กระบอกสูบไฮดรอลิกเป็นอุปกรณ์ทำงานในระบบไฮดรอลิก แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ Single  Acting  Cylinder ดังรูปที่ 1  หมายถึงกระบอกที่มีรูน้ำมันไหลเข้า     และออกจากกระบอกสูบเพียงรูเดียวส่วนใหญ่  ก้านสูบจะเลื่อนกลับได้โดยใช้น้ำหนักของภาระและสปริงดันกลับ  ส่วนกระบอกสูบอีกประเภท คือ Double Acting Cylinder ดังรูปที่ 2 หมายถึง กระบอกที่มีจำนวนรูน้ำมันไหลเข้าและออกจากกระบอกสูบ เพื่อไปดันในก้านสูบเลื่อนเข้าและเลื่อนออก จำนวน 2 รู

                                                     รูปที่ 1                                                     

รูปที่ 2

โดยที่กระบอกทั้ง2 ประเภทนี้ ยังมีชนิดพิเศษ ต่างๆ ดังนี้

1.Plunger  หรือ Ram  Cylinders   คือ  กระบอกสูบไฮดรอลิกที่หลักการทำงานแบบ  Single  Acting  Cylinder  มีลักษณะก้านสูบและหัวลูกสูบใหญ่เท่ากัน  ซึ่งมีขนาดใหญ่  เกือบเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางภายในกระบอกสูบ  การออกแบบเช่นนี้เพื่อเพิ่มพื้นที่หน้าตัด สำหรับรับน้ำมันที่มาดันลูกสูบ  ผลก็คือ  แรงที่ได้จากก้านสูบจะมีค่าเพิ่มขึ้น  และเพิ่มความแข็งแรงของก้านสูบมากขึ้นด้วย  จากโครงสร้างกระบอกสูบแบบนี้  ก้านสูบสามารถเลื่อนและหลุดออกมาจากกระบอกสูบได้ ในกรณีที่ไม่มีชิ้นส่วนที่หยุดการเคลื่อนที่ของก้านสูบได้  นอกจากการใช้ระยะการเคลื่อนที่ของภาระเป็นตัวกำหนดการหยุดในจังหวะที่การสูบเลื่อนกลับ  จะใช้น้ำหนักของภาระเป็นตัวช่วยกดให้เลื่อนกลับ

กระบอกสูบไฮดรอลิกประเภทนี้ นำไปใช้กับงานพิเศษเฉพาะทาง  เช่น จังหวะยกตัวของเครื่อง Cutter  หรือยกภาระหนักๆ

รูปที่ 3

2.Different  Cylinders   คือ  กระบอกสูบไฮดรอลิกที่มีหลักการทำงานและรูปร่างเหมือนกับ Double  Acting  Cylinder  ทั่วไปแต่อัตราส่วนพื้นที่หน้าตัด ด้านหัวลูกสูบกับด้านก้านสูบเป็น 2 :1  ดังนั้น แรงในจังหวะที่ก้านสูบเลื่อนออกจะมีค่ามากกว่าแรงในจังหวะที่ก้านสูบเลื่อนเข้า เป็น  2 เท่า ส่วนความเร็วในการเลื่อนออกจะช้ากว่าในจังหวะเลื่อนเข้าเป็น 2 เท่าเช่นกัน 

กระบอกสูบไฮดรอลิกประเภทนี้ นำไปใช้กับงานที่ต้องการแรงและความเร็วเป็นอัตราส่วน 2 :1  มีความสะดวก  คือไม่ต้องนำวาล์วควบคุม อัตราการไหลมาปรับเพื่อให้ความเร็ว มีอัตราส่วนดังกล่าว

กระบอกสูบไฮดรอลิกประเภทนี้  นำไปใช้งาน ในระบบบังคับเลี้ยวของ Mobile Hydraulic, แท่นป้อนชิ้นงานของเครื่องเจียระไนราบ และอื่นๆ

4.Tandem  Cylinders   คือ กระบอกสูบไฮดรอลิกที่มีหลักการทำงานแบบ Double  acting  Cylinder  มีโครงสร้างของชุดกระบอกไฮดรอลิก 2 กระบอก มาต่อกัน โดยมีก้านสูบเป็นแกนเดียวกัน  แต่มีพื้นหน้าตัดด้านหัวลูกสูบ 2 พื้นที่  ดังนั้น  แรงที่ได้จากก้านสูบจะมีค่าเพิ่มมากขึ้น 

กระบอกสูบไฮดรอลิกประเภทนี้  นำไปใช้งานกับบริเวณที่มีพื้นที่  ด้าน เส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบ จำกัด แต่ยังต้องการแรงมากๆ  สามารถทำได้โดยลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางแต่เพิ่มจำนวนหัวลูกสูบ  ตามรูปข้างต้น

5.Rapid  Traverse  Cylinders  คือ กระบอกสูบที่มีหลักการทำงานแบบ  Single  Acting  Cylinder  และ Double  Acting  Cylinder  มีโครงสร้างตามรูปเมื่อจ่ายน้ำมันเข้าที่รู  A1  น้ำมันจะไหลเข้าไปยังห้องด้านในของก้านสูบทีมีปริมาตรน้อยๆ  น้ำมันไม่สามารถไหลผ่าน Seal  A  ที่ติดอยู่กับก้านสูบได้  ดังนั้นก้านสูบ จึงถูกน้ำมัน ดันที่ Area 1 เลื่อนออกไปอย่างรวดเร็วแต่แรงดันจะน้อยและยังมีการป้องกันการเกิดคาวิเตชัน บริเวณ Area 2  โดยเติมน้ำมันผ่าน Prefill  Valve  ส่วนในจังหวะที่ต้องการให้ก้านสูบเลื่อนออกโดยที่มีแรงดันมากๆ โดยการจ่ายน้ำมัน  เข้าที่รู A2  น้ำมันจะไปดันพื้นที่ Area 2  มีขนาดใหญ่กว่า พื้นที่ Area 1  ส่งผลให้แรงดันที่ค่ามากขึ้น  แต่ความเร็วในการเลื่อนของก้านสูบจะลดลงในจังหวะก้านสูบเลื่อนเข้า  จะใช้น้ำหนักของภาระกดลงในกรณีที่ แบบ  Single  Acting  Cylinder  และใช้น้ำมันดันกลับที่รู B  ในกรณีที่เป็นแบบ  Double  Acting  Cylinder 

6.Telescopic  Cylinder  คือกระบอกสูบที่มีหลักการทำงานเป็นแบบ  Single  Acting  Cylinder  และ Double  Acting  Cylinder  มีโครงสร้างกระบอกสูบหลายกระบอกซ้อนกันอยู่ภายในกระบอกใหญ่  เมื่อจ่ายน้ำมันเข้าที่รู A  กระบอกสูบที่มีพื้นที่รับน้ำมันมากกว่าจะเลื่อนออกไปก่อน  ก้านสูบที่มีพื้นที่หน้าตัดเล็กตามลำดับ  แต่เมื่อใช้ไปนานๆ  ความฝืดที่เกิดขึ้นบริเวณก้านสูบกระบอกต่างๆ  จะไม่เท่ากันมีผลทำให้ลำดับในการเลื่อน  อาจเปลี่ยนแปลงไปได้ใน  ส่วนในจังหวะเลื่อนกลับ  จะใช้น้ำหนักของภาระเป็นตัวกด  ในกรณีที่เป็น  Single  Acting  Cylinder  หรือจะใช้น้ำมันจ่ายเข้าที่รู  B  ในกรณีที่เป็น Double  Acting  Cylinder 

กระบอกสูบไฮดรอลิกประเภทนี้  นำไปใช้งานกับกระบอกยกซ่อมของ  รถ Flok  Lift  รถกระเช้า  กระบอกยกตู้คอนเทนเนอร์ของรถคอนเทนเนอร์  และลิฟท์ในอาคารต่ำๆ

รูปที่ 7

7.Cushioning  Hydraulic  Cylinder  คือกระบอกไฮดรอลิก  มีมีหลักการทำงานแบบ  Double  Acting  Cylinder  แต่มีระบบกันกระแทกในจังหวะปลายการเคลื่อนที่เข้าและออกได้  ขึ้นอยู่กับการออกแบบจากรูปเป็นจังหวะที่ก้านสูบเลื่อนเข้าในปลายจังหวะ  Cushion  Bush (2) จะเลื่อนเข้าปิดช่องทางน้ำไหลกลับถังบริเวณใหญ่  ดังนั้น  น้ำมันที่เหลือ  บริเวณ Piston  Chamber (4) จะไหลกลับถังโดยผ่านช่องที่ (5)  ผ่าน  Adjustable  Throttle  Valve (6)  มีผลทำให้น้ำมันไหลกลับได้ช้ากว่าปกติ  จึงเกิดเป็นเบาะกันกระแทก (4) ขึ้น   ดังนั้นปลายจังหวะของการเคลื่อนที่ของก้านสูบจะมีความเร็วลดลง  และระยะกันกระแทกสามารถปรับได้โดยการปรับที่ Screw (7)

นอกจากมีระบบกันกระแทกโดยใช้เบาะน้ำมันแล้วยังสามารถใช้ยางมาติดบริเวณฝาปิดกระบอกด้านหัวลูกสูบเพื่อใช้ในการกันกระแทกได้อีกด้วย

. 

รูปที่ 8         

9.Servo  Cylinder  คือ กระบอกสูบที่มีคุณลักษณะพิเศษเฉพาะตัว  คือมีการรองลื่นการเคลื่อนที่ก้านสูบด้วยน้ำมัน (Hydrostatic  Bearing)  มีผลทำให้แรงเสียดทานในการเคลื่อนที่ น้อย  มีความถี่ในการเลื่อนกลับไปมาได้สูง  แรงและระยะการเคลื่อนที่ที่ได้มากหรือน้อยตามการปรับตั้ง 

. 

กระบอกสูบประเภทนี้ถูกแบ่งเป็น 2 ประเภท โดยพิจารณาลักษณะช่องน้ำมันที่ใช้รองลื่นการเคลื่อนที่ของก้านสูบ  ดังนี้

จากรูปที่ 10A  และ 10B แสดงถึงน้ำมันรู A, B ใช้ในการเลื่อนก้านสูบ ส่วนรู P ใช้เป็นน้ำมันรองลื่นก้านสูบ คุณลักษณะทางเทคนิคของกระบอกสูบชนิดนี้คือ  มีความเร็วในการใช้งานสูงสุด  เท่ากับ  Vmax = 2 m/s  ความดันในการทำงาน P = 210 bar  และผลิตแรงได้ตั้งแต่ 1 ถึง 4000  kN  และมีแรงเสียดทางน้อยกว่า กระบอกสูบธรรมดา  3 ถึง 4 เท่า โดยดูได้จาก  Diagram 1

.

Diagram 1

2.Full  hydrostatic  bearings  ( Cavity  bearing )

จากรูปที่ 11จะแสดงให้เห็นว่าลักษณะการรองลื่นบริเวณก้านสูบแตกต่างไป  จากแบบ Hydrostatic Tapered Gap Bearing  ทำให้คุณลักษณะทางเทคนิคของ

กระบอกสูบชนิดนี้  คือมีช่องว่างสำหรับรองลื่น 2 ด้าน  ทำให้คุณลักษณะทางเทคนิคของกระบอกสูบชนิดนี้, u  ความดันในการใช้งานเท่ากับ  P = 280  bar  และผลิตแรงได้ตั้งแต่  10  ถึง 10000 kN  ความดันที่ใช้รองลื่น  ก้านสูบ (รู P มีค่าเท่ากับ 50 % ของความดันใช้งาน(รู A, B))

กระบอกสูบ  Servo  นี้ ต้องใช้ร่วมกับระบบไฮดรอลิก แบบ Servo Hydraulic  System ดังรูปที่ 12  ส่วนการนำไปใช้งานจะใช้กับงานที่ต้องการความถี่สูงๆ  (ก้านสูบเลื่อนกลับไปมากหลายครั้งใน 1 นาที)  มีความเร็วในการเคลื่อนที่สูง  มีความแม่นยำในการควบคุมตำแหน่ง  ลักษณะงานดังกล่าว คือ  Mould  Oscillation  ในอุตสาหกรรมหลอมเหล็กเครื่องทดสอบระบบสั่นสะเทือนของรถยนต์

รูปที่ 12 

สรุป

นอกจากกระบอกสูบไฮดรอลิกที่ใช้งานกันอยู่ทั่วไปแล้ว ยังมีกระบอกสูบไฮดรอลิกที่มีคุณลักษณะและการทำงานที่พิเศษ เช่น มีแรงและความเร็วขณะเคลื่อนที่เข้าและออกมีอัตราส่วนเป็น 2 เท่า  มีโครงสร้างที่แข็งแรงและสามารถติดตั้งในพื้นที่แคบๆ ได้  นอกจากนี้ยังสามารถเคลื่อนที่ได้ 2 ความเร็วในการเคลื่อนที่เพียง 1 Stroke   อีกทั้งยังสามารถตอบสนองกับงานที่ต้องการความถี่และความแม้นยำสูงได้อีกด้วย   โดยส่วนใหญ่แล้วกระบอกสูบไฮดรอลิกชนิดพิเศษ  นำไปใช้งานที่มีลักษณะเฉพาะทาง ดังกล่าวข้างต้น

- Rexroth  Hydraulics, The Hydraulic Trainer Volume 1, 1991.