德國FESTO氣缸應(yīng)用于汽車安裝

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FESTO氣缸介紹車用氣彈簧安裝設(shè)計分析目前國內(nèi)汽車產(chǎn)品開發(fā)中，對于氣彈簧應(yīng)用采用逆向的方法較多。其布置方法就是參照樣車氣彈簧在車身上大致的安裝位置來布置新車，同時梅原車氣彈簧樣件交給供應(yīng)商依樣去開發(fā)，這種開發(fā)過程沒有依據(jù)其工作原理分析，缺乏嚴謹科學(xué)計算很難設(shè)計出優(yōu)的方案。所以必須從基本原理上尋求一種在汽車上布置氣彈簧的科學(xué)方法來實現(xiàn)終設(shè)計結(jié)果的正確性。下面就以汽車后背門氣彈簧的布置安裝設(shè)計為例進行分析。

確認后背門鉸鏈轉(zhuǎn)軸中心位置在廚背門氣彈簧安裝設(shè)計之前，應(yīng)當對已經(jīng)完成的數(shù)據(jù)進行驗證。必須確認后背門兩個鉸鏈是否同軸；后背門在沿著鉸鏈軸轉(zhuǎn)動全過程中與車身周圍有無干涉：氣彈簧安裝空間有無充分預(yù)留。

確定后背門的總質(zhì)量及質(zhì)心的位置后背門的總質(zhì)量是多項由金屬和非金屬材料組成部件的質(zhì)量之和。包括后背門鈑金件、后背門玻璃、后雨刮器系統(tǒng)、牌照燈及裝飾板、后牌照、后背門鎖及后背門內(nèi)飾板等。在得知零部件密度的前提下，利用CATIA的測量慣性命令可自動計算出重量和質(zhì)心坐標點。

確定氣彈簧在后背門上安裝點的位置FESTO氣缸介紹車用氣彈簧安裝設(shè)計分析這里氣彈簧的安裝點理論上是指氣彈簧兩端球頭轉(zhuǎn)動中心。氣彈簧安裝時一般采用活塞在上方，活塞桿在下方。氣彈簧與門內(nèi)板連接必須由裝在后背門內(nèi)板上的支架過渡，用以讓開活塞外徑及運動的空間。在門內(nèi)板的內(nèi)側(cè)必須有加強螺母板用來安裝氣彈簧支架，后背門螺母板及支架的強度、后背門的剛度必須滿足氣彈簧大受力狀況需求。氣彈簧在支架上的安裝位即氣彈簧的上安裝點位置，此位置距鉸鏈轉(zhuǎn)軸中心的尺寸影響氣彈簧需要的支撐力，在載荷力矩一定的條件下，該尺寸減少10%，氣彈簧的支撐力增加將超過10%6，同時氣彈簧的行程也會隨之變化。設(shè)計的目標應(yīng)在滿足后背門汗度及背門兩側(cè)方便接近的前提下，盡量減小氣彈簧需要的支撐力，因為過大的支撐力會增加氣彈簧的制造成本以及后背門剛度要求。

確定后背門的開啟角度FESTO氣缸介紹車用氣彈簧安裝設(shè)計分析根據(jù)人機工程學(xué)分析來確定后背門的開度。目前背門開到大位置車門下邊沿的離地高度法規(guī)沒有規(guī)定。根據(jù)人站在地面上使用的方便性，一般設(shè)計開啟到大位置時，后背門下部低點高度應(yīng)在離地面1800mm左右，以此來確定背門的開啟角度。這樣設(shè)計是基于既要考慮人的頭部不易碰到后背門下部低點，又要照顧關(guān)門操作時手部能很容易接觸到拉手。由于車身的高度與結(jié)構(gòu)不同，各車型背門開啟角度也不相同，大致與鉛垂方向夾角100~110之間。同時還要滿足后背門的大開啟角度應(yīng)小于敏鏈能達到的大開啟角度；氣彈簧運行至行程終端，具有緩沖機構(gòu)，以避免構(gòu)件的損壞。

依據(jù)氣彈簧已有的基本參數(shù)及所選氣彈簧規(guī)格形式建立氣彈簧3D數(shù)模，表達內(nèi)容應(yīng)包括氣彈簧外型尺寸、運動行程關(guān)系和兩端結(jié)構(gòu)形式、球頭運動關(guān)系、螺栓等。氣彈簧兩端連接形式各有不同，設(shè)計時根據(jù)安裝部位情況及所選供應(yīng)商產(chǎn)品規(guī)格具體匹配其連接方式。有采用兩端都用安裝支架的，也有一端直接固定在車身上的。不管哪種方式，設(shè)計時必須驗證在后背門運動的全過程中，氣彈簧的球頭必須轉(zhuǎn)動自如，不得有干涉卡死的現(xiàn)象。如果發(fā)生這樣情況，令氣彈簧球頭中心位置不變，調(diào)整氣彈簧螺栓安裝面角度來適應(yīng)運動的需要。

確定方案對后背門開閉做全程運動分析|FESTO氣缸介紹車用氣彈簧安裝設(shè)計分析|由于后背門內(nèi)板和車身后門框結(jié)構(gòu)設(shè)計時預(yù)留的氣彈簧間隙，是在氣彈簧安裝設(shè)計之前。完成氣彈簧安裝3D數(shù)模設(shè)計之后，必須驗證在后背門|開啟的全過程中氣彈簧周圍與車身有無干涉，要求小距離大于2mm；如不滿足要求，可考慮局部調(diào)整后門框鈑金結(jié)構(gòu)，再不滿足，就應(yīng)調(diào)整|安裝點位置，適應(yīng)已有空間。

|后背門氣彈簧安裝CAE分析用CAE軟件分析在開啟及關(guān)閉全過程中后背門及門框安裝點附近的應(yīng)力情況，若接近或超過屈服極限，就應(yīng)加強安裝點周圍的強度和剛度。用增加螺母加強版的強度和接觸面達到改善車門局部強度和剛度的效果.CAE分析若仍不滿足，只有減少氣彈簧的公稱力，但系統(tǒng)設(shè)計又需要重新布置結(jié)語車用氣彈簧安裝設(shè)計是一個涉及多個因素的系統(tǒng)工程，既要有理論分析計算，又要依據(jù)飯金結(jié)構(gòu)的實際狀態(tài)，如何做到盡量完美，對于設(shè)計師是個挑戰(zhàn)。