汽车用气弹簧有关知识介绍

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。
耐久性：4~6次/min进行25000次循环，每循环 2于580%0次。后，测量力学性能，F1的变化率应不大
耐腐蚀性：在最小压缩状态下，进行48h的中 性盐雾试验，气弹簧的镀层应符合GB6461中 5.2条b的规定，涂覆层应符合GB1740中一级 的规定。
抗拉强度：气弹簧的整体抗拉强度应符合下 表规定，试验后各连接件不应有断裂或脱落 现象，力学性能也应符合其力-位移曲线图。
c(F2) d(F1) 伸张 0
位移
几个参数
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值作为气弹簧的特征参数。
动态内阻（G）：活塞杆在运动时产生的动态 阻力（内耗），由综合因素造成。通常变阻尼 气弹簧的G值小于定阻尼气弹簧。
工作行程（L）：活塞杆的滑动行程，气弹簧 未被压缩状态（自由状态），L值为0。
同时，由于设计制造的技术含量的提高， 变阻尼气弹簧的设计制造成本也比定阻尼气 弹簧的高，特别是增加了阻尼槽的设计以及 用于制造带阻尼槽缸筒的模具。
因此，这两方面已被气弹簧制造商作为 核心技术加以保护。
不足之处
虽然变阻尼气弹簧活塞杆伸展前期的运 行速度较大，有较高的使用效率，但是这个 特点并不是总是好的，对于某些部件而言 （如背门），过快的前期速度将带来不好的 使用效果——我们在开门时必须注意躲避被 过快开启的背门击中。
l：通常为了获得稳定的公称力值，测量点和压 缩与伸张顶点间应有l长度的距离，一般情况下 l=10mm。
两种气弹簧力-曲线图的对比
定阻尼气弹簧
变阻尼气弹簧
气弹簧性能评价的主要项目
气密性：80±2℃×4h→20 ±2℃×2h →-40 ±2℃×4h →20 ±2℃×2h ，2次循环后，测 量力学性能，F1的变化率应不大于8%。
c. 活塞杆体生锈，影响其与缸筒间的密封性； 3. 油气混和物中液压油的作用
——阻尼缓冲和保护活塞杆（定阻尼气弹簧） ——保护活塞杆（变阻尼气弹簧）
活塞杆在运动中穿过液压油层，使其表 面覆盖一层油膜，从而达到保护的作用。
根据以上几方面的信息，我们可以做出以 下几点关于气弹簧的工作状态和装配位置 的基本原则。
气弹簧的定义
气弹簧是指由一个密闭缸筒和可以在 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。
气弹簧的作用
对某些运动件提供一定的支撑力 ——支撑杆
对某些运动件提供缓冲 ——减震器
具备弹簧的某些特征
气弹簧的原理
在缸筒内充入高压气体，气体压强作用 在活塞两端面，由于气体分别作用于活 塞有杆面和无杆面的压力不一样，因此 形成了活塞杆的输出推力。
因此，在背门的实际应用中，我们为了 使开启速度不至于太快，通常会把变阻尼气 弹簧和定阻尼气弹簧结合起来使用。
气弹簧的生产工艺流程
钢棒 切割 磨光 滚丝
压力管 切割 超声波清洗 拉槽 液压扩口
活塞等其余配件
表面处理
焊接，组装
超声波清洗
充气 喷漆
气弹簧的评价
关于气弹簧的力-位移曲线图（力学性能） ——评价气弹簧性能的基本工具 力 压缩 b(F4) a(F3)
在工作过程中，气弹簧的阻尼缓冲位置应 位于靠近运动终了处；
气弹簧在压缩状态下（活塞位于缸筒底 部），液压油应位于缸筒口部，即活塞头 不能浸在液压油中，应与其成相对位置分 开；
对于倾斜度较大的安装位置，气弹簧在压 缩状态下，其缸筒口应处于向下的位置， 以免缸筒口处积水对缸口的密封性造成影 响。
根据以上几点基本原则，我们就可以定出 各种结构中的气弹簧装配状态
受拉部件最小截面尺寸，mm
φ5 φ6 φ8 φ10 φ12
拉力，N 2000 3000 4500 6000 10000
结构设计中的几个重点关注项
气弹簧的正常工作状态与装配位置
气弹簧的工作状态与装配位置直接影响 着气弹簧的使用效果和使用寿命。
其中，良好的使用效果意味着气弹簧应 该具备良好的运动缓冲，即良好的阻尼效果。
结构1：气弹簧在运动过程中始终保持同一方向 不变，即活塞杆与缸筒的上下相对位置始终不 变。（常见于背门以及某些溜背式行李箱盖）
缸筒
关 闭
液压油
开 启
状
Βιβλιοθήκη Baidu活塞
状
态
自身性能
使用寿命
使用状态
了解气弹簧的正常工作状态与装配位置， 需要先了解的几个方面
1. 气弹簧使用的阻尼介质为高压油气混和物， 由于油的密度大于气体，因此气弹簧在静置 后，液压油总是位于混和物的底部。
对于定阻尼气弹簧而言，主要起阻尼作 用的是其中的液压油。因此液压油的位置决 定了气弹簧阻尼缓冲的位置。
为了避免气弹簧推动质量物体时，在伸 展行程最终阶段产生的惯性冲击，在气 弹簧中注入少量液压油，并在活塞上设 置阻尼通道，形成阻尼力。
气弹簧工作原理图
F
F2 S2 S1
P F1
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。
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）
对于变阻尼气弹簧而言，主要起阻尼作 用的除了液压油还包括阻尼槽的截面变化段。 因此液压油和气缸壁阻尼槽截面变化段的位 置共同决定了气弹簧阻尼缓冲的位置。
2. 气弹簧的主要失效模式： a. 由于缸筒端部密封圈老化，导致缸筒漏气 （油），气弹簧举伸无力；
b. 活塞密封环老化，导致活塞密封不良，气弹 簧举伸无力；