單流式蒸汽機(jī)

單流式蒸汽機(jī)使用的蒸汽在汽缸的每一半都只向一個(gè)方向流動(dòng)。通過(guò)沿汽缸的溫度梯度來(lái)提高熱效率。蒸汽總是從汽缸的熱端進(jìn)入，并通過(guò)冷卻器中心的端口排出。通過(guò)這種方式，可以減少汽缸壁的相對(duì)加熱和冷卻。

單流式蒸汽機(jī)于1827年由JacobPerkins首次在英國(guó)使用，并于1885年由LeonardJennettTodd獲得專利。它在1909年被德國(guó)工程師JohannStumpf推廣，xxx臺(tái)商業(yè)固定式發(fā)動(dòng)機(jī)在一年前的1908年生產(chǎn)。

蒸汽進(jìn)入通常由凸輪軸操作的提升閥（與內(nèi)燃機(jī)中使用的提升閥類似）來(lái)控制。進(jìn)氣閥在沖程開(kāi)始時(shí)達(dá)到最小的膨脹量時(shí)打開(kāi)，接納蒸汽。在曲軸循環(huán)的一段時(shí)間內(nèi)，蒸汽被接納，然后提升閥的入口被關(guān)閉，允許蒸汽在沖程中繼續(xù)膨脹，驅(qū)動(dòng)活塞。在接近沖程結(jié)束時(shí)，活塞將揭開(kāi)一個(gè)環(huán)形的排氣口，徑向安裝在氣缸的中心。

單流式發(fā)動(dòng)機(jī)有可能在單個(gè)汽缸中實(shí)現(xiàn)更大的膨脹，而在排氣沖程中，相對(duì)較冷的排氣蒸汽會(huì)流過(guò)工作汽缸的熱端和傳統(tǒng)逆流式蒸汽機(jī)的蒸汽口。這種情況下，熱效率更高。排氣口關(guān)閉后，留在氣缸內(nèi)的蒸汽被截留，這些截留的蒸汽被返回的活塞壓縮。這樣的設(shè)計(jì)被稱為半順流式發(fā)動(dòng)機(jī)。這種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)通常有多個(gè)直列布置的汽缸，可能是單作用或雙作用的。

單流式蒸汽機(jī)

使用更復(fù)雜的凸輪表面的設(shè)計(jì)可以通過(guò)改變整個(gè)凸輪軸的縱向位置，使其與從動(dòng)件相比，可以改變吸入的時(shí)間。凸輪軸可以通過(guò)機(jī)械或液壓裝置進(jìn)行移動(dòng)。單流設(shè)計(jì)還可以保持缸內(nèi)的溫度梯度不變，避免熱蒸汽和冷蒸汽在缸的同一端通過(guò)。缺點(diǎn)在實(shí)踐中，單流式發(fā)動(dòng)機(jī)有很多操作上的缺點(diǎn)。

這導(dǎo)致進(jìn)氣閥的開(kāi)啟時(shí)間非常短，給脆弱的機(jī)械部件帶來(lái)巨大壓力。為了承受所遇到的巨大的機(jī)械力，發(fā)動(dòng)機(jī)必須建造得很厚實(shí)，并且需要一個(gè)大的飛輪來(lái)平緩蒸汽壓力在汽缸中快速上升和下降時(shí)的扭矩變化。由于汽缸內(nèi)存在熱梯度，缸壁上的金屬會(huì)在不同程度上膨脹。這就要求汽缸孔在冷卻中心比在熱端加工得更寬。如果氣缸沒(méi)有被正確地加熱，或者如果水進(jìn)入，這種微妙的平衡就會(huì)被打破，導(dǎo)致沖程中的卡死，或者有可能導(dǎo)致破壞。 

主要用于工業(yè)發(fā)電，但也在英國(guó)的一些鐵路機(jī)車中進(jìn)行了嘗試，在法國(guó)、德國(guó)、美國(guó)和俄羅斯也進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。