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气缸式执行机构（广义大类）和活塞式执行机构（核心细分）的工作原理均以压缩空气为动力，通过内部运动部件的受力位移驱动阀门动作，核心差异在于运动部件的结构和受力方式，具体拆解如下：

一、核心共性原理

两类执行机构的基础逻辑一致：

1. 接收系统压缩空气（通常 0.4~0.7MPa），通过气路控制元件（如电磁阀、定位器）分配气流方向。

2. 压缩空气作用于内部运动部件（活塞、隔膜等），产生推力或力矩。

3. 运动部件的位移（直线或角行程）传递至阀杆，实现阀门的开、关或调节动作。

4. 单作用机构依赖弹簧复位，双作用机构依赖反向气流驱动复位。

二、气缸式执行机构（广义）工作原理

气缸式是气动执行机构的统称，核心分两种结构，原理各有侧重：

1. 活塞式（主流结构，即活塞式执行机构）

• 结构核心：气缸体 + 刚性活塞（圆盘状，配密封圈）+ 活塞杆（或齿轮齿条）。

• 动作原理：

• 气缸内内置复位弹簧，压缩空气仅进入一侧气室，推动活塞压缩弹簧实现一个方向动作（如开阀）。

• 断气时，弹簧弹力释放，推动活塞复位，实现另一个方向动作（如关阀）。

• 当压缩空气进入活塞一侧气室时，气体压力推动活塞向另一侧移动，活塞杆同步伸出 / 缩回，驱动阀门动作。

• 反向动作时，另一侧气室进气，原进气侧排气，活塞反向位移，无需弹簧辅助。

1. 双作用模式（常用）：

2. 单作用模式（可选）：

• 力传递：直线行程通过活塞杆直接驱动直行程阀门（如截止阀）；或通过齿轮齿条机构转换为角行程，驱动球阀、蝶阀。

2. 隔膜式（非主流结构，气缸式的特殊类型）

• 结构核心：气缸体 + 弹性隔膜（替代活塞，密封性能好）+ 弹簧（多为单作用）。

• 动作原理：

1. 压缩空气进入隔膜一侧气室，压力作用于隔膜，使其产生弹性变形，推动推杆位移，实现阀门动作。

2. 断气后，依赖弹簧弹力或隔膜自身弹性复位，完成反向动作。

• 特点：无活塞与缸壁的摩擦，密封严，但推力小、耐压低（≤0.4MPa），适合低压、洁净工况。

三、活塞式执行机构（细分）工作原理（聚焦核心细节）

作为气缸式的主流款，其原理更侧重 “高压、大力矩” 输出：

1. 活塞与气缸内壁通过密封圈紧密贴合，确保两侧气室完全隔离，无漏气。

2. 推力计算：输出推力（F）= 气源压力（P）× 活塞有效受力面积（S），因活塞受力面积大，相同压力下能输出更大推力。

3. 换向控制：通过电磁阀切换气流方向，实现活塞往复运动，高频换向时响应速度快（优于隔膜式）。

4. 角行程转换（如驱动球阀）：

• 活塞杆连接齿轮齿条机构，活塞直线运动带动齿轮旋转，将直线位移转为 0~90° 角位移，驱动阀门阀芯旋转。

四、核心区别总结（原理层面）

简单说：活塞式执行机构的工作原理是气缸式的 “强化版”，核心通过活塞与气压差的高效配合，实现高压、大力矩输出，而气缸式的原理涵盖了更宽泛的结构形式（如隔膜式的弹性变形驱动）。