殷英 黄继刚 邢晓红 李卫丽

南京航空航天大学金城学院，中国·江苏 南京 211156

1 引言

气弹簧普遍应用于普通家用型汽车的发动机盖和行李箱盖，用以辅助车主开启或关闭发动机盖或行李箱盖。气弹簧缸筒内的气体压强需要设计合理，否则车主需用很大的力关闭前后盖、很小的力开启前后车盖，不符合人机工程学，或者较小的力关闭前后车盖，较大的力开启车盖，则车盖有掉落的风险。论文主要描述的是气弹簧的工作原理、气弹簧压杆力的测量方法、影响因素以及气弹簧安装使用的注意点。

2 气弹簧结构及工作原理

汽车用气弹簧是以惰性气体为工作介质的一种弹性元件。由缸筒、活塞、活塞杆、密封导向零件、连接件等组成。缸筒内有液压油，可以润滑活塞杆、活塞等零件。活塞上开有槽或者孔，可通过高压气体和液压油，控制气弹簧的运动速度。缸筒内的高压气体通常为氮气，制造方便且价格便宜。氮气不可燃，化学性质不活泼，适宜做充入气弹簧的高压气体。

首先计算气弹簧的压杆力。根据压力计算公式F=ps，式中p 为压强，s 为受力面积。气弹簧的工作原理如图1所示。

图1 气弹簧工作原理

已知缸筒的直径时D，压杆的直径时d，缸筒内的高压气体压强为p，大气压强为p0。缸筒内活塞左右压强相等，活塞上有槽，可通过高压气体和液压油。在不考虑摩擦力的情况下可知气弹簧的活塞杆上的压杆力为：

F=ps=1/4×πd2（p－p0）≈1/4×πd2p

由于缸筒内气体压强远远大于大气压强（至少几十倍），故大气压强p0 可忽略不计。……