Цилиндры с одним и двойным действием

Атмосферный лучевой двигатель с одним из первых однократных цилиндров мощности

В области машиностроения цилиндры часто классифицируются по тому , поршневых двигателей являются ли они одно- или двойным действием, в зависимости от того, как работающая жидкость действует на поршне .

Одноразовый

Цилиндр для одного действия в регуляторном двигателе представляет собой цилиндр , в котором рабочая жидкость действует только на одной стороне поршня . Цилиндр для одного действия опирается на нагрузку, пружины, другие цилиндры или импульс маховика , чтобы отодвинуть поршень обратно в другом направлении. Однородные цилиндры встречаются в большинстве видов возврата двигателя. Они практически универсальны в двигателях внутреннего сгорания (например, бензиновые и дизельные двигатели ) и также используются во многих двигателях внешнего сгорания, таких как двигатели Stirling и некоторые паровые двигатели . Они также встречаются в насосах и гидравлических баранах .

Двойное действие

Цилиндр двойного действия -это цилиндр, в котором рабочая жидкость действует попеременно на обеих сторонах поршня. Чтобы подключить поршень в цилиндре с двойным действием к внешнему механизму, таким как вал кривошипа , отверстие должно быть предоставлено в одном конце цилиндра для поршневого стержня, и это оснащено железой или « начинкой "Чтобы предотвратить побег рабочей жидкости. Цилиндры двойного действия распространены в паровых двигателях , но необычные в других типах двигателей. Многие гидравлические и пневматические цилиндры используют их там, где это необходимо для создания силы в обоих направлениях. Гидравлический цилиндр с двойным действием имеет порт на каждом конце, поставляемый гидравлической жидкостью как для отвода, так и для расширения поршня. Используется цилиндр с двойным действием, где внешняя сила недоступна для устранения поршня или его можно использовать там, где требуется высокая сила в обоих направлениях движения.

Паровые двигатели

Паровые двигатели обычно используют цилиндры двойного действия. Тем не менее, ранние паровые двигатели, такие как атмосферные двигатели и некоторые лучевые двигатели , были одноактивными. Они часто передавали свою силу через луч посредством цепей и «головы арки», поскольку необходимо только напряжение в одном направлении.

Там, где они использовались для перекачки шахтных валов и должны были действовать только против нагрузки в одном направлении, конструкции однократного действия оставались в течение многих лет. Основной импульс к цилиндрам двойного действия появился, когда Джеймс Уотт пытался разработать вращающийся лучевой двигатель , который можно было бы использовать для привода машин через выходной вал. ^{[ 1 ]} По сравнению с одноцилиндровым двигателем, цилиндр двойного действия дал более плавную выходную мощность. Двигатель высокого давления, ^{[ я ]} Как разработал Ричард Тревилик , использовал поршни с двойным действием, а затем стал моделью для большинства паровых двигателей.

Некоторые из более поздних паровых двигателей, высокоскоростных паровых двигателей , использовали одноразовые поршни нового дизайна. Crosshead , стал частью поршня ^{[ II ]} И больше не было поршневого стержня. Это было по аналогичным причинам с двигателем внутреннего сгорания, так как избегание поршневого стержня и его уплотнений позволило более эффективной системе смазки картера .

Небольшие модели и игрушки часто используют одноактивные цилиндры по вышеуказанной причине, а также для снижения производственных затрат.

Двигатели внутреннего сгорания

В отличие от паровых двигателей, почти все двигатели внутреннего сгорания использовали цилиндры для одноактивных действий.

Их поршни, как правило, представляют собой багажники , где штифт ствола штифта сцепления находится внутри самого поршня. Это позволяет избежать перекрестной головки, поршневого стержня и его герметизирующей железы, но также делает поршень с одним действием почти необходимым. Это, в свою очередь, имеет то преимущество, что позволяет легкий доступ к нижней части поршня для смазочного масла, что также имеет важную функцию охлаждения. Это позволяет избежать перегрева поршня и колец.

Сжатие картера. Двухтактные двигатели

Маленькие бензиновые двухтактные двигатели , такие как для мотоциклов, используют сжатие картера, а не отдельный нагнетатель или воздуходувка . Это использует обе стороны поршня в качестве рабочих грани, нижняя сторона поршня выступает в качестве поршневого компрессора для сжатия заряда впускного отверстия, готового к следующему удару. Поршень по-прежнему рассматривается как одноактивный, так как только одно из этих лиц производит власть.

Двигатели внутреннего сгорания двойного действия

Некоторые ранние газовые двигатели , такие как оригинальные двигатели Lenoir , примерно с 1860 года, были двойным действием и следовали паровым двигателям в их дизайне.

Двигатели внутреннего сгорания вскоре переключились на цилиндры одноксированного действия. Это было по двум причинам: что касается высокоскоростного парового двигателя, высокая сила на каждом поршне и его соединительное шатун была настолько велика, что он поставил большие требования на подшипники. Поршень с одним действием, где направление сил последовательно сжималось вдоль шатуна, позволило для более жестких зазоров подшипника. ^{[ 2 ]} Во -вторых, необходимость в больших площадях клапанов обеспечить хороший поток газа, в то время как требуя небольшого объема для камеры сгорания, чтобы обеспечить хорошее сжатие , монополизировало пространство, доступное в головке цилиндра . Цилиндр парового двигателя Lenoir был неадекватным для бензинового двигателя новый дизайн, основанный на клапанах спетки и одностороннего багажника , и поэтому появился .

Чрезвычайно большие газовые двигатели были также построены в качестве дутивных двигателей для взрывных печей , с одним или двумя чрезвычайно большими цилиндрами и питанием от сжигания газа печи . Они, особенно те, которые построены Körting , использовали цилиндры двойного действия. Газовые двигатели требуют незначительного сжатия их заряда, по сравнению с двигателями бензина или сжатия , и поэтому конструкции цилиндра с двойным действием все еще были достаточными, несмотря на их узкие, запутанные проходы.

Цилиндры с двойным действием редко использовались для двигателей внутреннего сгорания, с тех пор, хотя Burmeister & Wain сделали дизели с двумя ходками (2-SCDA) для морского движения до 1930 года. Первый 7000 л.с. MV Amerika (United Baltic Co.) в 1929 году. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} Два двигателя B & W SCDA, установленные в замке М.В. Стирлинг в 1937 году, произвели 24 000 л.с. каждый.

USS Pompano

В 1935 году подводная подводная лодка USS Pompano была заказана в рамках окуня класса ^{[ iii ]} Было построено шесть лодок, с тремя различными конструкциями дизельных двигателей от разных производителей. Помпано был оснащен Hor ( Hooven-Owens-Rentschler 8-цилиндровыми двигателями двойного действия ), которые были построенной на лицензии версии вспомогательных двигателей MAN крейсера Лейпцига . ^{[ 5 ]} Из-за ограниченного пространства, доступного на подводных лодках, либо противопоставленной , или, в данном случае, двигатели двойного действия были предпочтительнее для более компактных. Двигатели Помпано военно были полным провалом и были разрушены во время испытаний, даже не покинув -морской двор острова Маре . Помпано был заложен на восемь месяцев до 1938 года, пока двигатели были заменены. ^{[ 5 ]} Даже тогда двигатели считались неудовлетворительными и были заменены двигателями Fairbanks-Morse в 1942 году. ^{[ 5 ]} В то время как Помпано все еще строился, подводные лодки были заказаны. Три из них были построены электрической лодкой , с 9-цилиндровым развитием двигателя Hor. ^{[ 6 ]} Несмотря на то, что эта версия не была такой большой неудачей, как Pompano двигатели , она все еще была неприятной, и лодки были позже вновь вновь сгорбились с теми же однородными двигателями General Motors 16-248 V16, что и их дочерние лодки. ^{[ 6 ]} Другие электрические лодочные подводные лодки классов SARGO и Seadragon , а также первые несколько классов Gato , также были построены с этими 9-цилиндрными двигателями HOR, но позже повторно сгорели. ^{[ 7 ]}

Гидравлические цилиндры

Гидравлический цилиндр двойного действия

является Гидравлический цилиндр механическим приводом , который питается жидкостью под давлением, обычно маслом. Он имеет много применений, особенно в строительном оборудовании ( инженерных транспортных средствах ), производственной технике и гражданском строительстве.

Сноски

^ Давление около 30 фунтов на квадратный дюйм (2 бар) было низким по сегодняшнему стандарту и только «высоким» по сравнению с двигателями Ватта.
^ Этот багажник сегодня знаком из двигателей внутреннего сгорания.
^ Олден ^{[ 5 ]} Дает их как трассы , акула и окунь . В статье Википедии рассматриваются им подтипы P-1, P-3 и P-5 одного свиньи класса ^{[ Круглая ссылка ]}

Ссылки

^ Хиллз, Ричард Л. (1989). Питание от пар . Издательство Кембриджского университета . с. 63, 66. ISBN 0-521-45834-X .
^ Хокинс, Неемия (1897). Новый катехизис парового двигателя . Нью -Йорк: Тео Ауль. С. 110 –113.
^ Смит, Эдгар С. (2013) [1938]. Короткая история военно -морской и морской инженерии . Издательство Кембриджского университета. С. 334–336. ISBN 9781107672932 .
^ «Удивительный мотор самолета удваивает мощность», Популярная механика, сентябрь 1932 года .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Олден, Джон Д. (1979). Подводная лодка флота в ВМС США: история дизайна и строительства . Лондон: Arms and Armour Press. С. 48, 50, 62–63, 210. ISBN 0-85368-203-8 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Олден (1979) , с. 65, 210.
^ Олден (1979) , с. 210.

[2] Давление около 30 фунтов на квадратный дюйм (2 бар) было низким по сегодняшнему стандарту и только «высоким» по сравнению с двигателями Ватта.

[3] Этот багажник сегодня знаком из двигателей внутреннего сгорания.

[8] Олден ^{[ 5 ]} Дает их как трассы , акула и окунь . В статье Википедии рассматриваются им подтипы P-1, P-3 и P-5 одного свиньи класса ^{[ Круглая ссылка ]}

[1] Хиллз, Ричард Л. (1989). Питание от пар . Издательство Кембриджского университета . с. 63, 66. ISBN 0-521-45834-X .

[Hawkins,_New_Catechism_of_the_Steam_Engine-4] Хокинс, Неемия (1897). Новый катехизис парового двигателя . Нью -Йорк: Тео Ауль. С. 110 –113.

[5] Смит, Эдгар С. (2013) [1938]. Короткая история военно -морской и морской инженерии . Издательство Кембриджского университета. С. 334–336. ISBN 9781107672932 .

[6] «Удивительный мотор самолета удваивает мощность», Популярная механика, сентябрь 1932 года .

[Alden,_Pompano-7] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Олден, Джон Д. (1979). Подводная лодка флота в ВМС США: история дизайна и строительства . Лондон: Arms and Armour Press. С. 48, 50, 62–63, 210. ISBN 0-85368-203-8 .

[FOOTNOTEAlden197965,_210-9] Jump up to: ^а ^{беременный} Олден (1979) , с. 65, 210.

[FOOTNOTEAlden1979210-10] Олден (1979) , с. 210.

[ 1 ]

[ я ]

[ II ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ iii ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]