汽车尾门电动撑杆解析,单杆与双杆的优劣分析

汽车电子技术的迅猛发展,推动了电子驱动技术在汽车领域的广泛应用。其中,电动尾门作为电子驱动技术的重要一环,也逐渐成为汽车的标配。随着汽车技术的不断创新,尾门撑杆作为电动尾门的核心部件,逐渐受到人们的关注。

目前,市场上的撑杆大多采用单片控制模块来实现开关、遥控、防夹以及平稳运行等功能。其内部配备的平衡弹簧主要作用是平衡门的重量,而电机则负责控制丝杆的旋转,将旋转力转化为纵向伸缩力,从而驱动尾门的开合。

目前,汽车上所使用的撑杆主要分为两大类:气弹簧撑杆和电动式撑杆。
1电动式撑杆

电动式撑杆巧妙地布置在车身流水槽内,以其结构紧凑、外观优雅以及不占据侧围空间的特点,赢得了中大型SUV车型的广泛青睐。这种撑杆是电动尾门系统不可或缺的组成部分,涵盖了内支撑杆、外支撑杆、精密助力弹簧、行星齿轮组、内置螺纹套筒、高精密丝杠和电机等众多精密部件。当ECU接收到开启指令时,撑杆模块便开始执行开启动作,内置电机随之启动。电机通过行星齿轮系统的减速作用,驱动螺纹丝杠旋转,进而转化为直线运动。电机的正转将推动支撑杆伸出,从而逐渐开启尾门。在开启过程中,电机的推力与撑杆内螺旋弹簧的弹力协同作用,共同对抗尾门的重力。同样地,当ECU发出闭合指令时,撑杆的内置电机将反转,带动行星齿轮和螺纹丝杠一同反转,使支撑杆被拉回套杆内,尾门则逐渐闭合。在这一过程中,电机的拉力与尾门的重力又联手克服了内置螺旋弹簧的压缩力。
电动撑杆主要分为两大类:单杆电动撑杆与双杆电动撑杆。

  1. 单杆电动撑杆
    单杆电动撑杆以一个撑杆作为主动杆,而另一个则作为从动杆。这种设计可能导致在使用时,撑杆两侧无法同时达到预定位置,从而引发尾门扭曲、关闭不严等问题。特别是在雨天,尾门漏水现象可能不可避免。尽管单杆电动撑杆成本较低,但其整体效果并不理想,力不平衡时,尾门左右缝隙可能不均匀,关门时出现抖动,甚至可能导致电动尾门完全失效。
  2. 双杆电动撑杆
    双杆电动撑杆通过两根均配备电机和丝杆的撑杆来协同控制后备箱的启闭。这种设计确保了左右撑杆的协同作业,从而有效避免了因长期使用或碰撞导致的变形问题。双杆电动撑杆能够确保两侧撑杆同步达到预定位置,因此彻底解决了单杆电动撑杆所面临的问题。然而,双杆电动撑杆也存在一定的不足,其成本相对较高,这在一定程度上影响了其市场竞争力,同时也增加了安装的复杂性。

  3. 气弹簧撑杆

气动撑杆,又被称为气弹簧,在汽车制造领域中有着广泛的应用。其生产技术已经相当成熟,且性能表现卓越。气弹簧主要由压力缸、活塞杆、活塞、密封导向套以及填充物(通常是惰性气体或油气混合物)等关键部件组成。此外,还包括缸内控制元件、缸外控制元件和接头等复杂结构。

在汽车尾门的应用中,气弹簧扮演着多重角色。它不仅提供了开闭时的助力,还维持了举力的稳定性。同时,它还担任着限位器的职责,防止尾门与外板或顶盖发生干涉,并限制尾门的最大开度。

气动撑杆的工作原理基于密闭缸筒内的压缩气体。当气体压强作用于活塞两端面时,由于有杆面和无杆面的压力差异,从而产生了活塞杆的输出推力。为了减少开闭过程中的惯性冲击,会在气动撑杆中加入少量液压油,并通过活塞上的阻尼通道形成阻尼力。

随着制造技术的不断进步,气动支撑杆的成本也在逐渐降低。其尺寸紧凑、易于布置以及高可靠性等特点,使得它在汽车制造领域中越来越受欢迎。同时,气动撑杆的开启和关闭过程相对平稳,动态力变化小,易于控制。
3. 液压撑杆

在电动尾门技术中,液压撑杆也占据了一席之地。其工作原理与气动撑杆相似,都是通过缸体内的惰性气体(通常是氮气)或油气混合物来产生压力差,从而实现活塞杆的运动。不同的是,液压支撑杆利用了液体传动的高效率和稳定性,使得其开启和关闭过程更为流畅,同时也提供了良好的阻尼效果,减少了冲击力。随着汽车技术的不断发展,液压撑杆在汽车制造领域的应用也日益广泛。
液压杆的工作原理主要依赖于机油压力、挺柱体与座孔间的间隙、气门杆与挺柱的间隙,以及挺柱内的止回球阀。在液压挺柱的初始阶段,由于腔内机油压力的缺乏,挺柱柱塞会位于最底部,导致挺柱与气门间的间隙相对较大,从而产生短暂的异响。随着发动机的持续运转,机油压力逐渐建立,挺柱内柱塞腔开始充注油液,推动柱塞下行,进而增加挺柱的有效工作长度,并减小气门间隙。然而,由于柱塞产生的力不足以压缩气门弹簧,当挺柱与气门间隙达到最小值时,挺柱将停止运动。同时,挺柱内的止回球阀设计使得柱塞腔内的油压无法迅速释放,从而保持柱塞在原位不动,维持其原有长度,形成刚性支撑,进而推动气门打开。在此过程中,发动机的持续运转将维持气门间隙的稳定。



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