Cylindres à action simple vs à double action

En génie mécanique, les cylindres constituent le noyau des moteurs à rotor, leurs principes de fonctionnement influençant directement la puissance et l'efficacité du système.Basé sur la façon dont le fluide de travail interagit avec le pistonLes cylindres sont généralement classés en cylindres à action simple ou à double action.L'évolution de l'économie et de l'économie de l'économie.

Les cylindres à action simple présentent une conception relativement simple où le fluide de travail exerce une force sur un seul côté du piston.tandis que son mouvement de retour dépend de forces externes telles que la résistance à la chargeLes avantages de cette conception comprennent la simplicité structurelle, des coûts de fabrication plus faibles et une maintenance plus facile.

Dans les moteurs à combustion interne comme les moteurs à essence et diesel, les cylindres à action simple sont presque universellement adoptés.Ils apparaissent également dans les moteurs à combustion externe tels que les moteurs Stirling et certaines machines à vapeur.Outre les moteurs, ces cylindres sont couramment utilisés dans les pompes et les actionneurs hydrauliques.

Le fonctionnement des cylindres à action simple est simple: lorsque le fluide de travail (air comprimé ou vapeur) pénètre dans le cylindre, il pousse le piston dans une direction pour générer de l'énergie.Lorsque l'approvisionnement en liquide s'arrête ou s'épuisePar exemple, dans un cylindre pneumatique à action simple de base, de l'air comprimé est introduit à une extrémité pour pousser le piston vers l'avant,tandis qu'un ressort interne le renvoie lorsque la pression de l'air est libéréeCes cylindres sont idéaux pour les applications nécessitant un mouvement rapide et intermittent comme les poinçons ou les pinces pneumatiques.

• Moteurs à combustion interne:Les moteurs à essence et diesel utilisent des cylindres à action simple comme configuration standard,où la pression de combustion entraîne les pistons vers le bas tandis que la rotation de l'arbre à manivelle et le mouvement des autres cylindres facilitent le retour.
• Moteurs à Stirling:Certaines versions de ces moteurs à combustion externe utilisent des conceptions à action simple avec des ressorts ou des contrepoids pour le retour du piston.
• Pompes:Les cylindres à action simple entraînent les pistons de la pompe pour le transfert de fluide, par exemple les pompes à eau manuelles.
• Pour les appareils de traitement de l'air:Ils génèrent une puissante poussée unidirectionnelle pour des applications comme les prises.

Contrairement à leurs homologues à action simple, les cylindres à double action permettent au fluide de travail de pressuriser alternativement les deux côtés du piston,permettant une production d'énergie bidirectionnelle pour un contrôle et une efficacité supérieursCette conception nécessite un passage de tige à une extrémité du cylindre avec des mécanismes d'étanchéité tels que des boîtes de remplissage pour empêcher les fuites de liquide.

Bien qu'étant répandu dans les moteurs à vapeur, les cylindres à double action sont moins courants dans d'autres types de moteurs, mais largement utilisés dans les systèmes hydrauliques et pneumatiques nécessitant une génération de force bidirectionnelle,comme dans les pelles et les grues.

Les cylindres à double action fonctionnent à travers deux ports situés sur les côtés opposés du piston.avec l'inversion du processus lorsque la direction du débit fluide changeDans les versions pneumatiques, l'air comprimé entrant dans l'une ou l'autre extrémité contrôle avec précision la direction et la vitesse du mouvement du piston.

• Moteurs à vapeur:Ceux-ci utilisent généralement des cylindres à double action pour améliorer la puissance de sortie et l'efficacité, avec l'admission de vapeur en alternance entraînant la rotation du vilebrequin.
• Pour les appareils de traitement de l'air:Essentiel pour les équipements nécessitant une force bidirectionnelle tels que les seaux d'excavatrice et les bâtons de grue.
• Pour les appareils de traitement de l'air:Utilisés dans les systèmes automatisés de commande des bras mécaniques et des vannes.

Les premières machines à vapeur comme les moteurs atmosphériques et à faisceau utilisaient principalement des cylindres à action simple, adaptés aux applications de force unidirectionnelle telles que le pompage des mines.Le développement du moteur à faisceau tournant de James Watt a mis en évidence l'importance des cylindres à double action pour une alimentation plus fluide dans les entraînements mécaniquesLes moteurs à haute pression de Richard Trevithick établirent plus tard des conceptions à double action comme la norme des moteurs à vapeur.Bien que certaines variantes à grande vitesse aient réintroduit des principes à action simple avec des têtes transversales intégrées éliminant les tiges de piston, un concept ressemblant à des conceptions de moteurs à combustion interne.

Contrairement aux moteurs à vapeur, presque tous les moteurs à combustion interne utilisent des cylindres à action simple avec des pistons intégrés contenant des broches de poignet de la tige de connexion.Cela élimine les têtes croisées et les tiges de piston tout en facilitant une lubrification efficace du carter, ce qui est essentiel pour le refroidissement du piston et empêche une surchauffe localisée..

Les petits moteurs à essence à deux temps utilisent la compression du carter, en utilisant la face inférieure du piston comme compresseur d'air tout en maintenant la classification à action simple pour la production d'énergie. Early gas engines like Étienne Lenoir's 1860 design initially mimicked steam engine double-acting configurations but rapidly transitioned to single-acting designs due to bearing load considerations and combustion chamber requirements.

Parmi les exceptions notables, on peut citer les moteurs à gaz extrêmement volumineux destinés aux souffleurs de hauts fourneaux et les moteurs diesel à double action à deux temps des années 1930 de Burmeister & Wain, dont certaines unités produisaient 24,000 chevauxCependant, les conceptions à double action de combustion interne sont restées rares, avec des défaillances notables comme les moteurs H.O.R dans les sous-marins américains des années 1930 qui ont incité à leur remplacement par des unités à action simple conventionnelles..

Les cylindres hydrauliques ‧les actionneurs mécaniques alimentés par huile sous pression ‧servent à diverses applications, notamment dans les équipements de construction, les machines de fabrication et les projets de génie civil.la mise en œuvre des principes d'action unique et double fondés sur les exigences opérationnelles;.

Les cylindres à action simple et à double action représentent deux solutions mécaniques fondamentales, chacune offrant des avantages distincts pour des applications spécifiques.Alors que les modèles à action unique excellent dans les applications unidirectionnelles rentables, les variantes à double action permettent un contrôle et une efficacité supérieurs pour les opérations bidirectionnelles.fournir des solutions d'énergie de plus en plus efficaces et fiables dans tous les secteurs.