Газовые пружины, также называемые газовыми демпферами, пружинами натяжения или пружинами давления газа, в зависимости от установки и контекста, представляют собой баллоны со сжатым воздухом или маслом, которые устанавливаются в движущихся конструкциях для гашения усилий и возврата кинематических связей и более сложных узлов в исходное положение. Газовые пружины работают через поршень на конце штока, который выступает из корпуса стального цилиндра; обычно сжатый газ (часто азот) внутри цилиндра оказывает усилие на этот поршень для повторного принятия и поддержания заданного положения. Азот здесь распространен, потому что он инертен и негорюч.

В таких конструкциях масло или консистентная смазка между поршнем и другими контактирующими деталями сводят к минимуму трение. На самом деле небольшое количество масла в этих газовых пружинах выполняет еще одну функцию — дополнительно увлажняет и мягко замедляет газовые пружины при полном растяжении или сжатии. Некоторые установки даже включают в себя тонкое отверстие в поршне для демпфирования, которое все равно происходит медленнее, чем в других конструкциях; такие пружины с замедленным демпфированием часто используются на защитных воротах и дверях.

Напротив, газовые пружины с увеличенным радиусом действия обычно используют телескопические механизмы, соединяющие несколько цилиндров на одном стержне; тогда меньший цилиндр выдвигается изнутри большего цилиндра. Рассмотрим одно особенно перспективное применение: пассивные компенсаторы качки — системы на судах или морских нефтяных вышках, которые уменьшают воздействие волн на инженерные сооружения — используют газовые пружины с ходом до многих метров.

К числу других применений газовых пружин относятся медицинские кровати и подъемники; промышленное оборудование, такое как станкостроительные прессы; внедорожное и автомобильное оборудование для люков, вытяжек и чехлов; офисное оборудование и мебель; а также общее применение стоек и опор. Быстродействующие газовые пружины находят применение в оружейном и аэрокосмическом дизайне. Конкретные варианты включают газовые пружины со стандартными цилиндрами или цилиндрами фиксированной высоты; конструкции только для шпинделя; а также тросовые, возвратные, регулируемые с автоматическим возвратом, неповоротные, ступенчатые и многорежимные цилиндры.

Независимо от повторения, усилие растяжения газовой пружины — величина, которая обычно колеблется от 1 до 5000 Н — зависит от поперечного сечения штока поршня, умноженного на давление наполнения. Производители обычно выражают усилие вытягивания двумя значениями — для выдвижения и втягивания штока — при нормальной температуре окружающей среды и при направленном вниз штоке поршня. (Обратите внимание, что типичные диапазоны — это только наиболее распространенные; в некоторых применениях газовых пружин в тяжелой промышленности используются газовые пружины, рассчитанные на несколько сотен тысяч Ньютонов.) Другие определения газовых пружин включают в себя две силы втягивания — при выдвижении и втягивании стержня — и общую силу трения. Эти значения зависят от объема газа в газовой пружине и демпфирующего масла. Различные отверстия форсунок и количество масла позволяют регулировать скорость выталкивания и вдавливания.

Если параметры конструкции неизвестны, ищите производителей, способных создать прототип — особенно для конструкций, требующих точного усилия, которое трудно оценить заранее, — например, для подъема рамы за заданное время. Здесь некоторые производители продают предварительно заполненные баллоны с выпускными клапанами. Затем монтажники могут откачать газ из баллонов после настройки системы, чтобы получить правильный профиль срабатывания с усилием и ускорением. Единственное предостережение здесь заключается в том, что при стравливании слишком большого количества газа в сборе потребуется новая пружина. Вот почему количество газовых пружин на уровне производителя оправдывает использование предварительно спроектированных баллонов с заданным давлением. Или газовые пружины могут обеспечивать полную конструктивную регулировку с помощью выпускных клапанов и механизмов повышения давления с подвижными концевыми упорами, тросов Боудена, ручек и многого другого. В некоторых газовых пружинах аварийного использования также используются газогенераторные картриджи, похожие на те, что используются в подушках безопасности.