单作用和双作用气缸

在机械工程中，往复式发动机的气缸通常根据它们是单作用还是双作用来分类，这取决于工作流体如何作用于活塞上。

往复式发动机中的单作用气缸是工作流体仅作用于活塞一侧的气缸。单作用气缸依靠负载、弹簧、其他气缸或飞轮的动量将活塞推回另一个方向。在大多数类型的往复式发动机中都可以找到单作用气缸。它们在内燃机（例如汽油和柴油发动机）中几乎是通用的，并且也用于许多外燃发动机，例如斯特林发动机和一些蒸汽机。它们也存在于泵和液压油缸中。

双作用气缸是工作流体交替作用于活塞两侧的气缸。为了将双作用气缸中的活塞连接到外部机构，例如曲轴，必须在气缸的一端为活塞杆提供一个孔，并配备一个压盖或填料函防止工作流体泄漏。双作用气缸在蒸汽发动机中很常见，但在其他发动机类型中不常见。许多液压缸和气压缸在需要产生双向力的地方使用它们。双作用液压缸的每一端都有一个端口，为活塞的缩回和伸出提供液压油。

蒸汽机通常使用双作用气缸。然而，早期的蒸汽机，如大气发动机和一些光束发动机，是单动式的。这些通常通过链条和拱头通过梁传递力，因为只需要一个方向的张力。在这些用于泵送矿井并且只需要抵抗一个方向的负载的情况下，单作用设计仍然使用了很多年。当詹姆斯瓦特试图开发一种可用于通过输出轴驱动机械的旋转梁发动机时，双作用气缸的主要推动力出现了。对于单缸发动机，双作用气缸提供更平稳的动力输出。由RichardTrevithick开发的高压发动机使用双作用活塞，后来成为大多数蒸汽机的模型。后来的一些蒸汽机，即高速蒸汽机，使用了一种新设计的单作用活塞。十字头成为活塞的一部分，不再有任何活塞杆。这与内燃机的原因相似，因为避免使用活塞杆及其密封件可以实现更有效的曲轴箱润滑系统。由于上述原因，小型模型和玩具通常使用单作用气缸，同时也是为了降低制造成本。

与蒸汽机相比，几乎所有内燃机都使用单作用气缸。他们的活塞通常是筒形活塞，其中连杆的活塞销接头位于活塞本身内。这避免了十字头、活塞杆及其密封压盖，但它也使得单作用活塞几乎必不可少。反过来，这具有允许容易进入活塞底部以获取润滑油的优点，这也具有重要的冷却功能。这避免了活塞和环的局部过热。

小型汽油二冲程发动机，例如摩托车，使用曲轴箱压缩而不是单独的增压器或扫气机。这使用活塞的两侧作为工作面，活塞的下侧作为活塞压缩机来压缩入口充气，为下一个冲程做好准备。活塞仍然被认为是单作用的，因为这些面中只有一个产生动力。

一些早期的燃气发动机，例如1860年左右的Lenoir的原始发动机，是双作用的，并且在设计上遵循蒸汽机。内燃机很快改用单作用气缸。这有两个原因：对于高速蒸汽机，每个活塞及其连杆所受的力非常大，对轴承提出了很高的要求。单作用活塞，其中力的方向始终沿连杆压缩，允许更紧密的轴承间隙。其次，需要较大的气门面积以提供良好的气流，同时需要较小的燃烧室体积以提供良好的压缩，从而垄断了气缸盖中的可用空间。Lenoir源自蒸汽发动机的气缸不适用于汽油发动机，因此出现了一种基于提升阀和单作用柱塞活塞的新设计。还制造了超大型燃气发动机作为高炉的吹气发动机，具有一两个超大气缸，由燃烧炉气提供动力。这些，尤其是科尔庭制造的那些，使用了双作用气缸。与汽油或压燃式发动机相比，燃气发动机需要很少或不需要压缩充气，因此双作用气缸设计仍然足够，尽管它们的通道狭窄而曲折。此后，双作用气缸很少用于内燃机，尽管Burmeister&Wain在1930年之前制造了用于船舶推进的二冲程循环双作用(2-SCDA)柴油机。xxx台7,000马力的柴油机安装在英国MVAmerika（联合波罗的海公司）于1929年。1937年安装在MV斯特灵城堡上的两台B&WSCDA发动机每台可产生24,000马力。

液压缸是一种由加压液体（通常是油）驱动的机械致动器。它有许多应用，特别是在建筑设备（工程车辆）、制造机械和土木工程中。

• 按照今天的标准，大约30psi(2bar)的压力很低，与瓦特发动机相比仅高。
• 这种筒形活塞在今天的内燃机中很常见。
• 奥尔登将这些列为海豚、鲨鱼和鲈鱼类。维基百科的文章认为它们是单个海豚类的P-1、P-3和P-5子类型