氣動(dòng)彈簧是什么原理工作的

氣動(dòng)彈簧通過氣體的壓縮和釋放原理工作。它主要由氣壓儲(chǔ)存器和活動(dòng)腔體組成。

在密閉的壓力缸內(nèi)充入惰性氣體或者油氣混合物，讓腔體內(nèi)壓力比大氣壓高幾倍甚至幾十倍。內(nèi)部充有高壓氮?dú)?，活塞有通孔，活塞兩端氣體壓力相等，但兩側(cè)截面積不同，一端有活塞桿另一端沒有。在氣體壓力作用下，會(huì)產(chǎn)生向截面積小的一側(cè)的壓力，這就是氣彈簧的彈力，其大小能通過設(shè)置不同氮?dú)鈮毫虿煌睆交钊麠U來設(shè)定。

當(dāng)有外力施加在氣動(dòng)彈簧上時(shí)，活動(dòng)腔體會(huì)上下移動(dòng)。此時(shí)，氣體會(huì)從氣壓儲(chǔ)存器流入活動(dòng)腔體，提供支撐力。比如在汽車座椅中，人坐在上面產(chǎn)生外力，氣體流動(dòng)就提供座椅調(diào)節(jié)和減震所需支撐。

當(dāng)外力減小或消失，氣體會(huì)從活動(dòng)腔體流回氣壓儲(chǔ)存器，彈簧恢復(fù)原有狀態(tài)。就像汽車座椅上的人起身，座椅在氣彈簧作用下恢復(fù)到初始狀態(tài)。

工作原理核心在于氣體的特性。氣體被壓縮時(shí)，分子間距離減小，壓力增加；氣體被釋放時(shí)，分子間距離增大，壓力減小。利用這一特性，通過改變氣體壓力實(shí)現(xiàn)彈簧變形和恢復(fù)。當(dāng)氣體壓力增加，彈簧被壓縮變形，儲(chǔ)存能量；氣體壓力減小，彈簧恢復(fù)原狀，釋放能量。這種變形和恢復(fù)的平衡，讓氣動(dòng)彈簧能穩(wěn)定工作。

另外，活塞桿橫截面積小于活塞橫截面積，會(huì)產(chǎn)生壓力差，實(shí)現(xiàn)活塞桿運(yùn)動(dòng)。在氣彈簧運(yùn)動(dòng)中，瞬時(shí)提供的總支撐力包含壓力差產(chǎn)生的支撐力和摩擦力兩部分。外力壓縮氣彈簧時(shí)，撐桿在氣室內(nèi)體積增大，壓縮氣體有效容積變小，氣室氣壓變大，壓力差產(chǎn)生的支撐力變大。而且氣室壓力越大、撐桿運(yùn)動(dòng)越快、離自然伸長處越遠(yuǎn)，摩擦力越大。氣溫也會(huì)影響支撐力，氣溫越低，氣室壓力越低，支撐力越小。

氣動(dòng)彈簧憑借這樣的工作原理，實(shí)現(xiàn)減震和支撐功能，在工業(yè)、汽車等眾多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng)）