气弹簧位置设计学习

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。

气弹簧位置设计学习

⽓弹簧位置设计学习
项⽬名称
⽓杆设计学习
机能名称作者：姚克⾟
项⽬ID
⼀、安装孔位确定
1、先假设压缩后的动端孔位；
2、将门打开到最终位置
3、确定定端孔位
①以压缩位置的动端孔位为圆⼼，以压缩长度为半径画圆；
②以打开位置的动端孔位为圆⼼，以全长度为半径画圆；
③ 2圆的交点即为定端孔位。

4、定端、动端相对位置关系
假设门关闭时处于⽔平状态，则⽓杆此时最好处于⽔平位置，即“定端孔位”和“动端孔位”在同⼀⽔平线上，否则门可能会关不严。

如果“定端孔位”⾼于“动端孔位”，则在关门位置有⼀个向下的⼒，更利于把门关紧。

5、⽓杆的⼒量选择
对于门来讲，⽓杆的⼒量是⾮线性的。

开门时，刚打开的时候⼒量⼩，打开到最⼤位置时⼒量最⼤。

关门时，刚开始的时候⼒量⼤，关到最后⽓杆的⼒量变⼩。

也就是⽓杆的⼒量决定了门的重量与⽓杆⼒量的平衡点。

⽓杆⼒量⼤时的平衡点⽓杆⼒量⼩时的平衡点。

支撑气弹簧的设计安装指导

支撑气弹簧的设计安装指导
设计和安装支撑气弹簧是确保气弹簧能够正常工作和提供适当支持的重要步骤。

以下是一种设计和安装支撑气弹簧的指导：
第一步：确定需求和规格
首先，需要确定支撑气弹簧的需求和规格。

这包括支撑气弹簧的负载能力、工作压力范围、行程要求以及所需的尺寸和形状等。

第二步：选择适当的气弹簧
第三步：设计支撑气弹簧的安装方式
在设计支撑气弹簧的安装方式时，需要考虑几个因素。

首先，气弹簧应安装在合适的位置，以提供所需的支撑力和推力。

其次，需要考虑气弹簧的行程和尺寸，以确保安装的空间足够。

最后，还需要考虑气弹簧的安全性和稳定性，以防止意外事故的发生。

第四步：准备安装所需的工具和材料
在安装支撑气弹簧之前，需要准备适当的工具和材料。

这可能包括扳手、螺丝刀、螺纹锁紧剂和支撑气弹簧的附件等。

第五步：安装支撑气弹簧
首先，确定气弹簧的正确安装位置。

然后，使用适当的工具将气弹簧固定在所需位置上。

在紧固气弹簧的螺纹时，可以在螺纹上涂抹一些螺纹锁紧剂，以确保气弹簧的安全和可靠。

安装完成后，检查气弹簧是否安装正确并紧固。

第六步：进行测试和调整
安装完成后，进行测试以确保气弹簧能正常工作。

检查气弹簧的压力和行程是否满足需求。

如果有需要，进行必要的调整，以确保气弹簧能够提供适当的支撑力和推力。

第七步：定期维护和检查。

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：

工程机械气弹簧安装设计分析

442019.06CMTM气弹簧在工程机械行业中应用势头十分迅猛，其内部充有惰性气体或油气混合物，运用活塞杆横截面积小于活塞横截面积产生的压力差，实现活塞杆运动的工作原理, 气弹簧可以看作是一根“恒力”的伸缩杆，在整个运动行程中，力值基本保持不变。

气弹簧大多数应用于门、发动机罩等部位，无需外界动力，举力稳定用于实现缓冲、支撑、角度调节等功能，这种气弹簧只有最长与最短两个静态使用位置，在工作中无法自动停止。

在安装气弹簧时，要进行最大支撑力校核和安装位置计算，保证铰链不破坏，气弹簧打开和关闭不会产生尺寸干涉。

1 气弹簧外形尺寸的确定（1）选择尺寸要合理，力的大小要合适，气弹簧活塞杆行程（S ），一般为活塞杆实际使用行程＋（3～10）mm 。

（2）气弹簧活塞杆实际使用行程=仓门完全开启时两连接中心距离－仓门完全关闭时两连接中心距离。

（3）气弹簧伸展长度L 计算公式为L=S+B+L1+L2，其中S 为气弹簧活塞杆行程；B 为缸筒长度；L1为气弹簧完全压缩状态时，气弹簧接头安装中心至缸体安装断面的距离；L2为气弹簧安装中心至缸体安装断面的距离，如图1所示。

2 气弹簧参数活塞杆直径d,钢筒内径D ，行程S ，伸展长度，最小伸展力。

按GB/T2348选取气弹簧活塞杆直径一般为6mm ，8mm ，10mm ，12mm ，14mm ，20mm ，25mm（参见表1）。

摘　要：工程机械用气弹簧的地方比较多，主要用于门、机罩等部位。

如何合理地选配安装气弹簧是很关键的问题。

关键词：气弹簧尺寸参数受力分析选型安装设计工程机械气弹簧安装设计分析Installation Design Analysis of Air Spring for Construction Machinery力士德工程机械股份有限公司吴渠兰/WU Qulan图1 气弹簧伸展长度尺寸示意图（4）通过对气弹簧两个连接支撑点位置的合理调整，确定气弹簧的伸展长度L 和活塞杆行程S ，然后根据计算所得F1力值大小确定气弹簧产品系列，即活塞杆和缸体的内径。

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。

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。

气弹簧应用基础培训ppt课件

2
气弹簧工作原理
• F=F1－F2＝P×S1－P×(S1－S2)
＝P×S2
• 气弹簧是在密闭的压力缸内充入惰性气体或者油气
混合物，使腔体内的压力高于大气压的几倍或者几十倍，利用活塞杆的横截面积小于活塞的横截面积从而产生的压力差来实现活塞杆的运动。
3
气弹簧的生产工艺流程
钢棒切割磨光滚丝表面处理
相比之下，缸筒直径越大，制造气弹簧时所能达到的支撑力就越大。
结构设计时，应在充分考虑气弹簧的使用、布置与制造等因素下合理选择缸筒直径。
9
气弹簧力值性能特点
气弹簧不能象气缸一样产生双向作用力,只能产生伸张方向的推力，从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。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。(拉伸气弹簧除外)
压力管切割超声波清洗拉槽液压扩口
活塞等其余配件
焊接，组装
超声波清洗
充气喷漆
4
气弹簧选型所需参数
5
气弹簧尺寸计算公式
• 为保证行程B为有效行程
A≥BX2+80 (连接头1+连接头2+活塞≥80)
6
气弹簧力值计算
7
气弹簧力值曲线图
• 力的标称值（F1~4 ）：其
中F1为气弹簧的特征标称值，即通常用F1作为气弹簧标准参数值
4~6次/min进行25000次循环，每循环2500次后，测
量力学性能，F1的变化率≤ 8%。
• 耐腐蚀性：
在最小压缩状态下，进行48h的中性盐雾试验气弹簧镀层应完好无变化(GB6461检验标准) 涂覆层应表面无变化或色泽微变暗(GB1740一级标准)

微车背门的气弹簧布置

⇔
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。
= [( 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

hectchback背门气弹簧布置

受力分析1.气弹簧一般工作原理★气弹簧不受外力时，自然伸长为最小行程（指压缩行程）处，即最大伸长处；★活塞两边气压相等，由于受力面积不同，产生压力差提供气弹簧的支撑力；★气弹簧运动中瞬时提供的总支撑力包括两部分：压力差产生的支撑力和摩擦力。

★外力压缩气弹簧，由于撑杆在气室内体积增大，压缩气体的有效容积变小，气室气压变大，压力差产生的支撑力变大；★摩擦力变化：气室压力越大，摩擦力越大，撑杆运动越快，摩擦力越大，离自然伸长处越远，摩擦力越大；★气温影响气弹簧支撑力：气温越低，气室压力越低，气弹簧提供的支撑力越小。

2.背门XZ平面静止状态分析2.1气弹簧XZ平面安装尺寸分析模型简化：★边OA、AB在同一方向，两边相加等于OB；下图中：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；22222221222222212222122OA OB AB AC OC OA 2OC OA cos ()2()cos 2(1cos )2(1cos )0()0(0<<180)2(1cos )2r l l r r l r r l r l r l l l l r l r l r αααααα≈-=-=+-⨯=+------+-=∆--+=︒-==+从上述推导过程中可以看出：★当α=0º时，∆式即l 22=l 12，此时门无法打开。

★当l 1，l 2一定时，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），22l r =+假设l 1=1.5l 2（一般是1.5倍左右，Fiat1.44，307-1.68，C4-1.43），r =1.44 l 2当r =1.44l 2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%。

气弹簧

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配件。

气弹簧由于其安装结构简单，使用维修方便，无需外界能源，整个工作行程中举力基本恒定等优点，成为一种十分常见的装置。

目前国内汽车产品开发中，对于气弹簧应用采用逆向的方法较多。

其布置方法就是参照样车气弹簧在车身上大致的安装位置来布置新车，同时将原车气弹簧样件交给供应商依样去开发，这种开发过程没有依据其工作原理分析，缺乏严谨科学计算很难设计出最优的方案。

所以必须从基本原理上寻求一种在汽车上布置气弹簧的科学方法来实现最终设计结果的正确性。

下面就以汽车后背门气弹簧的布置安装设计为例进行分析。

确认后背门铰链转轴中心位置在后背门气弹簧安装设计之前，应当对已经完成的数据进行验证。

必须确认后背门两个铰链是否同轴；后背门在沿着铰链轴转动全过程中与车身周围有无干涉；气弹簧安装空间有无充分预留。

确定后背门的总质量及质心的位置后背门的总质量是多项由金属和非金属材料组成部件的质量之和。

包括后背门钣金件、后背门玻璃、后雨刮器系统、牌照灯及装饰板、后牌照、后背门锁及后背门内饰板等。

在得知零部件密度的前提下，利用CATIA的测量惯性命令可自动计算出重量和质心坐标点。

确定气弹簧在后背门上安装点的位置这里气弹簧的安装点理论上是指气弹簧两端球头转动中心。

气弹簧安装时一般采用活塞在上方，活塞杆在下方。

气弹簧与门内板连接必须由装在后背门内板上的支架过渡，用以让开活塞外径及运动的空间。

在门内板的内侧必须有加强螺母板用来安装气弹簧支架，后背门螺母板及支架的强度、后背门的刚度必须满足气弹簧最大受力状况需求。

气弹簧在支架上的安装位即气弹簧的上安装点位置，此位置距铰链转轴中心的尺寸影响气弹簧需要的支撑力，在载荷力矩一定的条件下，该尺寸减少10%，气弹簧的支撑力增加将超过10%，同时气弹簧的行程也会随之变化。

设计的目标应在满足后背门开度及背门两侧方便接近的前提下，尽量减小气弹簧需要的支撑力，因为过大的支撑力会增加气弹簧的制造成本以及后背门刚度要求。

M1后背门气弹簧布置设计

1、气弹簧不受外力时，自然伸长为最小行程（指压缩行程）处，即最大伸长处； 2、活塞两边气压相等，由于受力面积不同，产生压力差提供气弹簧的支撑力； 3、气弹簧运动中瞬时提供的总支撑力包括两部分：压力差产生的支撑力和摩擦力。 4、外力压缩气弹簧，由于撑杆在气室内体积增大，压缩气体的有效容积变小，气室气压变大，压力差产生的支撑力变大；
从曲线中可知，简单的更换气弹簧或者调节气弹簧力无法满足设计要求，故只有改变气弹簧安装点来调节气弹簧的力臂，从而改变气弹簧的力矩，使其开启力矩使其满足设计要求！
如图所示，分别为后背门初始位置、中间位置、极限位置。
后背门初始状态：重力矩32.25N· M 气弹簧力矩30.82N· M 摩擦力矩3.05N· M 开启力矩=重力矩+摩擦力矩-气弹簧力矩 =-4.48N· M
5、摩擦力变化：气室压力越大，摩擦力越大，撑杆运动越快，摩擦力越大，离自然伸长处越远，摩擦力越大； 6、气温影响气弹簧支撑力：气温越低，气室压力越低，气弹簧提供的支撑力越小。气弹簧的布置原则如下：后背门在开启过程中，存在平衡区域，即重力矩=支撑力矩 1、初始位置时，开启力矩为-5N· M～ -2N· M，即重力矩+摩擦力矩＞气弹簧力矩，以免开启时自动弹出，当关闭后背门时，过平衡点后，靠自身的重力矩能够自行关闭； 2、平衡点设在后背门开启10°左右，此时支撑力矩=气弹簧力矩； 3、当过平衡点后，开启力矩逐渐增大，以便后背门缓慢上升，在中间位置为最大，为5N· M左右，然后逐渐减小； 4、到达极限位置时，重力矩+摩擦力矩≤气弹簧力矩，开启力矩为0～ 2N· M，此时依靠背门气弹簧限位。
以M1项目为例：首先，为减少后期的调整难度和工作量，做粗略布置时，我们尽量沿用标杆车的背门气弹簧安装结构，即上部固定在侧围，同时，预留一定空间，以便调整。其次，选择现有车型中背门结构与设计目标相近者为蓝本，初步选定气弹簧的型号。后背门数据设计完成后，我们首先利用软件计算出后背门总成的重量和质心，然后计算出背门开启过程中的重力矩曲线，同时计算出早期背门气弹簧的力矩曲线，两者相互比较。再结合供应商提供的气弹簧数据，选择更改气弹簧型号或微调气弹簧布置，使调整后的气弹簧力矩曲线符合我们的设计要求。如图所示，为气弹簧初次布置后经CAE分析得出的力矩与角度关系图，气弹簧力矩远远大于重力矩，导致后背门一旦开启，立刻急速上升，且关闭时比较费力，不满足设计要求！

气弹簧布置及选型设计指南

50～400 100～700 150～1100 150～1600 ～2200 ～4500
5 气弹簧的布置设计
5.1 气弹簧的布置方式气弹簧在后车门开启时按气弹簧的旋转方向，分为正转和反转两种布置方式（如图 4 所示）。正转：从车左侧面（车头方向在左，车尾方向在右）看过去，旋转方向为顺时针的布置方式为正转。 4
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
3.1 定义 ............................................................................ 1 3.2 组成 ............................................................................ 1 3.3 基本原理 ........................................................................ 1 3.4 分类 ............................................................................ 1 4 气弹簧的选型 ......................................................................... 2 4.1 气弹簧的参数 .................................................................... 2 4.2 气弹簧参数与气弹簧力值的关系 .................................................... 2 4.3 气弹簧选则范围 .................................................................. 4 5 气弹簧的布置设计 ..................................................................... 4 5.1 气弹簧的布置方式 ................................................................ 4 5.2 输入条件 ........................................................................ 5 5.3 力学分析 ........................................................................ 5 5.4 确定气弹簧的上下安装点 .......................................................... 5 5.5 设计应用 ........................................................................ 7 6 气弹簧的性能要求 ..................................................................... 7

空气弹簧设计

电动汽车中空气弹簧的设计规范是很重要的电动汽车空气弹簧设计规范，设计中应考虑的几个方面：1)设计高度。

设计高度应该在推荐的设计高度范围内。

因为如果弹簧经常在高于或低于其设计高度的范围内工作，则会对其寿命及性能带来不利的影响。

2)工作压力。

在电动汽车悬架设计中，为了得到最低的弹性系数和固有频率，弹簧一般应在551—689kPa的正常压力范围下工作；而中等工作压力276—551kPa将会延长弹簧的寿命。

同时，在轻载荷和反弹情况时，有必要保持一定的正压力。

3)电动汽车行驶比率：低的弹性系数意味着对电动汽车行驶的控制减弱，因此，必须提供一些辅助的恢复力。

平衡阀、减振器以及成形的活塞有时会改善这种状况。

一些较成功的方法是：①用一根行驶稳定杆将一个悬架臂与另一悬架臂连接起来。

②将带有刚性轴的刚性悬架臂与带有柔性件的悬架臂连接起来。

③将柔性恳架臂刚性地附在轴上。

④保持尽可能低的行驶惯量。

⑤悬架设计应尽量使滚动中心和实际一样高。

4)轴行程。

当电动汽车在不规则的道路上行驶时，低的弹性系数将使得轴行程增大，因此，设计时应考虑留出尽可能多的轴行程空间。

减振器应平缓减振。

终止回弹也是应该的，液压式减振器可用来终止回弹。

5)阻尼。

空气弹簧的回程能力要比多片钢板弹簧小很多，因此需要液压式减振器来控制电动汽车的状态。

6)空气弹簧的布置。

为了提高空气弹簧的承载能力，使其能够承受正常载荷之上的额外载荷，有时将空气弹簧安装在轴后面的牵引臂上。

但是，电动汽车的这种布置将使弹簧工作强度加大，因为为了满足轴的运动需要，而使得弹簧的行程增加。

为了获得超低悬架弹性系数及固有频率，有时将空气弹簧安装在悬架臂铰点和轴之间。

这将有助于延长弹簧的寿命，并能使压力在适当的设计参数范围内。

电动汽车弹簧设计中应做到如下几点：1)在空气弹簧最大直径时周围应该留有间隙，以防止电动汽车其他元件对弹性元件的磨损。

上、下护圈无错位时，25．4mm的间隙就足够了。

2)空气弹簧总成应该安装内部缓冲块或外部阻止块，以避免：①对于波纹管式空气弹簧，其压缩量低于“压缩高度”；对于滚动叶片式和套筒式空气弹簧，压缩量应限制在“压缩高度”的2．54mm 以上。

赢在总结----气弹簧的安装与选型计算

赢在总结----气弹簧的安装与选型计算一、气弹簧的安装位置计算气弹簧的总长度、工作行程是在确定上下安装点过程中确定的。

确定气弹簧上下安装点是整个气弹簧安装设计的最难点。

下面用“两圆法”在找气弹簧安装设计中的上下点。

安装示意图及有关参数下图所示。

它的计算是以门体为规则、匀质的理想模型(重心= 几何中心) 为基础进行的。

门体在开门过程中铰支点O 的力矩不断变化(小→大→小) ,有两个峰值,一个是最大值,位于门体处于水平位置(α= 90°) 时;一个是固定值,位于门体处于最大打开位置(α= 最大值) 时。

根据物理学杠杆平衡原理可知,门体要在气弹簧的作用下自动打开和开尽以后不掉下来,气弹簧在门体处于这两个特殊位置时对铰支点O 的瞬时力矩必须大于等于门体在这两个特殊位置时门的重力对铰支点O 的瞬时力矩。

由此可以确定气弹簧所需的最大力臂( R) 、最小力臂(r) 分别为(列式、计算过程略) :最大力臂R = [G·( H/ 2 - h)] / 2F ≈ (G·H)/4F， (当 H＞h 时)最小力臂r =[G·( H/ 2 - h) ·cos (α- 90°)] / 2F ≈[G·H ·cos (α- 90°)]/4F， (当 H＞h 时)式中：G为门重，N；F 为气弹簧的举力，N；H 为门高，mm ；h 为门顶到铰支点的垂距，mm；α为门体最大开度，°；2 为每个门使用两支气弹簧作支撑。

以铰支点O 为圆心,以最大力臂R、最小力臂r 为半径分别作大小两个圆。

作小圆的一条切线的延长线交大圆于A 点,则A 点为气弹簧的上安装点。

气弹簧的下安装点B 则必然在此切线下方的某一点上。

AB 两点的距离L 为气弹簧的总长度。

需要说明的是:A 点必须落在门体内侧并离门面板竖直距离20 mm 以上(因为气弹簧的上安装点占一定的空间位置) ,否则若在门外,从理论上说虽然无错,但实际上没有谁把气弹簧的上安装点布置到门外的。

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5我司气弹簧旳构造及常见异常分析
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我司气弹簧旳构造属于自由型气弹簧其参数如下：缸体长度L=335mm/行程l=300mm/压力50kg/缸体直径 21mm/活塞杆直径10mm/活塞杆端螺纹长度10mm/黑色/ 两端配固定头其命名型号：YQ 10/22-300-650 Fa500