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氮气弹簧的工作原理

hg13810个月前 (07-30)机械五金1029

氮气弹簧与物理

氮气弹簧基本上基于一个简单的物理公式:力等于压力乘以面积的乘积。尽管力和压力这两个术语经常互换使用,但它们之间存在技术差异。从物理学的角度来看,力可以简单地定义为对物体的单向推拉,而压力可以定义为一种特定类型的力 - 特别是作用在扩展表面积上的力。气撑通常被简单地描述为通过增加气缸内的气体压力来发挥作用。然而,基于上述区别,更准确地说,它通过改变压力作用于气缸内的面积来发挥作用,从而产生压力差和移动弹簧的净力。

当施加力或遇到冲击时,连接到外部机构的杆会更深地伸入气缸的腔室,将活塞头移向气缸的另一端。从一开始就需要注意的是,尽管活塞是气缸内气体压缩的主要因素,但它不会通过在气缸向下滑动时以某种方式从上方“挤压”气体来压缩气体。相反,活塞通过简单的排量压缩气缸内的气体;换句话说,它占用了气缸内的空间,并且为以前存在的气体留下了更少的空间。一旦气瓶的体积减小,气体就会被压缩。

更具体地说,活塞配有孔或阀门,允许气体流过(或围绕)它们并占据气缸内活塞的两侧;由于实际上没有气体离开密封气缸,因此气缸内活塞两侧的压力相等。但是一旦活塞侵入气缸,它会导致等压气体作用在更大的区域(特别是活塞内部)。这种压力差在气缸内产生净力 - 具体来说,从气缸内更大的(内部)区域引导的净输出力。该输出力远远大于作用在圆柱体外部的杆部分的正常大气力。因此,气缸内的输出力使弹簧中的杆向外延伸,朝向低压区域。

在氮气弹簧中使用油

油是氮气弹簧功能的关键组成部分。当油润滑气缸时,它会产生阻尼(或缓冲)效果,从而检查空气弹簧的整体力并增加控制其运动的便利性。油能够通过流过使气体流动的相同活塞孔或阀门来润滑气缸。(液压阻尼是指通过孔或孔的油流,而动态阻尼是通过气缸壁上的旁路阀发生的。阻尼动作尤其发生在压缩冲程(向内运动)和伸展冲程(向外运动)的末端。阻力是由油的存在产生的,允许弹簧吸收一些力,杆在到达机器的其他更敏感的部件之前减速。这种效应的一个很好的例子可以在汽车的减震器或悬架系统中看到。

弹簧中的活塞

活塞经过精心设计,可在空气弹簧运行时控制流体(包括气体和油)的整体流量。通常,它们旨在使两种流体的流动相对较慢。这一点很重要,因为氮气弹簧运动的速率或速度与在其中流动的流体的数量或速度成正比。氮气弹簧内流体的受控(即缓慢或延迟)流动转化为氮气弹簧本身的整体受控运动,并最终转化为对依赖氮气弹簧的产品的控制。例如,以受控(而不是波涛汹涌或不可预测)运动运行的空气弹簧使门能够平稳关闭,而不是砰的一声关上。


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