两厢车背门气弹簧布置.docx

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1、背门受力分析1.气弹簧一般工作原理内部压力（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

2、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——背门钱链中心轴；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；2ACli22(112r2—1—0(0<<180)2(1cos)12、I22(122l12)，1cosl22(12I；)21cos2从上述推导过程中可以看出:l22OAOBABrl222OCOA2OCOAcos22_r(r12)2r(rL)cos222c

3、os)r22(1cos)3121；0(1；112★当0=0。时，？式即122=112,此时门无法打开。★当11,12一定时，要满足开启的角度a（0

4、力；E——门的重心，设OE长度二k;状态1——背门下平衡点；状态2——背门上平衡点；状态3——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1-2——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2-4——背门重力力矩小于气弹簧支撑力力矩，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2.3.1气弹

5、簧的最大支撑力下图中:F——气弹簧支撑力；d——气弹簧支撑力力臂，即。到AC的距离;W——门的重力；E——门的重心，设OE长度二k;①一一门关闭时，OB与垂线之间的夹角；B——OC与OE之间的夹角；丫/OAC222OAACOCarccos==——2OA?AC其中OArl2,ACli,OCr222(rI2)lirarccos-2li(r口对。点取力矩F?dW?k?sin(180FW?k?sin()d而dOAsin(rl2)sinFW?k?sin()(rl2)sin当①+o-B=90o,即o=90o+B-①时,力F

6、最大，此时背门处于水平位置（重心E与O的连线OE水平）。FW?k(rl2)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。★一般气弹簧的最大支撑力比理论计算值F要大10-20%以上。2.3.2背门的平衡条件CA2b4开启角能否平衡摩擦力Ff总支撑力力矩Mf与重力力矩Mw比较类型/大小方向00o0~100^oo>

7、co.台匕目匕静态/0一FsB-AMf=Mw2o=o(2能静态/FsB-AMf=Mw2~402V<淤否动态/FfB-AMf>Mw4o=cmax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很：当背门开启角介虚时，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）；当背门开启角诙必时，背门能处于静止状态，止匕时总支撑力的力矩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；当背门开启角脸＞众中时，背门能处于静止状态，

8、止匕时总支撑力的力矩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（02~0b）,方向同总支撑力方向相反。★状态b时背门开启的角度为施：当背门开启角由g时，背门能处于静止状态，止匕时总支撑力的力矩Mf等于重力的力矩Mw,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时背门开启的角度为叱当背门开启角ai＜必力时，背门能处于静止状态，此时总支撑力