Single- and double-acting cylinders
યાંત્રિક ઇજનેરીમાં, પારસ્પરિક એન્જિનના સિલિન્ડરોને ઘણીવાર પિસ્ટન પર કાર્યરત પ્રવાહી કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેના આધારે તે સિંગલ-અથવા ડબલ-એક્ટિંગ છે કે કેમ તેના આધારે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. પારસ્પરિક એન્જિનમાં સિંગલ-એક્ટિંગ સિલિન્ડર એ એક સિલિન્ડર છે જેમાં કાર્યરત પ્રવાહી માત્ર પિસ્ટનની એક બાજુએ કાર્ય કરે છે. સિંગલ-એક્ટિંગ સિલિન્ડર પિસ્ટનને બીજી દિશામાં પાછું ધકેલવા માટે લોડ, સ્પ્રિંગ્સ, અન્ય સિલિન્ડર અથવા ફ્લાયવ્હીલના વેગ પર આધાર રાખે છે. સિંગલ-એક્ટિંગ સિલિન્ડર મોટાભાગના પ્રકારના પારસ્પરિક એન્જિનમાં જોવા મળે છે. તેઓ આંતરિક કમ્બશન એન્જિનમાં લગભગ સાર્વત્રિક છે (દા. ત. પેટ્રોલ અને ડીઝલ એન્જિન) અને સ્ટર્લિંગ એન્જિન અને કેટલાક વરાળ એન્જિન જેવા ઘણા બાહ્ય દહન એન્જિનમાં પણ તેનો ઉપયોગ થાય છે. તેઓ પંપ અને હાઇડ્રોલિક ઘેટાંમાં પણ જોવા મળે છે. ડબલ-એક્ટિંગ સિલિન્ડર એ એક સિલિન્ડર છે જેમાં કાર્યરત પ્રવાહી પિસ્ટનની બંને બાજુએ વારાફરતી કાર્ય કરે છે. ડબલ-એક્ટિંગ સિલિન્ડરમાં પિસ્ટનને બાહ્ય મિકેનિઝમ સાથે જોડવા માટે, જેમ કે ક્રેન્ક શાફ્ટ, પિસ્ટન લાકડી માટે સિલિન્ડરના એક છેડે એક છિદ્ર પૂરું પાડવું આવશ્યક છે, અને તેમાં ગ્રંથિ અથવા "સ્ટફિંગ બોક્સ" ફીટ કરવામાં આવે છે જેથી કાર્યરત પ્રવાહી છટકી ન શકે. ડબલ-એક્ટિંગ સિલિન્ડર વરાળ એન્જિનમાં સામાન્ય છે પરંતુ અન્ય એન્જિનના પ્રકારોમાં અસામાન્ય છે. ઘણા હાઇડ્રોલિક અને વાયુયુક્ત સિલિન્ડરો તેનો ઉપયોગ કરે છે જ્યાં તે બંને દિશામાં બળ ઉત્પન્ન કરવા માટે જરૂરી હોય છે. ડબલ-એક્ટિંગ હાઇડ્રોલિક સિલિન્ડરમાં દરેક છેડે એક બંદર હોય છે, જે પિસ્ટનના રીટ્રેક્શન અને એક્સ્ટેંશન બંને માટે હાઇડ્રોલિક પ્રવાહી સાથે પૂરું પાડવામાં આવે છે. ડબલ-એક્ટિંગ સિલિન્ડરનો ઉપયોગ થાય છે જ્યાં પિસ્ટનને પાછું ખેંચવા માટે બાહ્ય બળ ઉપલબ્ધ ન હોય અથવા તેનો ઉપયોગ મુસાફરીની બંને દિશામાં ઉચ્ચ બળની જરૂર હોય ત્યાં થઈ શકે છે. વરાળ એન્જિન વરાળ એન્જિન સામાન્ય રીતે ડબલ-એક્ટિંગ સિલિન્ડરનો ઉપયોગ કરે છે. જો કે, પ્રારંભિક વરાળ એન્જિન, જેમ કે વાતાવરણીય એન્જિન અને કેટલાક બીમ એન્જિન, સિંગલ-એક્ટિંગ હતા. આ ઘણીવાર સાંકળો અને "કમાનવાળા માથા" દ્વારા બીમ દ્વારા તેમના બળને પ્રસારિત કરે છે, કારણ કે માત્ર એક જ દિશામાં તણાવની જરૂર હતી. જ્યાં આનો ઉપયોગ ખાણના શાફ્ટને પંપીંગ કરવા માટે થતો હતો અને માત્ર એક જ દિશામાં લોડ સામે કાર્યવાહી કરવી પડતી હતી, ત્યાં ઘણા વર્ષો સુધી સિંગલ-એક્ટિંગ ડિઝાઇનનો ઉપયોગ થતો રહ્યો હતો. ડબલ-એક્ટિંગ સિલિન્ડર તરફ મુખ્ય પ્રોત્સાહન ત્યારે મળ્યું જ્યારે જેમ્સ વોટ્ટ રોટેટિવ બીમ એન્જિન વિકસાવવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા હતા, જેનો ઉપયોગ આઉટપુટ શાફ્ટ દ્વારા મશીનરી ચલાવવા માટે થઈ શકે છે. સિંગલ-સિલિન્ડર એન્જિન સાથે, ડબલ-એક્ટિંગ સિલિન્ડર એક સરળ પાવર આઉટપુટ આપે છે. રિચાર્ડ ટ્રેવિથિક દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલા ઉચ્ચ દબાણવાળા એન્જિનમાં ડબલ-એક્ટિંગ પિસ્ટનનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો અને તે પછી મોટાભાગના વરાળ એન્જિન માટે આદર્શ બની ગયું હતું. પછીના કેટલાક વરાળ એન્જિન, હાઈ-સ્પીડ વરાળ એન્જિન, નવી ડિઝાઇનના સિંગલ-એક્ટિંગ પિસ્ટનનો ઉપયોગ કરતા હતા. ક્રોસહેડ પિસ્ટનનો ભાગ બની ગયો હતો અને ત્યાં હવે કોઈ પિસ્ટન લાકડી નહોતી. આ આંતરિક કમ્બશન એન્જિનના સમાન કારણોસર હતું, કારણ કે પિસ્ટન લાકડી અને તેની સીલથી દૂર રહેવાથી વધુ અસરકારક ક્રેન્કકેસ લ્યુબ્રિકેશન સિસ્ટમ શક્ય બની હતી. નાના મોડેલો અને રમકડાં ઘણીવાર ઉપરોક્ત કારણોસર સિંગલ-એક્ટિંગ સિલિન્ડરનો ઉપયોગ કરે છે પણ ઉત્પાદન ખર્ચ ઘટાડવા માટે પણ. આંતરિક કમ્બશન એન્જિન વરાળ એન્જિનથી વિપરીત, લગભગ તમામ આંતરિક કમ્બશન એન્જિનમાં સિંગલ-એક્ટિંગ સિલિન્ડરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. તેમના પિસ્ટન સામાન્ય રીતે ટ્રંક પિસ્ટન હોય છે, જ્યાં જોડતી સળિયાનો ગુજન પિન સંયુક્ત પિસ્ટનની અંદર જ હોય છે. આ ક્રોસહેડ, પિસ્ટન લાકડી અને તેની સીલિંગ ગ્રંથિને ટાળે છે, પરંતુ તે સિંગલ-એક્ટિંગ પિસ્ટનને પણ લગભગ આવશ્યક બનાવે છે. આ, બદલામાં, ઊંજણ તેલ માટે પિસ્ટનના તળિયે સરળતાથી પહોંચવાની મંજૂરી આપવાનો ફાયદો ધરાવે છે, જે એક મહત્વપૂર્ણ ઠંડક કાર્ય પણ ધરાવે છે. આ પિસ્ટન અને રિંગ્સના સ્થાનિક ઓવરહિટિંગને ટાળે છે. ક્રેન્કકેસ સંકોચન બે-સ્ટ્રોક એન્જિન નાના પેટ્રોલ બે-સ્ટ્રોક એન્જિન, જેમ કે મોટરસાયકલો માટે, અલગ સુપરચાર્જર અથવા સ્કેવેન્જ બ્લોઅરને બદલે ક્રેન્કકેસ સંકોચનનો ઉપયોગ કરે છે. આ પિસ્ટનની બંને બાજુઓને કાર્યરત બાજુઓ તરીકે ઉપયોગ કરે છે, પિસ્ટનની નીચેની બાજુ આગામી સ્ટ્રોક માટે તૈયાર ઇનલેટ ચાર્જને સંકુચિત કરવા માટે પિસ્ટન કોમ્પ્રેસર તરીકે કામ કરે છે. પિસ્ટનને હજુ પણ એકલ-અભિનય તરીકે ગણવામાં આવે છે, કારણ કે આમાંથી માત્ર એક જ ચહેરો શક્તિ ઉત્પન્ન કરે છે. ડબલ-એક્ટિંગ આંતરિક કમ્બશન એન્જિન કેટલાક પ્રારંભિક ગેસ એન્જિન, જેમ કે લેનોઇરના મૂળ એન્જિન, 1860 ની આસપાસથી, ડબલ-એક્ટિંગ હતા અને તેમની ડિઝાઇનમાં વરાળ એન્જિનને અનુસરતા હતા. આંતરિક કમ્બશન એન્જિન ટૂંક સમયમાં સિંગલ-એક્ટિંગ સિલિન્ડર તરફ વળ્યા. આ બે કારણોસર હતુંઃ હાઈ-સ્પીડ વરાળ એન્જિન માટે, દરેક પિસ્ટન અને તેની જોડતી લાકડી પરનું ઉચ્ચ બળ એટલું મોટું હતું કે તે બેરિંગ્સ પર મોટી માંગ મૂકે છે. સિંગલ-એક્ટિંગ પિસ્ટન, જ્યાં દળોની દિશા કનેક્ટિંગ સળિયાની સાથે સતત સંકુચિત રહેતી હતી, તેને સખત બેરિંગ ક્લિયરન્સ માટે મંજૂરી આપવામાં આવી હતી. બીજું, ગેસનો સારો પ્રવાહ પૂરો પાડવા માટે મોટા વાલ્વ વિસ્તારોની જરૂરિયાત, જ્યારે સારી સંકોચન પ્રદાન કરવા માટે કમ્બશન ચેમ્બર માટે નાના જથ્થાની જરૂર પડે છે, ત્યારે સિલિન્ડર હેડમાં ઉપલબ્ધ જગ્યાને એકાધિકાર બનાવે છે. લેનોઇરનું વરાળ એન્જિનમાંથી મેળવેલું સિલિન્ડર પેટ્રોલ એન્જિન માટે અપૂરતું હતું અને તેથી પોપેટ વાલ્વ અને સિંગલ-એક્ટિંગ ટ્રંક પિસ્ટનની આસપાસ આધારિત નવી ડિઝાઇન દેખાતી હતી. અત્યંત મોટા ગેસ એન્જિન પણ વિસ્ફોટ ભઠ્ઠીઓ માટે ફૂંકાતા એન્જિન તરીકે બનાવવામાં આવ્યા હતા, જેમાં એક કે બે અત્યંત મોટા સિલિન્ડર હતા અને ભઠ્ઠીના ગેસને બાળીને સંચાલિત કરવામાં આવતા હતા. આ, ખાસ કરીને કોર્ટિંગ દ્વારા બાંધવામાં આવેલા, ડબલ-એક્ટિંગ સિલિન્ડરનો ઉપયોગ કરતા હતા. પેટ્રોલ અથવા સંકોચન-ઇગ્નીશન એન્જિનની તુલનામાં ગેસ એન્જિનને તેમના ચાર્જના ઓછા અથવા કોઈ સંકોચનની જરૂર નથી, અને તેથી તેમના સાંકડા, ગૂંચવણભર્યા માર્ગો હોવા છતાં, ડબલ-એક્ટિંગ સિલિન્ડર ડિઝાઇન હજુ પણ પર્યાપ્ત હતી. ત્યારથી આંતરિક કમ્બશન એન્જિન માટે ડબલ-એક્ટિંગ સિલિન્ડરનો ભાગ્યે જ ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જોકે બર્મિસ્ટર એન્ડ વેઇને 1930 પહેલાં દરિયાઈ પ્રોપલ્શન માટે 2-સ્ટ્રોક સાયકલ ડબલ-એક્ટિંગ (2-એસસીડીએ) ડીઝલ બનાવ્યું હતું. પ્રથમ, 7,000 એચપીનું, 1929માં બ્રિટિશ એમવી અમેરિકા (યુનાઇટેડ બાલ્ટિક કંપની) માં ફીટ કરવામાં આવ્યું હતું. 1937માં બે બી એન્ડ ડબલ્યુ એસસીડીએ એન્જિનોએ 24,000 એચપીનું ઉત્પાદન કર્યું હતું. યુ. એસ. એસ. પોમ્પાનો 1935માં યુ. એસ. સબમરીન યુ. એસ. એસ. પોમ્પાનોને પર્ચ ક્લાસ સિક્સ બોટના ભાગ રૂપે આદેશ આપવામાં આવ્યો હતો, જેમાં વિવિધ ઉત્પાદકોની ત્રણ અલગ-અલગ ડીઝલ એન્જિન ડિઝાઇન હતી. પોમ્પાનોને એચ. ઓ. આર. ફીટ કરવામાં આવ્યો હતો. (હૂવન-ઓવેન્સ-રેન્ટસ્લર) 8-સિલિન્ડર ડબલ-એક્ટિંગ એન્જિન કે જે ક્રૂઝર લેઇપઝિગના MAN સહાયક એન્જિનનું લાઇસન્સ-બિલ્ટ વર્ઝન હતું. સબમરીનમાં ઉપલબ્ધ મર્યાદિત જગ્યાને કારણે, કાં તો વિરોધી-પિસ્ટન, અથવા, આ કિસ્સામાં, વધુ કોમ્પેક્ટ હોવા માટે ડબલ-એક્ટિંગ એન્જિનની તરફેણ કરવામાં આવી હતી. પોમ્પાનોના એન્જિન સંપૂર્ણ નિષ્ફળ રહ્યા હતા અને મેર આઇલેન્ડ નેવી યાર્ડ છોડતા પહેલા જ પરીક્ષણો દરમિયાન તૂટી પડ્યા હતા. 1938 સુધી આઠ મહિના માટે પોમ્પાનો મૂકવામાં આવ્યો હતો જ્યારે એન્જિન બદલવામાં આવ્યા હતા. તે સમયે પણ એન્જિનને અસંતોષકારક માનવામાં આવતા હતા અને 1942માં તેનું સ્થાન ફેરબેન્ક્સ-મોર્સ એન્જિન દ્વારા લેવામાં આવ્યું હતું. જ્યારે પોમ્પાનો હજી બાંધવામાં આવી રહ્યો હતો, ત્યારે સૅલ્મોન-વર્ગની સબમરીનનો આદેશ આપવામાં આવ્યો હતો. આમાંથી ત્રણ એચ. ઓ. આર. ના 9-સિલિન્ડર વિકાસ સાથે ઇલેક્ટ્રિક બોટ દ્વારા બનાવવામાં આવ્યા હતા. એન્જિન. પોમ્પાનોસ એન્જિનની જેમ મોટી નિષ્ફળતા ન હોવા છતાં, આ સંસ્કરણ હજુ પણ મુશ્કેલીભર્યું હતું અને પછીથી બોટને તેમની બહેન બોટની જેમ જ સિંગલ-એક્ટિંગ જનરલ મોટર્સ 16-248 V16 એન્જિન સાથે ફરીથી એન્જિન કરવામાં આવી હતી. સાર્ગો અને સીડ્રાગોન વર્ગોની અન્ય ઇલેક્ટ્રિક બોટ-નિર્મિત સબમરીન, તેમજ ગેટો વર્ગની પ્રથમ કેટલીક પણ આ 9-સિલિન્ડર એચ. ઓ. આર. સાથે બનાવવામાં આવી હતી. એન્જિન, પરંતુ પછીથી ફરીથી એન્જિન કરવામાં આવ્યું. હાઇડ્રોલિક સિલિન્ડર એ યાંત્રિક એક્ચ્યુએટર છે જે દબાણયુક્ત પ્રવાહી, ખાસ કરીને તેલ દ્વારા સંચાલિત થાય છે. તેના ઘણા ઉપયોગો છે, ખાસ કરીને બાંધકામ સાધનો (ઇજનેરી વાહનો), ઉત્પાદન મશીનરી અને સિવિલ ઇજનેરીમાં. ફૂટનોટ્સ સંદર્ભો પિસ્ટન એન્જિન વરાળ એન્જિન હાઇડ્રોલિક્સ