सिंगल बनाम डबल एक्टिंग सिलेंडर मैकेनिकल इंजीनियरिंग में प्रमुख रुझान

मैकेनिकल इंजीनियरिंग में, सिलेंडर रिसाइकिल इंजनों के मुख्य घटक के रूप में कार्य करते हैं, उनके परिचालन सिद्धांत सीधे सिस्टम के पावर आउटपुट और दक्षता को प्रभावित करते हैं।कैसे काम कर रहे द्रव पिस्टन के साथ बातचीत के आधार परइन दो प्रकार के सिलेंडरों को समझने के लिए, उनके कामकाजी तंत्र, अनुप्रयोगों,विभिन्न प्रकार के इंजनों के बीच विकास मैकेनिकल इंजीनियरिंग पेशेवरों के लिए महत्वपूर्ण है.

एकल-अभिनय सिलेंडरों में अपेक्षाकृत सरल डिजाइन होता है जहां काम करने वाला द्रव पिस्टन के केवल एक तरफ बल लगाता है। इसका अर्थ है कि पिस्टन केवल एक दिशा में शक्ति उत्पन्न करता है,जबकि इसकी वापसी गति बाहरी बलों जैसे भार प्रतिरोध पर निर्भर करती हैइस डिजाइन के लाभों में संरचनात्मक सादगी, कम विनिर्माण लागत और आसान रखरखाव शामिल हैं।

सिंगल-एक्टिंग सिलेंडर का व्यापक रूप से विभिन्न रिसाइक्वाटिंग इंजनों में उपयोग किया जाता है। गैसोलीन और डीजल इंजन जैसे आंतरिक दहन इंजनों में, सिंगल-एक्टिंग सिलेंडर लगभग सार्वभौमिक रूप से अपनाए जाते हैं।वे बाहरी दहन इंजनों जैसे स्टर्लिंग इंजन और कुछ भाप इंजनों में भी दिखाई देते हैंइन सिलेंडरों का उपयोग इंजनों के अलावा पंपों और हाइड्रोलिक एक्ट्यूएटर में भी किया जाता है।

सिंगल-एक्टिंग सिलेंडर का संचालन सीधा है। जब काम करने वाला द्रव (संपीड़ित हवा या भाप) सिलेंडर में प्रवेश करता है, तो यह पिस्टन को एक दिशा में धक्का देता है ताकि बिजली उत्पन्न हो सके।जब तरल पदार्थ की आपूर्ति रुक जाती है या समाप्त हो जाती हैउदाहरण के लिए, एक बुनियादी वायवीय एकल-अभिनय सिलेंडर में, पिस्टन को आगे धकेलने के लिए एक छोर में संपीड़ित हवा प्रवेश करती है,जबकि एक आंतरिक वसंत इसे वापस करता है जब हवा का दबाव जारी किया जाता हैऐसे सिलेंडर ऐसे अनुप्रयोगों के लिए आदर्श हैं जिनमें तेजी से, अंतराल से चलने वाली गति की आवश्यकता होती है जैसे कि वायवीय पंच या क्लैंप।

• आंतरिक दहन इंजन:पेट्रोल और डीजल इंजनों में मानक विन्यास के रूप में एकल-अभिनय सिलेंडरों का उपयोग किया जाता है,जहां दहन दबाव पिस्टन को नीचे चलाता है जबकि क्रैंकशाफ्ट का रोटेशन और अन्य सिलेंडरों की गति वापसी को आसान बनाती है.
• स्टर्लिंग इंजन:इन बाह्य दहन इंजनों के कुछ संस्करण पिस्टन वापसी के लिए स्प्रिंग्स या काउंटरवेट के साथ एकल-अभिनय डिजाइनों का उपयोग करते हैं।
• पंप:सिंगल-एक्टिंग सिलेंडर तरल पदार्थ हस्तांतरण के लिए पंप पिस्टन को चलाते हैं, जिसका उदाहरण मैनुअल पानी पंप हैं।
• हाइड्रोलिक एक्ट्यूएटर:ये जैक जैसे अनुप्रयोगों के लिए शक्तिशाली एक दिशात्मक धक्का उत्पन्न करते हैं।

अपने एकल-अभिनय समकक्षों के विपरीत, दोहरे-अभिनय सिलेंडर कार्यशील द्रव को पिस्टन के दोनों पक्षों पर बारी-बारी से दबाव बनाने की अनुमति देते हैं,बेहतर नियंत्रण और दक्षता के लिए द्विदिश विद्युत उत्पादन को सक्षम करनाइस डिजाइन के लिए सिलेंडर के एक छोर पर एक रॉड पास की आवश्यकता होती है जिसमें द्रव लीक को रोकने के लिए भरने के बक्से जैसे सीलिंग तंत्र होते हैं।

जबकि भाप इंजनों में प्रचलित है, दोहरी क्रिया करने वाले सिलेंडर अन्य इंजन प्रकारों में कम आम हैं, लेकिन हाइड्रोलिक और वायवीय प्रणालियों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं जिन्हें द्विदिश बल उत्पादन की आवश्यकता होती है,जैसे कि खुदाई मशीनों और क्रेन में.

दोहरी क्रिया करने वाले सिलेंडर पिस्टन के विपरीत पक्षों पर स्थित दो बंदरगाहों के माध्यम से काम करते हैं। एक बंदरगाह में प्रवेश करने वाला द्रव पिस्टन को चलाता है जबकि विपरीत बंदरगाह से बाहर निकलता है,जब द्रव प्रवाह की दिशा बदल जाती है तो प्रक्रिया उलट जाती हैवायवीय संस्करणों में, दोनों छोरों में प्रवेश करने वाली संपीड़ित हवा पिस्टन गति की दिशा और गति को ठीक से नियंत्रित करती है।

• भाप इंजन:ये आमतौर पर बेहतर पावर आउटपुट और दक्षता के लिए डबल-एक्टिंग सिलेंडर का उपयोग करते हैं, जिसमें वैकल्पिक भाप प्रवेश क्रैंकशाफ्ट रोटेशन को चलाता है।
• हाइड्रोलिक एक्ट्यूएटर:जिन उपकरणों के लिए द्विदिश बल की आवश्यकता होती है, जैसे खुदाई करने वाले बाल्टी और क्रेन बूम।
• निविड़ अंधकार एक्ट्यूएटरःयांत्रिक हथियारों और वाल्वों को नियंत्रित करने के लिए स्वचालित प्रणालियों में प्रयोग किया जाता है।

वायुमंडलीय और बीम इंजन जैसे प्रारंभिक भाप इंजनों में मुख्य रूप से एकल-अभिनय सिलेंडरों का उपयोग किया गया था, जो खान पंपिंग जैसे एक दिशात्मक बल अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त थे।जेम्स वाट के घुमावदार बीम इंजन के विकास ने यांत्रिक ड्राइव में अधिक सुचारू शक्ति वितरण के लिए दोहरे अभिनय वाले सिलेंडरों के महत्व को उजागर कियारिचर्ड ट्रेविथिक के उच्च-दबाव वाले इंजनों ने बाद में स्टीम इंजन के मानक के रूप में दोहरे अभिनय वाले डिजाइन स्थापित किए,हालांकि कुछ उच्च गति वाले वेरिएंटों ने एकीकृत क्रॉसहेड्स के साथ एकल-अभिनय सिद्धांतों को फिर से पेश किया, पिस्टन रॉड को समाप्त कर दिया.

भाप इंजनों के विपरीत, लगभग सभी आंतरिक दहन इंजनों में एकल-अभिनय सिलेंडरों का उपयोग एकीकृत पिस्टन के साथ किया जाता है जिसमें कनेक्टिंग रॉड कलाई पिन होते हैं।यह क्रॉसहेड्स और पिस्टन रॉड को समाप्त करता है जबकि पिस्टन शीतलन के लिए महत्वपूर्ण प्रभावी क्रैंककेस स्नेहन की सुविधा देता है और स्थानीय अति ताप को रोकता है.

छोटे दो-स्ट्रोक गैसोलीन इंजनों में क्रैंककेस संपीड़न का उपयोग किया जाता है, जिसमें पिस्टन के निचले हिस्से को एक वायु कंप्रेसर के रूप में उपयोग किया जाता है जबकि बिजली उत्पादन के लिए एकल-अभिनय वर्गीकरण को बनाए रखा जाता है। 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.

उल्लेखनीय अपवादों में उच्च भट्ठी ब्लोअरों के लिए बेहद बड़े गैस इंजन और बर्माइस्टर एंड वेन के 1930 के दशक के समुद्री दो-स्ट्रोक डबल-एक्टिंग डीजल इंजन शामिल थे, जिनमें से कुछ इकाइयों ने 24,000 हॉर्स पावरहालांकि, दोहरी क्रियाशील आंतरिक दहन डिजाइन दुर्लभ रहे, जिसमें 1930 के दशक में अमेरिकी पनडुब्बियों में H.O.R. इंजनों जैसी उल्लेखनीय विफलताओं के साथ पारंपरिक एकल-अभिनय इकाइयों के साथ प्रतिस्थापन के लिए प्रेरित किया गया था।.

हाइड्रोलिक सिलेंडर