汽车用背门气压支撑杆布置设计规范

待恢复到常温后测 其阻力，其阻力应 不低于试验前的 92%，然后将背门 撑杆装置放入20° 的水中全行程压 缩，不得有气泡溢 出。 不许出现锈蚀斑点 和脱铬。
2、拉力试验
3、耐久性试 验 4 动态气密 性试验
将背门撑杆装置装在拉力试验机上，分别对此连接 部位进行拉力试验。
将背门撑杆装置装在疲劳试验机上，以 4～6 次 /min 的频率连续均匀地进行 25000 次循环。每循 环 2500 次，测其阻力值并记录其数据。 将背门撑杆装置置于 20°的水中，在专用试验机 上以 5 次/min 的频率压缩背门撑杆。
由公式（1）看以看出，重力矩与车门的重量、重心位置、铰链中心和车门 的开度有关
3.3 气压支撑杆支撑杆力矩及影响气压支撑杆力矩的因素：
3.3.1 气压支撑杆力
d
L3
D
L1 L2
图 2 气压支撑杆结构图示 图中： L1 为气压支撑杆最小长度；
L2 为气压支撑杆最大长度；
L3 为氮气在气缸内的有效长度； P1,V1,F1 为初始状态下气体的压强、体积、支撑力的大小。 P2,V2,F2 为压缩状态下气体的压强、体积、支撑力的大小。 X 为气压支撑杆的伸长量，F 为任意位置时气压支撑杆的支撑力大小 θ 为任意位置时 F 施力点与铰链中心的连线与竖直线的夹角。 OD 为任意位置时支撑力施力点的力臂。 根据热力学第二定律 P1V1/T1=P2V2/T2 及几何关系，可得 气压支撑杆在任意位置时的支撑力
车门开启和关闭的平衡位置
车门开启时，从平衡位置到最大位置 车门关闭，从最大位置到平衡位置
M重= M撑 M重〈 M撑
3.2 重力矩及影响重力矩的因素： G 为背门总成的重量。由图 1 可知：
M重=G×OW×SIN(α 04+α )
M重=G× （X0-Xw）2+（Z0-Zw）2 × SIN[（ X0-Xw）/（X0-Xw）2+（Z0-Zw）2 +α ] （1）
3. 布置方案的确定
3.1 气压支撑杆在车门开关中的力矩分析
o点（XO,YO,ZO)
c点（X1,Y1,Z1)
B点（X,Y,Z)
A点（X1,Y1,Z1)
W点（XW,YW,ZW)
α
J点（XJ,YJ,ZJ)
K点（XK,YK,ZK)
α 04
图 1 背门开启过程图示 图中：O 点（X0，Y0，Z0）为铰链中心
如果结果不满足 4.4 中要求的值，则气压支撑杆的位置重新布置，重新计算 车门平衡位置的开启角度，车门开启力的大小，车门关闭力的大小；如果结果满 足了 4.4 的要求的值，则气压支撑杆的位置和参数得以确定。 4. 安装方式的选择
气压支撑杆常见安装方式如下图
图 4 常见背门气压支撑杆安装方式
我们多采用的安装方式为：A 型、J 型、K 型
坐标轴方向的线的夹角。
背门的重力 G 和气压支撑杆的支撑力 F 分别对铰链中心相互作用，形成两 个力矩 M重和 M撑。他们在整个背门的开闭工程中存在三种关系如表 1：
表 1： M重和 M撑在背门开闭过程中的三种关系表
车门位置
力矩关系
车门开启时，初始位置到平衡位置 车门关闭时，平衡位置到的最终位置
M重〉 M撑
开启的平衡角度α 一般应在 5°~15° 3.4.2 在交叉点以下时 M重〉 M撑
此阶段需要的开启力一般在 FMAX=M重- M撑/OJ〈30N 3.4.3 在交叉点以上时 M重〈 M撑
此阶段需要的关闭力一般在 FMAX=M重- M撑/OK〈100N 3.5 背门气压支撑杆布位置及参数的确定 3.5.1 气压支撑杆位置的确定应从以下几方面考虑： 气压支撑杆与侧围及背门运动校核无干涉。 气压支撑杆结构得以体现，主要是指气压支撑杆的伸长量加上压缩终了时气 体的长度，不要大于气压支撑杆的总长度。 满足背门气压支撑杆的力学特性。见 3.5.2 所述内容 3.5.2 背门气压支撑杆布置的力学特性的输入条件
注：Fau,Fal,Fbu,Fbl 应在 Fa，Fb 各值±20N Fa -- 活塞杆压入 10mm 时的平均阻力； Fb -- 活塞杆压入到前 10mm 的平均阻力； Fau -- 活塞杆压入 10mm 时的最大阻力； Fal -- 活塞杆压入 10mm 时的最小阻力； Fbu -- 活塞杆压入到前 10mm 的最大阻力； Fbl -- 活塞杆压入到前 10mm 的最小阻力；
5.气压支撑杆实验标准
表 2：气压支撑杆实验标准
实验内容
实验名称 1、阻力特性 试验
实验方法
实验结论
在常温时，将背门撑杆装在万能材料试验机 上，施加轴向压力，测其阻力，如下规定图的规定。
阻力特性：（200C） Fa=(Fau+Fa1)/2 Fb=(Fbu+Fal)/2
Fa ，Fb 的值根据背门的
重力的不同而不同。
F=F1×[L3×（D/2）2 ]/[L3×（D/2）2 -X×(d/2)2 ] 其中：X= OA2+OC2-2OA×OC×COS(θ +α ）-AC
3.3.2 气压支撑杆力臂 支撑杆力臂随开启角度的变化而变化 OD=OB×OA×SIN（θ +α ）/AB
3.3.3 气压支撑杆力矩
（2）
在车门开启角α 位置处气压支撑杆的支撑力矩 M撑与背门开启角α 之间 的关系
（3）
3.4 力矩分析
由公式（1）和公式（3），可以得出在一张图上的 M重与 M撑分别与开启 角α 的关系图。
力矩大小
400
M撑
350
M重
300
250
200
150
100
50
o 1 9 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89
开启角度
图 3 重力矩和支撑力矩图示 3.4.1 在交叉点是开启的平衡位置：M重= M撑
C 点（X1，Y1，Z1）气压支撑杆上端固定点 A 点（X2，Y2，Z2）气压支撑杆下端固定点 B 点（X，Y，Z） 气压支撑杆的中点 W 点（XW，YW，ZW）背门重点位置 J 点（Xj,Yj,Zj）开门位置点 K 点（XK，YK，ZK）关门操作点 α 开启角度，α 04 为背门重心与铰链中心的连线与通过铰链中心线的车身 Z
M撑 =F×COS{arsin[(Y2-Y1)/ (X1-X2)2+(Y1-Y2)2+(Z1-Z2)2 ]}× (X0-X)2+(Y0-Y)2+(Z0-Z)2 × (X0-X2)2+(Y0-Y2)2+(Z0-Z2)2 ×SIN {arg[(X0-X1)/(Z0-Z1)]-arg[(X0-X2)/(Z0-Z2)]+α }/ (X1-X2)2 +(Y1-Y2)2+(Z1-Z2)2
将背门撑杆装置放入20°的水中全行程 压缩, 不得有气泡溢 出。
6、低温实验
7、耐腐蚀盐 雾试验
将背门撑杆装置放于-35±2°的低温箱内，经 10h 后取出。
将背门撑杆总成的活塞杆的表面处理部位放入 35 ± 2°的盐雾试验箱内，其盐水浓度为 4%~6%，PH 值为 6.5~7.2，在每小时喷雾 15min 的条件下，进 行 72h。
汽车用背门气压支撑杆 布置设计规范
汽车用背门气压支撑杆的设计规范
1 适用范围 本规范规定了汽车用背门气压支撑杆的布置、安装及试验内容。 本范适用于各类厢式汽车背门气压支撑杆的设计及布置。
2 专业术语 背门气压支撑杆：一般采用压缩气弹簧，是一种将高压氮气密封于缸筒内
通过活塞来回运动产生弹性性能的产品。
符合背门撑杆装置中各 连接部位应能承受 4905N 以上的拉力，背 门撑杆总成中各连接部 位 应 能 承 受 1962N 以 上的拉力的规定。 每次测量结果，试验后 其阻力应不低于试验前 的 91%。 连续 10 次后，不得有气 泡溢出。
5、高温试验 将背门撑杆装置放于 80±20°的调温箱内，经 10h 后取出。
根据车身结构的需要，确定车门的铰链中心，车门的最大开启角，重心位置， 车门重量、开门操作点和关门操作点。
根据现有条件选择气压支撑杆的参数、气压支撑杆缸内径、活塞直径、压缩 空气长度以及气压支撑杆的阻力大小。 3.5.3 背门气压支撑杆布置的力学特性的输出条件
根据车身结构的限制，确定气压支撑杆的初步位置，根据以上公式，计算出 车门开启各个角度的重力矩和支撑力矩，计算出当 M重= M撑时车门平衡位置的开 启角度，车门开启力的大小，车门关闭力的大小。