）・单位为龙术（≡）:d —活窪杆宜禅，单位为衣来C≡）:Λ- 活≡Hfic 面枚回皱半桧（Ifi 性半於）,单位为奄米〔皿〕：b ）空心杆1)(10)(11)H∏ d4J= ----- «64A—活塞村戒面枳，单位为平方毫来＜≡,）：皿柔性余数，对于刚皿=師：n 系数，根菇安驶特性，斥強气^‰ = hC—材料刚度试脸值，対十带f≡=490 MFu:U—系数•对十仲U=—!—λ5000b）活塞杆稳定性验证为公式（12）：-⅞式中,凡—所受轴向恳人压缩力，单位为牛CN） I片活京杆允许的临界力，单位为牛（N） *忌—½½tt⅛:全系数，一般収兀=2〜4・8.7代弹笑缸筒的设计计算8. 7.1气弹黄缸筒內径应按GB/T 2348—1993的规定选取，椎荐选取⅛⅛tT直径d耳缸简内径D之比近似ddl:2•或按8.7.2计舜确定•8 7 2缸向内径的计算可由公式（13） W定:式中.D蝕觞内椅，单包为？（ι≡）:J）活基杆宜笹，单位为烹米（≡）:G --- 弹簧的弹丿J比率•一般:。
二1.15~1. 65。
8. 7.3缸筒的壁庁计舜可由公式（M）确定：PDt≥---------20]-P式中1t —第厚度，单拉为亳米＜≡）:D—筒内祕单位为毫耒（皿）；P 缸体内部气体斥力，单位为兆帕CUPU）:[σ ]—一I体材料许用fyjj9单位为兆帕（MPa）O 8 7.4町用公式（15）进行缸筒壁歼就度校核:(12) (13)(11)式中】p-Tl体内部气体汗力，单位为兆帕(Mp i o 3/——半桎比：4RRD—31休外半轻，单位为去米C B lIlI):R_休内半轻，单位为烹* <⅛> .8.7.5计舜所得舉庁，一般应根据无缝钢管作适半调胳一般不小于lι≡<s缸筒外轻％与内轻D之比在1.1~1.2之间.8.8导向长度气弹黃设71时，应计算柱塞或活窒的导向长度，保证运动旳稳定性和具有一定抗偏载伪能力。
图6 为气禅資导向性度H示懸图。
图6气弹簧导向长度H示宣图8 8 1忌小导l⅛Kι⅛ H应满足公式(16)的要求：Y DHA—十— (16)20 2式中1“ E小导向长度，单位为毫米<∏ω):5 ― 弹簽役计行程，单位为亳米(皿)；D ―何内轻，单位为秦* (血)・8.8.2导向詔分A和E取值(•见图6),可以相等，也可不相等.—般取苴伉为：5i⅞Do≤3O JIIn时，A=B= (0. 3—0.5) D It注：D∙为*1简外径.8.9气弹釜弹力比率气鄆簧的那力比率<«)应根据负载情况而定，一般么应小于1.65。
列UJ比率(口〉的设计一般可由公式(17)或公式(18)计算；或:L有杆腔休积-D2................................... (⑻无杆腔体积D2-J2..............................式中，用一金小伸展力，Fi—Sλ*B〉),卜星小斥编力，FL虽人用缩力，单位为牛(N): 单位为牛CN): 单位为牛(N) •单位为牛(N) SD~ L筒内估单位为奄広(血)f d—活塞杆:afh单位为帝米(Bm) U附最A（资料性附录）气弹盖行程与缸筒长度关系系列衰Al压缩气弹盖行程与眾筒长度关系斥编气弹簣行程⅛tΓ-f⅛,长度关系舍见表A」。
*A 1压缩气弹簧行程与缸筒长度关系筒长度∙ onA-2可领定气弹盖疔程与缸简长度关系可锁这气加簧行程耳缸倚长凌关系參见表A・狭A.2缸咼长度>ι≡附录B（资料性附录）气弹簧活塞轩直径、缸简直径与嵐小伸展力大小选择范围推荐表气弹黃祜塞杆直超、缸筒宜径耳Ja小伸展力人小选择范用抵荐⅛SLM.I.表B I气弹黄活塞杆直径、缸筒直径与誥小伸展力大小选择范围推荐表。