油气弹簧刚度计算公式
1． 载荷与气压关系式：
A p p P a )(−= ----------(1) 式中： P 载荷
p 气室内绝对气压也是油缸内油液绝对压力 A 油缸活塞面积
a p 标准大气压，其值与运算单位有关：
采用N 、mm 时， 2/1.00981.0mm N p a ≈=
采用kgf 、cm 时，2/1cm kgf p a =
采用lb 、in 时， ()psi in lb p a 2/223.14=
2． 气压与容积变化关系式―――气体状态方程式
m
V V p p ⎟⎠
⎞⎜⎝⎛=00 ----------(2) 式中： p 任一位置气室内气体的绝对气压 V 任一位置气室内气体的容积
0p 静平衡位置气室内气体的绝对气压
0V 静平衡位置气室内气体的容积
m 多变指数，对于氮气，一般状态下，可取
25.1=m
3． 刚度和偏频
可认为弹性特性为弱非线性，对于微幅振动，取其导数为刚度：
dx
dP K =
式中： K 任一位置的刚度 P 载荷
x 活塞行程
将式(2)代入式(1)，得： A p V V p P a m
⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡−⎟⎠
⎞⎜⎝⎛=00，对x 求导
dx
A p V V p d K a m m ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=00
dx dV V V Amp dx dA p V V p m m a m m ⋅−⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝⎛−=+10000 ----------(3) 当活塞上、下运动时，活塞承压面积不变，即
0=dx
dA 活塞处于平衡位置时：
0V V = ， 0p p = ，A dx
dV −= 即： 0
020V mp A K = ----------(4) 令A
V H 00= 称为静平衡位置时的气体折算高度，则
00H A mp K = ----------(5) 这时的偏频： 0
00021
H mg p p p n a ⋅−=π ----------(6) 式中 g 重力加速度
可见，增大折算高度0H ，亦即加大气室容积，可以降低偏频，
改善平顺性。

由于油气弹簧的压力比较高，通常为5—7a Mp ，有的高达20a Mp （a Mp cm kgf 1.0/12=），所以100≈−a
p p p 。

当载荷增加后，0H 变小，偏频增大。

这种振动频率随载荷增加而增大的特性，
恰与空气弹簧或一般线性弹簧相反。

为了得到较好的弹性特性，可采用带有反压气室的油气弹簧或采用两级气室的结构。

为了方便计算，也可改用相对气压1p 来表述：
a p p p −=1 ----------(7)
a p p p −=010 ----------(8)
代入式（5）、（6），得：
()0100H A p p m K a += ----------(9) 0
1010021
H mg p p p n a ⋅+=π ----------(10)
陈耀明
2006年3月。