Цилиндры одностороннего и двустороннего действия

редактировать
Двигатель с атмосферным пучком с одним из первых силовых цилиндров одностороннего действия

Поршневой двигатель цилиндры часто классифицируются по типу одностороннего или двустороннего действия, в зависимости от того, как рабочая жидкость воздействует на поршень.

Содержание

  • 1 Одностороннего действия
  • 2 Двустороннего действия
  • 3 Паровые двигатели
  • 4 Двигатели внутреннего сгорания
    • 4.1 Двухтактные двигатели с компрессией картера
    • 4.2 Внутреннее сгорание двойного действия двигатели
      • 4.2.1 USS Pompano
  • 5 Гидравлические цилиндры
  • 6 Сноски
  • 7 Ссылки

одностороннего действия

A цилиндр одностороннего действия в поршневом двигателе представляет собой цилиндр , в котором рабочая жидкость действует только на одну сторону поршня . Цилиндр одностороннего действия полагается на нагрузку, пружины, другие цилиндры или импульс маховика, чтобы толкать поршень обратно в другом направлении. Цилиндры одностороннего действия используются в большинстве поршневых двигателей. Они почти универсальны в двигателях внутреннего сгорания (например, бензин и дизельные двигатели ), а также используются во многих двигателях внешнего сгорания, таких как Двигатели Стирлинга и некоторые паровые двигатели. Они также используются в насосах и гидроцилиндрах.

двойного действия

Типичный горизонтальный паровой двигатель с цилиндром двойного действия

A цилиндр двойного действия представляет собой цилиндр, в котором рабочая жидкость действует попеременно. с обеих сторон поршня. Для соединения поршня цилиндра двустороннего действия с внешним механизмом, таким как коленчатый вал, на одном конце цилиндра должно быть предусмотрено отверстие для штока поршня, и оно снабжено сальник или «сальник » для предотвращения утечки рабочей жидкости. Цилиндры двойного действия распространены в паровых двигателях, но необычны для других типов двигателей. Многие гидравлические и пневматические цилиндры используют их там, где необходимо создать усилие в обоих направлениях. Гидравлический цилиндр двойного действия имеет отверстия на каждом конце, через которые подается гидравлическая жидкость как для втягивания, так и для выдвижения поршня. Цилиндр двустороннего действия используется там, где внешняя сила недоступна для втягивания поршня, или его можно использовать, когда требуется большая сила в обоих направлениях движения.

Паровые двигатели

Westinghouse одностороннего действия высокоскоростной паровой двигатель Паровой двигатель с колеблющимся цилиндром одностороннего действия

Паровые двигатели обычно используют цилиндры двустороннего действия. Однако первые паровые двигатели, такие как атмосферные двигатели и некоторые лучевые двигатели, были одностороннего действия. Они часто передавали свою силу через цепи и "дугообразную головку", так как требовалось только натяжение в одном направлении.

Там, где они использовались для перекачки шахтных стволов и должны были действовать против нагрузки только в одном направлении, конструкции одностороннего действия использовались в течение многих лет. Главный толчок к созданию цилиндров двойного действия пришел, когда Джеймс Ватт пытался разработать двигатель с вращающейся балкой, который можно было бы использовать для привода механизмов через выходной вал. У одноцилиндрового двигателя цилиндр двустороннего действия давал более плавную выходную мощность. В двигателе высокого давления, разработанном Ричардом Тревитиком, использовались поршни двустороннего действия, и впоследствии он стал образцом для большинства паровых двигателей.

В некоторых более поздних паровых машинах, высокоскоростных паровых машинах, использовались поршни одностороннего действия новой конструкции. Крейцкопф стал частью поршня, и штока поршня больше не было. Это произошло по тем же причинам, что и для двигателя внутреннего сгорания, поскольку отказ от поршневого штока и его уплотнений позволил создать более эффективную систему смазки картера.

В маленьких моделях и игрушках часто используются цилиндры одностороннего действия по вышеуказанной причине, а также для снижения производственных затрат.

Викискладе есть материалы, связанные с паровыми двигателями одностороннего действия.

двигателями внутреннего сгорания

поршнями одностороннего действия типичного современного дизельного двигателя автомобиля

В отличие от паровых двигателей, почти все двигатели внутреннего сгорания использовали цилиндры одностороннего действия.

Их поршни обычно представляют собой стволовые поршни, где соединение поршневого пальца шатуна находится внутри самого поршня. Это позволяет избежать крейцкопфа, поршневого штока и его уплотнительного сальника, но также делает поршень одностороннего действия практически необходимым. Это, в свою очередь, имеет то преимущество, что обеспечивает легкий доступ к нижней части поршня для смазочного масла, которое также выполняет важную функцию охлаждения. Это позволяет избежать местного перегрева поршня и колец.

Двухтактные двигатели с компрессией картера

Малые бензиновые двухтактные двигатели, например, для мотоциклов, используют компрессию картера вместо отдельного нагнетателя или продувочный вентилятор. При этом обе стороны поршня используются в качестве рабочих поверхностей, причем нижняя сторона поршня действует как поршневой компрессор для сжатия входящего заряда, готового к следующему ходу. Поршень по-прежнему считается односторонним, поскольку только одна из этих поверхностей производит мощность.

Двигатели внутреннего сгорания двойного действия

Körting газовый двигатель двойного действия

Некоторые ранние газовые двигатели, такие как оригинальные двигатели Ленуара, от около 1860 г. были двойного действия и следовали по конструкции паровым двигателям.

Двигатели внутреннего сгорания вскоре перешли на цилиндры одностороннего действия. Это было по двум причинам: что касается высокоскоростного парового двигателя, высокое усилие на каждый поршень и его шатун было настолько велико, что предъявляло большие требования к подшипникам. Поршень одностороннего действия, в котором направление сил было постоянно сжимающим вдоль шатуна, позволяло уменьшить зазоры в подшипниках. Во-вторых, необходимость в больших площадях клапана для обеспечения хорошего потока газа, при этом требуя небольшого объема для камеры сгорания, чтобы обеспечить хорошее сжатие, монополизировала пространство, доступное в головке цилиндра. Цилиндр, производный от парового двигателя Ленуара, не подходил для бензинового двигателя, поэтому вместо него появилась новая конструкция, основанная на тарельчатых клапанах и одностороннем ствольном поршне.

Газовый двигатель Körting, раздел

Очень большие газовые двигатели были также построены как выдувные двигатели для доменных печей, с одним или двумя очень большими цилиндрами и приводимые в действие сжигание топочного газа. В них, особенно в тех, которые построены Körting, использовались цилиндры двустороннего действия. Газовые двигатели не требуют или почти не требуют сжатия своего заряда, по сравнению с бензиновыми двигателями или двигателями с воспламенением от сжатия, и поэтому конструкции цилиндров двустороннего действия все еще были адекватными, несмотря на их узкие извилистые каналы.

Цилиндры двойного действия нечасто использовались для двигателей внутреннего сгорания, хотя Burmeister Wain производили двухтактные дизели двойного действия (2-SCDA) для судовых двигателей до 1930 года. Первый, мощностью 7000 л.с., был установлен на британской MV Amerika (United Baltic Co.) в 1929 году. Два двигателя BW SCDA, установленные на MV Stirling Castle в 1937 году, производили 24000 л.с. друг.

USS Pompano

В 1935 году американская подводная лодка USS Pompano была заказана как часть Perch class. Было построено шесть лодок с тремя различными дизельными двигателями. конструкции двигателей от разных производителей. Помпано был оснащен H.O.R. (Hooven-Owens-Rentschler ) 8-цилиндровые двигатели двустороннего действия, которые были лицензированной версией MAN вспомогательных двигателей крейсера Лейпциг. Из-за ограниченного пространства на подводных лодках предпочтение отдавалось либо оппозитным поршням, либо, в данном случае, двигателям двустороннего действия как более компактным. Двигатели Помпано вышли из строя и были разбиты во время испытаний еще до того, как покинули военно-морскую верфь Мэр-Айленд. Pompano простоял восемь месяцев до 1938 года, пока не были заменены двигатели. Даже тогда двигатели были признаны неудовлетворительными и в 1942 году были заменены на двигатели Fairbanks-Morse. Пока Pompano все еще строился, были заказаны подводные лодки класса Salmon. Три из них были построены Electric Boat на базе 9-цилиндрового двигателя H.O.R. двигатель. Хотя эта версия и не была такой большой неудачей, как двигатели Помпано, эта версия все еще вызывала проблемы, и лодки были позже переоборудованы с теми же двигателями одностороннего действия General Motors 16-248 V16, что и их сестры. С этими 9-цилиндровыми H.O.R. были построены и другие подводные лодки классов Sargo и Seadragon.

Гидравлические цилиндры

Гидравлический цилиндр двустороннего действия

См. основной Гидравлический цилиндр.

A гидроцилиндр - это механический привод, который приводится в действие жидкостью под давлением, обычно маслом. Он имеет множество применений, в частности, в строительном оборудовании (инженерные машины ), производственном оборудовании и в гражданском строительстве.

Сноски

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-08 02:37:41
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте