两厢车背门气弹簧布置

1、两厢车背门气弹簧布置背门受力分析1气弹簧一般工作原理大气压力撑杆一/活塞内部压力（两边相等气弹簧不受外力时，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.

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一一背门较链中心轴；A气弹簧门框安装点；B一一门关闭时，气弹簧门上安装点；AC' = OC + OA - 2OC x OA cos a/,2 =r2 +(r-l2)2 -2r(r-/2)cosa2(1-cos«)r2 一2(1 cos% + /；=0(A)I2 _2r2 一/.r + -! = 0(0<a< 180°) 2(l-cosa)小(2d)2一 屮2 _cosq 一护 1COSQ 丄l I2 2 2从上述推导过程中可以看出：当(Z=0"时，式即l

3、22=ll2»此时门无法打开。当h, “一定时，要满足开启的角度么(0<«<180°)越大，尸值就应该越小;要满足«=900 (BF两厢)，厂=-!-+ 2 2假设 /尸 1.5/2 (般是 1.5 倍左右，Fiatl.44, 307-L68, C4-1.43),r=1.44/j当r=1.44/2时，方能使Q满足90。开启要求。按照此公式计算尸值，与实际安装尺寸的误差：Fiat为7.7%, 307为3.6%,C4 为 4.0%。22背门XZ平面工况要求下图中：w门的重力；E一门的重心，设OE长度从；状态1一一背门下平衡点；状态2背门上平衡点；

4、状态3一背门处于水平位置（重心E与O的连线OE水平）;状态4背门完全开启；状态0-1背门重力力矩大于气弹簧支撑力力矩，开启时需提供外力才能将门 打开。状态12背门重力力矩等于气弹簧支撑力力矩，此时背门处于平衡区域，无 须提供外力背门即可处于静止状态。状态24背门重力力矩小于气弹簧支掠力力矩，背门会自行打开，直至达到 气弹簧最小行程处（背门完全开启），状态3时重力力矩最大。2.3气弹簧XZ平面支撑力分析气弹簧的最大支撑力下图中：F气弹簧支撑力；(1气弹簧支撑力力臂，即O到AC的距离;W门的重力；E一门的重心，设OE长度从；一一门关闭时，OB与垂线之间的夹角；BOC与OE之间的夹角；yZOACF在

5、ZkOAC中,y = arccos2OAACOA = r-l2.AC = lOC = r=arccos2/j(r-/2)对O点取力矩F d = IV k sin(l 80° 一(j> _ a + 卩) W ksin(0 + a 0)而 d = OA sin / = (r-/2) sin / 尸 _ W £ sin(0 + a-卩) (r-/2)sin/当P+a.=90°,即“90。+00时，力F最大，此时背门处于水平位置（重心E 与O的连线OE水平）。Wk(r-/2)sin/由此可见，气弹簧的支撑力必须大于F方能支撑住门，使门向上打开不致于引 起下坠。一般气

6、弹簧的最大支撑力比理论计算值F要大10-20%以上。背门的平衡条件开启角能否平衡摩擦力町总支撑力力矩Mf与 重力力矩Mw比较类型/大小方向00°010°<a<ai否动态旧A-*BMf<Mw1a=a能静态/FsTATMf=Mw1ba<a<ab能静态用A-*BMf=Mwba=ab能0无Mf=Mwb2ab>a>ai能静态/OFsB-*AMf=Mw2a=ai能静态/FsBAMf=Mw2-4a2<a<a4否动态旧B-*AMf>Mw4a=Amax注：上表各状态均为无外力时分析，Fs为最大静摩擦力,状态2时背门开启的角度为

7、71;2：当背门开启角Q竝时，背门会自行开启，直至达到气弹簧最小行程处（状 态4,背门完全开启）；当背门开启角。二竝时，背门能处于静止状态，此时总支撑力的力矩Mf等 于重力的力矩Mw,总支撑力一部分由气弹簧摩擦力提供，大小为最大静摩擦力, 方向同总支撑力方向相反；当背门开启角背门能处于静止状态，此时总支撑力的力矩Mf 等于重力的力矩Mw,总支撑力一部分由气弹簧摩擦力提供，大小由最大静摩擦 力0 （么2俗），方向同总支撑力方向相反。状态b时背门开启的角度为他：当背门开启角时，背门能处于静止状态，此时总支撑力的力矩Mf等 于重力的力矩M、v,总支撑力完全由压力差产生的支撑力提供，无摩擦力。 状态1

8、时背门开启的角度为«1：当背门开启角时，背门能处于静止状态，此时总支撑力的力矩Mf 等于重力的力矩Mvv,总支撐力一部分由气弹簧摩擦力提供，大小由0最大静 摩擦力（©如），方向同总支撑力方向。当背门开启角如时，背门能处于静止状态，此时总支撑力的力矩Mf等 于重力的力矩Mw,总支撑力一部分由气弹簧摩擦力提供，大小为最大静摩擦力, 方向同总支撑力方向；当背门开启角如时，背门会自行关闭，直至达到气弹簧最大行程处（状 态0,背门完全关闭）；气温对气弹簧支撐力的影响査尔斯定律：P/T, = Pf/TrT 为开尔文温度，20°C=293K, -40°C=233K, 80°C=353K；根据公式计算：在其他条件相同的情况下，-40°C时气弹簧的支撑力是20°C 时的79.5%, 80°C气弹簧的支撑力是20°C时的1.2倍。背门开启力和关闭力的分析上图中，Fo , Fc分别为开启力和关闭力。 背门开启：Wk。F。L-Fpodo=0ko=ksin <Z>；do= /2Sin B ；背门关闭：wkc + FcLc-Fpcdc=Okc=k cos( <P+a-90°)；dc=(r- /2)sin r；LC=L cos( 0+a->9-9Oo)；背门的重力对开