Цилиндры поршневых двигателей часто классифицируются по типу одностороннего или двустороннего действия, в зависимости от того, как рабочая жидкость воздействует на поршень.
Одностороннего действия [ править ]
Одностороннего действия цилиндра в поршневом двигателе является цилиндром , в котором рабочая жидкость действует на одной стороне поршня только. Цилиндр одностороннего действия полагается на нагрузку, пружины, другие цилиндры или импульс маховика , чтобы толкать поршень в обратном направлении. Цилиндры одностороннего действия используются в большинстве поршневых двигателей. Они почти универсальны в двигателях внутреннего сгорания (например, бензиновых и дизельных двигателях ), а также используются во многих двигателях внешнего сгорания, таких как двигатели Стирлинга и некоторые паровые двигатели.. Они также встречаются в насосах и гидроцилиндрах .
Двойного действия [ править ]
.jpg/440px-Buffalo_horizontal_steam_engine_(New_Catechism_of_the_Steam_Engine,_1904).jpg)
Цилиндра двойного действия представляет собой цилиндр , в котором рабочая жидкость действует попеременно на обеих сторонах поршня. Чтобы соединить поршень в цилиндре двустороннего действия с внешним механизмом, таким как коленчатый вал , на одном конце цилиндра должно быть предусмотрено отверстие для поршневого штока, и это должно быть снабжено сальником или « сальником». «для предотвращения утечки рабочей жидкости. Цилиндры двустороннего действия распространены в паровых двигателях.но необычно 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 внешнее усилие не используется для втягивания поршня, или его можно использовать, когда требуется большая сила в обоих направлениях движения.
Паровые двигатели [ править ]
.jpg/440px-Westinghouse_high-speed_single-acting_compound_engine_(Rankin_Kennedy,_Electrical_Installations,_Vol_III,_1903).jpg)
.jpg){kind=link}
.jpg){kind=link}
В паровых двигателях обычно используются цилиндры двустороннего действия. Однако ранние паровые двигатели, такие как атмосферные двигатели и некоторые пучковые двигатели, были одностороннего действия. Они часто передавали свою силу через балку с помощью цепей и «арочной головки», 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. [1] В одноцилиндровом двигателе цилиндр двустороннего действия давал более плавную выходную мощность. Двигатель высокого давления [i], разработанный Ричардом Тревитиком , использовал поршни двустороннего действия и впоследствии стал моделью для большинства паровых двигателей.
Некоторые из более поздних паровых двигателей, высокоскоростных паровых двигателей , использовали поршни одностороннего действия новой конструкции. Крейцкопфа не стала частью поршня, [II] , и не было больше никакого поршневой шток. Это было 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 небольших моделях и игрушках часто используются цилиндры одностороннего действия по вышеуказанной причине, а также для снижения производственных затрат.
 | Викискладе есть медиафайлы по теме паровых двигателей одностороннего действия . |
Двигатели внутреннего сгорания [ править ]
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 [ править ]
Небольшие бензиновые двухтактные двигатели , например, для мотоциклов, используют компрессию картера, а не отдельный нагнетатель или продувочный нагнетатель . При этом обе стороны поршня используются в качестве рабочих поверхностей, при этом 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 [ править ]
Некоторые ранние газовые двигатели , такие как оригинальные двигатели Ленуара, появившиеся примерно в 1860 году, 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. [2] Во-вторых, необходимость в больших площадях клапана для обеспечения хорошего потока газа, в то же время требуя небольшого объема для камеры сгорания, чтобы обеспечить хорошее сжатие , монополизировала пространство, доступное в головке блока цилиндров . Цилиндр, производный от парового двигателя Ленуара, не подходил для бензинового двигателя, и поэтому новая конструкция, основанная наВместо них появились тарельчатые клапаны и ствол одностороннего действия .
Чрезвычайно большие газовые двигатели были также построены как двигатели для выдувания доменных печей , с одним или двумя чрезвычайно большими цилиндрами и работающими на сжигании топочного газа . В них, в частности, в 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 с тех пор, хотя Burmeister & Wain производила двухтактные дизели двойного действия (2-SCDA) для морских силовых установок до 1930 года. Первый, мощностью 7000 л.с., был установлен в Великобритании. MV Amerika (United Baltic Co.) в 1929 году. [3] [4] Два черно-белых двигателя SCDA, установленных на MV Stirling Castle в 1937 году, производили по 24 000 л.с. каждый.
USS Pompano [ править ]
В 1935 году американская подводная лодка USS Pompano была заказана как часть класса Perch [iii]. Было построено шесть лодок с тремя различными конструкциями дизельных двигателей от разных производителей. Pompano был оснащен 8-цилиндровыми двигателями двустороннего действия HOR ( Hooven-Owens-Rentschler ), которые были лицензионной версией вспомогательных двигателей MAN для крейсера Leipzig . [5] Из-за ограниченного пространства, доступного на подводных лодках, двигатели с оппозитными поршнями или, в данном случае, двигатели двустороннего действия были более компактными. Pompano 'Двигатели s были полностью неисправны и были разбиты во время испытаний еще до того, как покинули военно-морскую верфь Мэр-Айленд . Pompano простаивал восемь месяцев до 1938 года, пока не были заменены двигатели. [5] Даже тогда двигатели считались неудовлетворительными и были заменены двигателями Фэрбенкса-Морса в 1942 году. [5] Пока Pompano все еще строился, были заказаны подводные лодки класса Salmon . Три из них были построены компанией Electric Boat с 9-цилиндровым двигателем HOR. [6] Хотя не столь большой провал в качестве Помпанно "С двигателями эта версия по-прежнему вызывала затруднения, и лодки позже были переоборудованы с теми же двигателями General Motors 16-248 V16 одностороннего действия, что и их родственные лодки. [6] Другие подводные лодки классов Sargo и Seadragon , а также несколько первых подводных лодок класса Gato , также были построены с этими 9-цилиндровыми двигателями HOR, но позже были модернизированы. [7]
Гидравлические цилиндры [ править ]
См. Статью о главном гидроцилиндре .
Гидравлический цилиндр представляет собой механический привод , который питается от жидкости под давлением, как правило , масло. Он имеет множество применений, особенно в строительном оборудовании ( инженерные машины ), производственном оборудовании и гражданском строительстве.
Сноски [ править ]
- ^ Давление около 30 фунтов на квадратный дюйм (2 бара) было низким по сегодняшним стандартам и только «высоким» по сравнению с двигателями Watt.
- ^ Этот ствол поршня знаком сегодня по двигателям внутреннего сгорания.
- ^ Alden [5] дает их как морская свинка , акулы и окуня классов. В статье Википедии они рассматриваются как подтипы P-1, P-3 и P-5 одногокласса морских свиней.
Ссылки [ править ]
- ^ Хиллз, Ричард Л. (1989). Питание от Steam . Издательство Кембриджского университета . стр. 63, 66. ISBN 0-521-45834-X.
- ^ Хокинс, Неемия (1897). Новый катехизис парового двигателя . Нью-Йорк: Тео Одель. стр. 110 -113.
- ^ Смит, Эдгар С. (2013) [1938]. Краткая история военно-морской и морской техники . Издательство Кембриджского университета. С. 334–336. ISBN 9781107672932.
- ^ "Удивительный двигатель самолета удваивает мощность", Popular Mechanics, сентябрь 1932 г., в разрезе, рисунок авиационного двигателя двойного действия.
- ^ a b c d Олден, Джон Д., командующий (USN Ret) (1979). Подводная лодка флота в ВМС США: история проектирования и строительства . Лондон: Arms and Armor Press. С. 48, 50, 62–63, 210. ISBN 0-85368-203-8.
- ^ а б Олден (1979) , стр. 65, 210.
- ^ Олден (1979) , стр. 210.
