단동 및 복동 실린더

기계 공학에서 왕복 엔진의 실린더는 작동 유체가 피스톤에 작용하는 방식에 따라 단동인지 복동인지에 따라 종종 분류됩니다.

단동

왕복 엔진의 단동 실린더는 작동 오일이 피스톤의 한쪽에서만 작용하는 실린더입니다.단동 실린더는 하중, 스프링, 다른 실린더 또는 플라이휠의 운동량에 의존하여 피스톤을 다른 방향으로 밀어냅니다.단동 실린더는 대부분의 왕복 엔진에서 볼 수 있습니다.내연기관(예: 가솔린 및 디젤 엔진)에 거의 보편적이며 스털링 엔진 및 일부 증기 엔진과 같은 많은 외연기관에도 사용됩니다.그것들은 펌프와 유압 램에서도 발견된다.

복동

복동 실린더는 작동 오일이 피스톤의 양쪽에서 교대로 작용하는 실린더입니다.복동 실린더 내의 피스톤을 크랭크축과 같은 외부 메커니즘에 연결하려면 실린더의 한쪽 끝에 피스톤 로드를 위한 구멍이 있어야 하며, 작동 유체의 유출을 방지하기 위해 글랜드 또는 "스터핑 박스"가 장착되어 있어야 한다.복동 실린더는 증기 엔진에서 흔히 볼 수 있지만 다른 엔진 유형에서는 흔하지 않습니다.많은 유압 실린더와 공압 실린더는 양방향으로 힘을 발생시키는 데 필요한 곳에 이 실린더를 사용합니다.복동 유압 실린더의 각 단부에는 피스톤의 수축 및 연장을 위한 유압 오일이 공급되는 포트가 있습니다.복동 실린더는 피스톤을 수축시키는 데 외부 힘을 사용할 수 없는 경우 또는 이동 방향 모두에서 높은 힘이 필요한 경우 사용할 수 있습니다.

증기 기관

증기 엔진은 보통 복동 실린더를 사용한다.그러나 대기 엔진과 일부 빔 엔진과 같은 초기 증기 엔진은 단동식이었다.이것은 종종 쇠사슬과 "아치 헤드"를 통해 빔을 통해 힘을 전달하는데, 이는 한 방향으로만 장력이 필요했기 때문이다.

갱도를 펌핑하는 데 사용되며 한 방향의 부하에 대해서만 작용하면 되는 경우에는 단동 설계가 오랫동안 사용되었습니다.이중 작동 실린더를 향한 주요 추진력은 제임스 와트가 출력축을 ^[1]통해 기계를 구동하는 데 사용할 수 있는 회전 빔 엔진을 개발하려고 할 때 발생했습니다.단일 실린더 엔진에서는 이중 작동 실린더가 보다 부드러운 출력을 제공합니다.Richard Trevithick이 개발한 고압 ^[i]엔진은 복동 피스톤을 사용했으며 이후 대부분의 증기 엔진의 모델이 되었습니다.

최신 증기 엔진 중 일부인 고속 증기 엔진은 새로운 디자인의 단동 피스톤을 사용했습니다.크로스헤드는 ^[ii]피스톤의 일부가 되었고 피스톤 로드는 더 이상 존재하지 않았습니다.피스톤 로드와 씰을 피하면 크랭크케이스 윤활 시스템이 더 효과적이기 때문에 내연 엔진과 비슷한 이유에서였습니다.

소형 모델 및 완구는 위의 이유뿐만 아니라 제조 비용을 절감하기 위해 단동 실린더를 사용하는 경우가 많습니다.

내연기관

증기 엔진과 달리, 거의 모든 내연 기관은 단동 실린더를 사용합니다.

일반적으로 피스톤은 커넥팅 로드의 거전 핀 조인트가 피스톤 내부에 있는 트렁크 피스톤입니다.이렇게 하면 크로스헤드, 피스톤 로드 및 씰링 글랜드를 피할 수 있지만, 단동 피스톤이 거의 필수적입니다.이는 또한 중요한 냉각 기능을 가진 윤활유를 위해 피스톤 하단에 쉽게 접근할 수 있는 장점이 있습니다.이렇게 하면 피스톤과 링의 국소 과열을 방지할 수 있습니다.

크랭크케이스 압축 2행정 엔진

오토바이와 같은 소형 가솔린 2행정 엔진은 별도의 슈퍼차저 또는 청소 블로워 대신 크랭크케이스 압축을 사용합니다.그러면 피스톤의 양쪽이 작동면으로 사용되며 피스톤의 아래쪽이 피스톤 컴프레서로 작동하여 다음 스트로크를 위해 흡기 전하를 압축합니다.피스톤은 여전히 단동성으로 간주됩니다. 이러한 면 중 하나만 동력을 생성하기 때문입니다.

복동 내연기관

1860년경 레누아르의 원래 엔진과 같은 일부 초기 가스 엔진은 복동이었으며 증기 엔진을 따라 설계되었다.

내연기관은 곧 단동 실린더로 바뀌었다.이는 두 가지 이유에서였다: 고속 증기 엔진의 경우, 각 피스톤과 그 커넥팅 로드에 가해지는 높은 힘이 너무 커서 베어링에 큰 부담을 주었다.힘의 방향이 커넥팅 로드를 따라 일관되게 압축되는 단동 피스톤을 통해 베어링 ^[2]간극이 더욱 좁혀졌습니다.둘째, 양호한 가스 흐름을 제공하기 위해 연소실을 위한 작은 부피가 필요하지만 실린더 헤드에서 사용할 수 있는 공간을 독점해야 했습니다.Lenoir의 증기 엔진에서 파생된 실린더는 가솔린 엔진에 적합하지 않았기 때문에 대신 포핏 밸브와 단동 트렁크 피스톤을 기반으로 한 새로운 디자인이 등장했습니다.

초대형 가스 엔진도 고로용 송풍 엔진으로 제작되었으며, 1, 2개의 초대형 실린더가 있으며 고로 가스의 연소로 구동됩니다.이것들은, 특히 Körting에 의해 만들어진 것들은, 복동 실린더를 사용했다.가스 엔진은 가솔린 엔진이나 압축 점화 엔진에 비해 전하 압축이 거의 또는 전혀 필요하지 않았기 때문에 복동 실린더 설계는 좁고 복잡한 통로에도 불구하고 여전히 충분했습니다.

버마이스터 앤 웨인은 1930년 이전에 해양 추진용 2행정 사이클 2연동(2-SCDA) 디젤을 만들었지만 이후 내연기관에는 복동 실린더가 거의 사용되지 않았다.최초의 7,000hp는 ^[3][4]1929년 영국의 MV Amerika (United Baltic Co.)에 장착되었습니다.1937년 MV 스털링 캐슬에 장착된 2개의 B&W SCDA 엔진은 각각 24,000마력의 출력을 낸다.

USS 폼파노

1935년 미국 잠수함 USS 폼파노는 Perch^[iii] Class Six 보트의 일부로 건조되었고, 다른 제조사의 세 가지 디젤 엔진 디자인이 적용되었다.폼파노에는 ^[5]라이프치히 순양함의 MAN 보조 엔진을 면허생산한 8기통 복동 엔진이 장착됐다.잠수함 내에서 사용할 수 있는 공간이 제한적이었기 때문에, 대향 피스톤, 또는 이 경우, 복동 엔진은 더 소형으로 선호되었다.Pompano의 엔진은 완전히 고장 났고 시험 중에 망가졌고 Mare Island Navy Yard를 떠나기도 했다.Pompano는 ^[5]엔진을 교체하는 동안 1938년까지 8개월 동안 누워있었다.그때도 엔진은 불만족스러운 것으로 간주되어 1942년 ^[5]페어뱅크스-모르스 엔진으로 대체되었다.폼파노가 건조되는 동안 새먼급 잠수함이 발주되었다.이 중 3개는 전기 보트에 의해 만들어졌고, 9기통 H.O.R.^[6] 엔진을 개발했습니다.비록 Pompano의 엔진만큼 큰 실패는 아니었지만, 이 버전은 여전히 문제가 있었고, 이후 보트는 자매 보트와 ^[6]같은 단동 제너럴 모터스 16-248 V16 엔진을 다시 장착했다.다른 전기보트 건조 잠수함인 Sargo와 Seadragon급과 Gato급도 이 9기통 H.O.R. 엔진으로 제작되었다가 나중에 ^[7]재가동되었다.

유압 실린더

유압 실린더는 가압된 액체(일반적으로 오일)로 구동되는 기계식 액추에이터입니다.특히 건설 장비(엔지니어링 차량), 제조 기계 및 토목 공학에 많은 응용 분야를 가지고 있습니다.

각주

레퍼런스