1. 蒸汽機在人類歷史中起了什麼樣的重要作用呢,為什麼蒸汽機有這么高的一個歷史評價呢
蒸汽機的應用具有劃時代的意義,對人類社會的各個方面都產生了極其深遠的影響,到了20世紀乃至今天也沒有完全失去其作為動力機的意義。正如馬克思所說,蒸汽機的發明與應用,在短時間內改變了整個世界的面貌.
一.促進了交通運輸業的革新。蒸汽動力的應用,根本改變了交通運輸技術的面貌,直接導致了蒸汽機車、輪船的發明,帶動了鐵路的出現,美國人富爾頓建成的汽船開創了世界航運史上的新時代.英國人斯蒂芬遜製成的蒸汽機車,開辟了陸上運輸的新紀元。19世紀40年代後英國出現了鐵路建設的熱潮,美、法、德、俄等國也著手興建鐵路,很快形成了全國鐵路網。為社會生產和人們交往提供了更為快捷便利的條件.
二.帶動了許多工業部門的發展。到19世紀40年代,歐洲國家和美國都普遍推廣使用了蒸汽機.蒸汽機不但首先在紡織、采礦業中得到廣泛應用,而且還被推廣到冶金、印染、機械、化工等一系列工業部門,加快了工業革命的步伐,從而引發了人類歷史上科學技術的第四次重大進步(有史以來的第四次產業革命)。
三.促進了近代城市的興起. 蒸汽機的廣泛使用,帶動了機器技術體系的成熟及各類產業組織數量的增加,產業技術及機器生產向城市聚集,吸收了大量農業人口流入城市, 開始了近代意義上的城市化進程. 19世紀以來,英國的城鎮數量和城市人口的增加非常迅速,近代城市大量興起,城鎮化運動加速,促進了城鄉的經濟文化交流。19世紀中期俄國的農奴制改革、美國的西進運動和內戰、德意的統一及日本的明治維新使這些國家的城市化進程加快。
四.推進了生產力的發展.蒸汽機的應用是人類認識和利用自然力的一個大突破,是真正由原始社會征服火之後而征服自然力的第二次革命。它改變了人類以人力、畜力、水力作為主要動力的歷史,使各種機器有了新的強大動力,從根本上改變了生產的面貌,提高了勞動效率,極大地解放了生產力,導致了人類歷史上的第一次技術革命,完成了資本主義社會生產力的第一次飛躍.使人類社會開始進入以蒸汽為動力的時代.
五.推動了生產方式的進步.蒸汽機的應用為實現由工場手工業向機器大工業的變革提供了強大杠桿。英國,法國、德國、荷蘭、瑞典等國先後實現了從手工作坊到機械化大生產的變革,這是人類勞動組織形式的重大改變,在這之後才有了真正意義上的社會化大生產。工廠代替工場成為工業化生產的主要組織形式,不僅提高了生產管理的效率,而且使大批農民和手工業者成為僱傭勞動者,從而確立了資本主義的生產方式,人類社會也由農業經濟時代進入工業經濟時代。
六.引起了社會結構的變革.蒸汽機的應用和機械工業的發展,既造就了龐大的無產者隊伍,同時也養肥了資本家,使社會階級關系發生了重大變化,日益分裂成兩大對立的階級:工業無產階級和資產階級.無產階級的貧困化使市場的擴張趕不上生產的增長,這就使「生產過剩」的經濟危機不可避免。這種危機使失業工人激增,在業工人工資降低。為了反抗剝削和壓迫,19世紀的英法等國爆發了憲章運動、里昂起義等工人運動,無產階級革命運動高漲.
七.加快了世界一體化進程.由於輪船、火車的應用並延伸到世界各地,使世界真正認識到鐵路運輸和輪船航運是工農業生產和社會交往的動脈,具有巨大優越性。這就把過去分散、孤立的地區和國家聯結起來,加強了世界各國各地區間的相互聯系,使人類生活世界的空間距離大大縮小,使全球經濟聯成一體,促進了資本主義世界市場的形成,極大地推進了世界經濟的發展.
八.導致了世界格局的變化.蒸汽機的應用壯大了工業資產階級的力量,使資產階級有能力按照自己的意願去征服世界. 西方國家對弱小國家或民族的殖民征服,使殖民地半殖民地被捲入資本主義世界體系,造成了東方從屬於西方的國際關系格局.19世紀中期形成了以英國等少數國家為中心,以亞、非、拉廣大地區為邊緣地帶的世界格局.
九.推動了政治領域的變革.蒸汽機的應用促進了資本主義經濟的發展,引發出一系列的革命與改革,資產階級革命和改革運動成為世界歷史發展的主流(1848年歐洲革命、俄國農奴制改革、德、意統一、美國內戰、明治維新).
十.給東方國家造成雙重性影響.一是加劇了東方的貧困落後,給當地人民帶來禍害和苦難,引發了民族解放運動.二是破壞了東方傳統的社會經濟結構,傳播了新興的資本主義生產方式和思想觀念,有利於社會的進步。如中國魏源的<海國圖志>介紹了西方的蒸汽機, 洋務運動引進蒸汽機器?以蒸汽機為動力的近代軍事工業和民用工業創辦起來;以蒸汽機為動力的輪船與軍艦出現,外商企業、洋務企業、民族資本主義工業等近代經濟成份相繼出現。
2. 內燃機和蒸汽機有什麼區別
內燃機和蒸汽機的區別有:
1、發明者不一樣:世界上第一台蒸汽機是由古希臘數學家亞歷山大港的希羅(Hero of Alexandria)於1世紀發明的汽轉球(Aeolipile),這是蒸汽機的雛形。內燃機的發明者是卡爾·本茨,發明與19世紀80年代左右。
2、含義不一樣:蒸汽機是將蒸汽的能量轉換為機械功的往復式動力機械。內燃機,是一種動力機械,它是通過使燃料在機器內部燃燒,並將其放出的熱能直接轉換為動力的熱力發動機。
3、分類不一樣:內燃機根據所用燃料分:,可分為汽油機、柴油機、天然氣(CNG)、LPG發動機、乙醇發動機等,另有雙燃料發動機(al fuel engine)和靈活燃料發動機(Bi-fuel engine)。蒸汽機按排汽方式和排汽壓力可分為凝汽式、大氣式和背壓式。
3. 瓦特蒸汽機的廣泛應用有什麼意義
蒸汽機的歷史意義,無論怎樣誇大也不為過x0dx0ax0dx0a「蒸汽機的歷史意義,無論怎樣誇大也不為過。」——《全球通史》作者L.S.斯塔夫里阿諾斯 x0dx0a x0dx0a瓦特從開始改良蒸汽機到最後研製成復動式蒸汽機,前後花了30多年,僅在解決活塞與汽缸之間的漏氣問題上,瓦特就反復試驗了很長時間。這也說明了一個問題:蒸汽機的發明對世界來說是多麼重要,人們好像一直在等待瓦特的成功。不僅僅是瓦特的合作夥伴馬修·博爾頓,全世界都在等待蒸汽機帶來的奇跡。 x0dx0a x0dx0a第一次工業革命始於18世紀的英國,「珍妮紡紗機」、「騾機」的出現,提高了紡織品的產量和質量,為英國全球貿易和擴張提供了一次加速,這也使英國與其他強國之間的經濟實力差距拉大。蒸汽機出現後,英國已經把其他國家遠遠地甩在後面。 x0dx0a x0dx0a1712年,蘇格蘭鐵匠紐克曼發明了空氣蒸汽機。瓦特是在幾十年後在格拉斯哥大學做修理工的時候才第一次見到紐克曼蒸汽機模型,從此,他便開始研究如何讓這台笨拙的機器變成「永動機」。 x0dx0a x0dx0a蒸汽機究竟如何改變了人類歷史,它在當時的工業革命中起到哪些關鍵作用?記者采訪了南京大學歷史系教授楊豫教授。 x0dx0a x0dx0a楊教授說:「瓦特蒸汽機的發明嚴格意義上說不是發明,它是改良。18世紀60年代瓦特在紐克曼蒸汽泵的基礎上改良成功。這種紐克曼蒸汽泵又稱『火機』,它發動起來渾身冒火,主要在礦山上使用,是抽水用的,所以又叫『礦工之友』。它和泵連在一塊,所以體積很大。」 x0dx0a x0dx0a由於這台機器的局限,幾十年來,它一直只用來抽水用,並沒有廣泛應用於其他方面,「英國的煤田有個特點,都在海平面以下,礦山積水非常嚴重。礦山要解決一個問題就是先把水抽干,才能夠把煤挖掘出來。所以紐克曼的蒸汽機主要用於礦山,當然還有一個用處就是用在鹽田,也是抽水用。這個蒸汽機的最大缺點就是熱效率太低,要用大量的燃料。用在煤礦沒問題,煤礦有煤,即便效率低也沒關系。瓦特想改良這個蒸汽機,主要是想怎麼用作一種動力。60年代他改良成功了,這次改良成功的還是單動式的,就是來回運動的蒸汽機,還是不能給機器提供動力,因為機器動力需要圓周運動。他把單動式變成聯動式花了20年時間。他用分離汽缸的方式,再加上一個冷凝器,就提高了它的熱效率。這個改良後的單動式蒸汽機就可以離開煤礦了,用在其他地方。聯動式蒸汽機的出現,就可以替代人的動力、水動力,可以驅動機器了。所以這個發明在整個英國工業革命期間,是一件很重要的事情。」楊教授說。 x0dx0a x0dx0a英國有豐富的煤鐵資源,但是煤礦、鐵礦大都在丘陵和山區,一些工業城市往往根據礦山分布而發展。隨著工業化規模擴大,擺在英國人面前的一大問題就是交通,如何解決原料地之間的交通問題很關鍵。楊教授說:「過去,英國交通主要是靠人力、畜力、水力,水力比人力、畜力先進一些,但水力有一個問題,它必須有落差,有落差才能帶動水輪,水輪才能帶動機器。水力一般用在糧食加工,而且主要在山區,到了平原就不行了。在平原,如果築壩來製造落差,又會影響交通,因為英國的水運很重要,這就影響了英國的工業分布。英國的工業發源於丘陵和山地地區,靠近煤田,於是跟市場之間的距離很遠。英國隨著新工業中心形成後,怎麼解決與市場之間以及同其他原料地之間的距離的交通問題?一些工廠就會考慮它要重新布局。如果沒有這樣的蒸汽機提供動力,它就不能離開山區」。這樣,蒸汽機就帶動了英國交通革命,「交通革命主要有三個方面,運河、公路、鐵路。在18世紀90年代修成了英國大連接運河,所謂大連接運河,就是把西海岸和東海岸連通了。大連接運河的修成意味著英國將所有的運河都連到一起,運輸比以前方便多了。運河的連通,反過來對鐵等原料又有新要求,比如涵管、大壩,都需要鐵,另外還有公路。英國的公路國家不管,每段公路都由地方管,但是地方又沒有錢修路,所以公路狀況很糟。在運河熱的同時,也出現了修公路的熱潮,主要是一些貴族在修路。公路修好了,運河連接好了,整個英國交通就四通八達了」。 x0dx0a x0dx0a雖說「珍妮紡紗機」的出現帶動了第一波英國工業革命,提高了生產效率和棉紗質量,但當時英國生產的棉紗和中國、印度的棉紗比,還有很大差距,在市場上缺乏競爭力。但是,當蒸汽機與紡織機結合在一起,就完全不一樣了。「蒸汽機的動力解決了紡紗中的質量問題。」楊教授說,「 當時英國紡紗的主要原料是亞麻和棉花,用手工紡織,紡出來的棉紗粗細不均勻,擰得不緊,因為紡的時候全部靠手感。這樣織出來的棉布比中國和印度的差遠了。中國和印度有長期紡織的基礎,加工水平遠比英國高。所以英國棉紡織業發展受到的最大威脅是來自印度和中國,英國要穩穩佔住市場,非解決紡織質量這個問題不可。另外從技術上講,手紡的紗由於質量差,尾線一定要用亞麻線,進線要用棉線,所以紡出來就像混紡的一樣,一下水就會皺起來,這是一個缺點,還一個缺點就是不易染色,亞麻和棉花混在一起,一染的話就花了。中國的棉布在英國有個專門的名詞叫『印染布』,可以染上均勻的顏色。」 x0dx0a x0dx0a楊教授還介紹說,以前英國最擅長製造的是呢絨布,因為英國盛產羊毛,但是18世紀開始,他們的市場主要是熱帶和亞熱帶地區的殖民地,所以呢絨就沒有市場了。蒸汽機用於紡織業,使英國經濟如虎添翼。 x0dx0a x0dx0a棉紡織業技術進步,使生產率大大提高,產品價格也大大下降,1786年,英國棉紗每磅是38先令,1800年下降到9.5先令,1830年又降到3先令,這對歐洲大陸的棉紡織業的沖擊是致命的,中國和印度出口到英國的棉紡織品從此也就失去了競爭力。英國不用再發愁如何把呢絨布傾銷到熱帶、亞熱帶殖民地地區了,因為棉紗可以賣到世界各地。 x0dx0a x0dx0a另外,楊教授還提到:「蒸汽機為棉紡織廠提供了動力,這樣棉紡織廠就可以搬到平原,它擺脫了對水動力的依賴。由於蒸汽機的使用,使機器的構件發生了本質變化。比如珍妮紡紗機原來是木質的,如果用蒸汽機帶動的時候,木頭就不行了,它就需要用鐵來製造,這樣對鐵的需要就非常大了。」 x0dx0a x0dx0a「英國的冶鐵業一向不發達,英國有豐富的煤礦,但都屬於深層煤礦,需要蒸汽機抽水。另外,英國鐵礦儲量大,但是他的鐵礦石含磷、硫等雜質太多,所以要把生鐵變成熟鐵就不行。當時英國生產機器的生鐵大都從瑞典、俄國進口,他們要用大量原料把生鐵換回來。英國靠蒸汽機解決了這個問題,在冶鐵過程中,鼓風機由蒸汽機帶動。在這個過程中他們有兩個重要發明,一個叫『攪煉法』,一個叫『碾壓法』,這兩個環節都需要蒸汽機,可以去除雜質,這樣煉出來的鐵就可以做機器部件了。從此,他們基本上擺脫了對瑞典、俄國生鐵的依賴,這一點對英國的貿易來說很重要。」楊教授說,「冶鐵業的發達,反過來對蒸汽機的要求就大了,這樣就形成了一種互相拉動。還有紡織機,使用蒸汽機作動力後,最開始1個頭,後來8個頭、64個頭、108個頭,機器越做越大,這樣又推動鐵的生產。英國工業革命是從紡織機開始的,但到了19世紀前10年開始,他的重心就轉到冶鐵上了,冶鐵就成了他們最重要的部門。還有運河中的涵管,以前涵管都是用磚砌出來的,後來就必須用鐵制涵管。工廠的機器越來越大,廠房就要變大,很多東西都要用鐵,這樣才會結實。這樣,英國的工業部門內部就產生了相互需求。這個需求對生產的發展和對技術的發展產生了巨大動力。我們看這個過程不要看結果,好像蒸汽機提供了動力,不是這樣,它是把整個經濟的運行方式給改變了。」 x0dx0a x0dx0a1800年左右,英國的煤和鐵的產量比世界上其他地區產量的總和還要多,19世紀中葉之後,產量達到了世界總產量的2/3,當時英國是世界上唯一的鋼鐵出口國。1826年,英國已經擁有1500台蒸汽機,到19世紀中後期,蒸汽機在英國已經完全代替了水力。楊教授說:「到19世紀20年代以前,英國蒸汽機的生產還是個別訂貨。比如你需要一台蒸汽機,就可以到瓦特的公司訂購,然後他們會去工廠實地考察,造好了之後運過去。20年代以後才開始批量生產。這時歐洲大陸也看到英國機器製造業的發展,這樣就開始從英國訂貨。英國就以機器製造業這個行業佔領歐洲市場。」 x0dx0a x0dx0a「鐵路也是這樣,史蒂芬孫第一次修建鐵路的時候人們也是無法想像,甚至認為這個人是個怪人,他走在街上有人從後面用石頭打他。鐵路的修建也是為了解決原料運輸問題,當時的蒸汽機車就像一個大茶壺一樣,人們想像不出來這么大的東西怎麼會動。」1814年,史蒂芬孫製造了第一台蒸汽機車,並運送貨物成功。到 1850年,英國鐵路總廠已經超過了2.35萬公里。 x0dx0a x0dx0a「英國有了蒸汽機之後,他的生產基本上就是機器生產,這期間歐洲大陸還停留在手工生產階段。更重要的是隨著蒸汽機的使用,蒸汽機跟工廠聯系在一起,工業結構發生了根本性變化,勞動出現分工,生產效率就提高了。僅僅十幾年時間,就把英國和歐洲大陸的生產水平拉開了,完全是兩個等級,英國產品打到任何市場都不怕。這樣英國就可以改變整個外交戰略,他可以推行自由主義貿易,英國跟所有國家說,你的商品到我這里免稅,我的商品到你那裡,也要免稅。為什麼英國推行自由主義貿易?就因為他們有這個實力。這樣一來,英國產品就把歐洲大陸國家的產品基本上排擠出去了。有這樣一個例子,拿破崙戰爭期間,他搞了一個大陸封鎖政策,他發布了《米蘭赦令》和《柏林赦令》,這兩個赦令的目的是封鎖英吉利海峽,不允許英國商品進入歐洲大陸。但英國商品太便宜了,所以很多國家都搞走私,把英國商品偷偷運到歐洲大陸。所以那段時間走私貿易非常猖獗,到了什麼程度?拿破崙的士兵穿的服裝都是英國造的。最後拿破崙也沒辦法了。」楊教授說。 x0dx0a x0dx0a瓦特蒸汽機在改良過程中汽缸密封問題一直沒有解決,最後他還是通過軍工技術解決了這個問題。楊教授提到:「英國的阿森納是生產軍工產品的兵工廠,它對英國的技術發展起到很大推動作用,而且是相互推動的作用。阿森納工廠有個工程師叫威爾金森,他發明了一個鏜床,這個技術是用於大炮上的,這個技術發明後,一直保密。後來瓦特把這個技術用在蒸汽機上,用鏜床來造汽缸。這樣才解決汽缸與活塞之間的漏氣問題。有時候一個發明的成功,並不取決於某種思想,而是一個工具的完成。」 x0dx0a x0dx0a英國的崛起與擴張,靠的是對外貿易。楊教授認為,英國工業革命歸功於兩點:一點是一場能源革命,通過蒸汽機的使用,它就可以把煤用在工業方面,解決了能源問題;另一點是亞當·斯密的《國富論》發表,他徹底批判了重商主義的商業原則,提出了自由主義商業原則,為當時的政府政策和企業經營方式提供了理論基礎。 x0dx0a x0dx0a回顧西方殖民主義擴張歷史,楊教授說:「葡萄牙和西班牙對外擴張,還是尋找黃金和香料的慾望,因為盛傳在東方有很多黃金,需要黃金也是跟東西方貿易有直接關系,因為西方人需要東方商品,尤其是香料。歐洲人主要在寒溫帶,大部分牲畜在入冬之前都要宰殺,然後將肉腌制起來備冬天食用,腌制的時候不僅需要鹽,也需要香料。所以,香料對他們來說是生存必需品,他們甚至為了香料發動戰爭,因此東西方貿易總處在逆差狀態。英國跟中國、印度的貿易需要用黃金、白銀來支付,因為中國不需要他們的商品。葡萄牙和西班牙在這一點比他們先走了一步,因此他們在拉美發現大量的黃金和白銀,這是早期擴張。在葡、西地理大發現、開始海上貿易的時候,英國擅長的是海盜,在半路攔截葡、西的海船,並且因此發了大財。當時有個布萊克船長,由於他在海上組織海盜活動比較出名,最後被封為海軍上將。 x0dx0a x0dx0a葡萄牙、西班牙是掠奪式的,西班牙人曾經干這樣的事情,南美都是部落酋長制,他們到那裡就把酋長抓起來,關到一個籠子里,抬到部落里,只要你們把這么大的籠子里裝滿黃金、白銀,我們就把酋長放出來。結果他們就回到家裡把黃金白銀拿出來往籠子里裝。葡、西是枯竭性掠奪,把拉美當地的居民變成勞動力,然後讓他們開采黃金,這樣的殖民地越來越萎縮。經濟萎縮根本就買不起他們的東西。所以,葡、西拿到了黃金白銀只能用來戰爭,想建立對歐洲大陸的霸權,結果把自己消耗光了。 x0dx0a x0dx0a而英國主要通過商品貿易,所以英國改變了資本主義掠奪方式,他就是要把自己的商品打到越來越多的市場上去。英國的殖民地主要在北美洲,他把居民移居過去,然後在那裡建立殖民地,從此讓殖民地也得到相應發展。所以這些殖民地後來都成為他們重要的市場,他們和殖民地之間的關系是貿易關系。這樣一種貿易關系當然有剝削在裡面。這樣一來,就使殖民地地區越來越發達,人口越來越多,收入越來越多,他們能夠買英國的商品,原料和資本都解決了。英國就是通過這樣的商業活動為他後來工業革命奠定了基礎。 x0dx0a x0dx0a殖民地地區經濟發展起來,雖然對英國貿易有好處,但是無可避免地會應用到新技術,這反過來肯定會對英國貿易帶來挑戰,對此,楊教授說:「英國對殖民地採取歧視政策,他允許殖民地工業發展,但是能和英國競爭的工業,他不讓發展。比如造船,他允許殖民地造船具,但是鐵釘絕對不讓生產。因為如果他們生產鐵釘,冶鐵業就會發達,就會跟英國產生競爭,所以歷任首相都不允許殖民地生產一顆鐵釘。如果從一個長期歷史發展看,這就是造成了國際性勞動分工不同。蒸汽機發明後,英國不許蒸汽機出口,1810年前後,英國頒布了一個法令,凡是蒸汽機和機器出口的,處以死刑。所以德國人採取的辦法就是把威爾金森請過去,在那裡辦個工廠。盡管英國採取了極端的措施來禁止蒸汽機出口,但是技術的傳播是無法禁止的,後來英國也沒辦法,這條法令也就鬆弛下來了。因為自從英國有了這種機器發明,並且使他的工業成為一個類型不同的工業,因此其他國家都看到了,這是一個學習的榜樣。而且,你不學習就是個生存的問題了。比如法國,他的海外市場全部被英國人佔領了,拿破崙搞大陸封鎖,結果也把法國跟加勒比海地區的貿易關系斷掉了,除了歐洲市場,海外市場幾乎全部沒有了,這可以說是拿破崙失敗的重要原因,因為他沒有把戰爭持續下去的經濟能力。拿破崙戰爭給人帶來的啟示是,過去誰有一支強大的軍隊誰就能打贏戰爭,從拿破崙戰爭開始,誰能把戰爭進行到最後,誰就是贏家,這靠的是工業實力。」
4. 瓦特是怎樣改造蒸汽機的它的優點是
為了進一步改造蒸汽機,瓦特吸取了德國人洛伊波爾德在1772年提出的利用排氣閥使氣缸連續往復運動的原理,開始了雙作用式蒸汽機的研製工作。瓦特經多次試驗,終於使用飛輪和曲摜把活塞的往復運動變成圓周運動,試驗獲得成功。但是瓦特在申請專利之前,消息被泄漏,瓦特發明的使活塞的往復運動轉變為旋轉運動的曲柄連桿機構已被皮卡德搶先申請了專利。
5. 關於蒸汽機
當然是渦輪式的蒸汽輪機
最早的熱機原理是我國的走馬燈,走馬燈也是渦輪機的萌芽。最初的熱機是火葯內燃機,由荷蘭物理學家惠更斯在1680年提出,這種發動機就是利用火葯的爆燃來推動活塞做功的,但是,這種機械只停留在理論上,並沒有搞出來。值得中國人(學機械的)注意的是:往復式活塞內燃機的主要機構都是中國最先發明的!比如:缸體---中國最先製造的大炮於1332年鑄成,往復活塞、曲柄連桿機構、飛輪等都是我國首創。
火葯內燃機雖然沒有搞成功,但是為未來的蒸汽機產生了巨大的促進作用。
1690年,惠更斯的助手佩本設計出了用蒸汽做功的活塞式發動機,這個發動機尚不能用於實際生產,作為工業動力源。
1698年,英國的軍事工程師薩弗里發明了一個使用蒸汽為礦井抽水的機器,它可以抽出地下10米深的水。這台機器實際上就是第一台用於工業生產的蒸汽機。
1711年,紐可門(英國)製造出更好的抽水蒸汽機,其性能有了較大的突破。從1772年起,幾乎全英國的礦井都使用這種蒸汽抽水機。
1768年,英國技工瓦特發明了熱效率更高的近代蒸汽機,因此被人們譽為「蒸汽機的發明人」。
總的來說,蒸汽機是產生於18世紀的英國。但是,蒸汽機存在著體積龐大,熱效率不高的缺陷。
由於19世紀中葉卡諾(法國人)、邁爾(德國)、格羅夫(英國)、焦耳(英國)、克勞修斯(德國)、湯姆生(英國)等人提出並完善了熱力學,同時用鋼鐵製造的精密機械已經開始出現,從而解決了製造精密圓柱體和螺絲等零件的問題,使得內燃機的研製進程大大加快。
1860年,法國人雷諾製造出第一台可以實用的內燃機。這是一台二沖程、無壓縮、電點火的煤氣機。
1862年,法國工程師德羅沙提出等容燃燒的四沖程循環原理,加上這個時候轉爐、平爐煉鋼法已經相繼出現,為內燃機製造提供了可靠的原材料----低碳素鋼。
1872年,德國鍾表匠雷特曼製成了第一台四沖程煤氣內燃機。
1876年,德國人奧托研製成功一台熱效率達到14%的往復式活塞四沖程內燃機,此後,奧托又把內燃機的熱效率提高的20%以上,這種內燃機,就是現在的汽油發動機的雛形。奧托也被稱為「四沖程內燃機發明人」。
1881年,工程師克拉克研製成兩個汽缸的內燃機。此後不久,汽油機正式出現了。
1897年,完全依靠壓縮著火的柴油機出現了,它比汽油機機構跟簡單,燃料更便宜。柴油機熱效率達到26%,它的發明人是德國人狄賽爾。因此,現代汽油發動機也稱為奧托發動機,柴油機稱為狄賽爾發動機。
狄賽爾的發動機並不完善,還不能方便地利用到工業生產中,直到20世紀20年代發明燃油噴射系統後,柴油機才開始廣泛地運用到各種動力機械中!本書的設定在這里需要書友們注意。根據對燃油噴射裝置的技術要求分析,燃油噴射泵完全可以在1902年製造出來,只是當時沒有人發明這個簡單的裝置而已。也就是因為這樣,造成了大型的戰艦很少配置柴油動力的現象。實際上當時的柴油機在加上燃油泵和渦輪增壓裝置以後,完全可以替代蒸汽機和汽輪機,而且採用彈性安裝法以後,裝備柴油機的戰艦不會出現主機過載和主軸過熱的通病。柴油機的優點是省油(航程大),啟動迅速(蒸汽機和汽輪機需要預先提升蒸汽壓力),缺點是機構相比之下復雜了一些(不計算汽輪機鍋爐部分的情況下),但是用現代(1950年)裝備柴油機和汽輪機的艦船比較,裝備柴油機的艦船維護費用比汽輪機艦船少14%左右。其次,柴油機在沒有強化的條件下(增加噴射壓力是最簡單的強化手段),單台推力比汽輪機要小,加速沒有汽輪機快。
1903年,柴油機用於輪船,1908年,柴油機成為潛艇主動力,1912年,柴油機驅動的遠洋巨輪建造成功。
20世紀初,往復活塞式的蒸汽機在船舶上逐漸被渦輪式的蒸汽輪機(汽輪機)取代,蒸汽輪機比活塞式蒸汽機熱效率更高(35%),單位體積能提供的推力更大,因此汽輪機到60年代一直成為大型船舶的主要動力。同時代的柴油機因為強化程度低而主要用於中、小型船舶。汽輪機首先由法國的拉瓦爾於1889年發明,到20世紀初,汽輪機已經能夠輸出6500馬力,相當於4800千瓦。而實際上,當汽輪機鍋爐燃料採用煤炭、燃油混合動力,優化飛輪和傳動結構後,後來的汽輪機輸出功率成倍提升。