1. 蒸汽机在人类历史中起了什么样的重要作用呢,为什么蒸汽机有这么高的一个历史评价呢
蒸汽机的应用具有划时代的意义,对人类社会的各个方面都产生了极其深远的影响,到了20世纪乃至今天也没有完全失去其作为动力机的意义。正如马克思所说,蒸汽机的发明与应用,在短时间内改变了整个世界的面貌.
一.促进了交通运输业的革新。蒸汽动力的应用,根本改变了交通运输技术的面貌,直接导致了蒸汽机车、轮船的发明,带动了铁路的出现,美国人富尔顿建成的汽船开创了世界航运史上的新时代.英国人斯蒂芬逊制成的蒸汽机车,开辟了陆上运输的新纪元。19世纪40年代后英国出现了铁路建设的热潮,美、法、德、俄等国也着手兴建铁路,很快形成了全国铁路网。为社会生产和人们交往提供了更为快捷便利的条件.
二.带动了许多工业部门的发展。到19世纪40年代,欧洲国家和美国都普遍推广使用了蒸汽机.蒸汽机不但首先在纺织、采矿业中得到广泛应用,而且还被推广到冶金、印染、机械、化工等一系列工业部门,加快了工业革命的步伐,从而引发了人类历史上科学技术的第四次重大进步(有史以来的第四次产业革命)。
三.促进了近代城市的兴起. 蒸汽机的广泛使用,带动了机器技术体系的成熟及各类产业组织数量的增加,产业技术及机器生产向城市聚集,吸收了大量农业人口流入城市, 开始了近代意义上的城市化进程. 19世纪以来,英国的城镇数量和城市人口的增加非常迅速,近代城市大量兴起,城镇化运动加速,促进了城乡的经济文化交流。19世纪中期俄国的农奴制改革、美国的西进运动和内战、德意的统一及日本的明治维新使这些国家的城市化进程加快。
四.推进了生产力的发展.蒸汽机的应用是人类认识和利用自然力的一个大突破,是真正由原始社会征服火之后而征服自然力的第二次革命。它改变了人类以人力、畜力、水力作为主要动力的历史,使各种机器有了新的强大动力,从根本上改变了生产的面貌,提高了劳动效率,极大地解放了生产力,导致了人类历史上的第一次技术革命,完成了资本主义社会生产力的第一次飞跃.使人类社会开始进入以蒸汽为动力的时代.
五.推动了生产方式的进步.蒸汽机的应用为实现由工场手工业向机器大工业的变革提供了强大杠杆。英国,法国、德国、荷兰、瑞典等国先后实现了从手工作坊到机械化大生产的变革,这是人类劳动组织形式的重大改变,在这之后才有了真正意义上的社会化大生产。工厂代替工场成为工业化生产的主要组织形式,不仅提高了生产管理的效率,而且使大批农民和手工业者成为雇佣劳动者,从而确立了资本主义的生产方式,人类社会也由农业经济时代进入工业经济时代。
六.引起了社会结构的变革.蒸汽机的应用和机械工业的发展,既造就了庞大的无产者队伍,同时也养肥了资本家,使社会阶级关系发生了重大变化,日益分裂成两大对立的阶级:工业无产阶级和资产阶级.无产阶级的贫困化使市场的扩张赶不上生产的增长,这就使“生产过剩”的经济危机不可避免。这种危机使失业工人激增,在业工人工资降低。为了反抗剥削和压迫,19世纪的英法等国爆发了宪章运动、里昂起义等工人运动,无产阶级革命运动高涨.
七.加快了世界一体化进程.由于轮船、火车的应用并延伸到世界各地,使世界真正认识到铁路运输和轮船航运是工农业生产和社会交往的动脉,具有巨大优越性。这就把过去分散、孤立的地区和国家联结起来,加强了世界各国各地区间的相互联系,使人类生活世界的空间距离大大缩小,使全球经济联成一体,促进了资本主义世界市场的形成,极大地推进了世界经济的发展.
八.导致了世界格局的变化.蒸汽机的应用壮大了工业资产阶级的力量,使资产阶级有能力按照自己的意愿去征服世界. 西方国家对弱小国家或民族的殖民征服,使殖民地半殖民地被卷入资本主义世界体系,造成了东方从属于西方的国际关系格局.19世纪中期形成了以英国等少数国家为中心,以亚、非、拉广大地区为边缘地带的世界格局.
九.推动了政治领域的变革.蒸汽机的应用促进了资本主义经济的发展,引发出一系列的革命与改革,资产阶级革命和改革运动成为世界历史发展的主流(1848年欧洲革命、俄国农奴制改革、德、意统一、美国内战、明治维新).
十.给东方国家造成双重性影响.一是加剧了东方的贫困落后,给当地人民带来祸害和苦难,引发了民族解放运动.二是破坏了东方传统的社会经济结构,传播了新兴的资本主义生产方式和思想观念,有利于社会的进步。如中国魏源的<海国图志>介绍了西方的蒸汽机, 洋务运动引进蒸汽机器?以蒸汽机为动力的近代军事工业和民用工业创办起来;以蒸汽机为动力的轮船与军舰出现,外商企业、洋务企业、民族资本主义工业等近代经济成份相继出现。
2. 内燃机和蒸汽机有什么区别
内燃机和蒸汽机的区别有:
1、发明者不一样:世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗(Hero of Alexandria)于1世纪发明的汽转球(Aeolipile),这是蒸汽机的雏形。内燃机的发明者是卡尔·本茨,发明与19世纪80年代左右。
2、含义不一样:蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。内燃机,是一种动力机械,它是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。
3、分类不一样:内燃机根据所用燃料分:,可分为汽油机、柴油机、天然气(CNG)、LPG发动机、乙醇发动机等,另有双燃料发动机(al fuel engine)和灵活燃料发动机(Bi-fuel engine)。蒸汽机按排汽方式和排汽压力可分为凝汽式、大气式和背压式。
3. 瓦特蒸汽机的广泛应用有什么意义
蒸汽机的历史意义,无论怎样夸大也不为过x0dx0ax0dx0a“蒸汽机的历史意义,无论怎样夸大也不为过。”——《全球通史》作者L.S.斯塔夫里阿诺斯 x0dx0a x0dx0a瓦特从开始改良蒸汽机到最后研制成复动式蒸汽机,前后花了30多年,仅在解决活塞与汽缸之间的漏气问题上,瓦特就反复试验了很长时间。这也说明了一个问题:蒸汽机的发明对世界来说是多么重要,人们好像一直在等待瓦特的成功。不仅仅是瓦特的合作伙伴马修·博尔顿,全世界都在等待蒸汽机带来的奇迹。 x0dx0a x0dx0a第一次工业革命始于18世纪的英国,“珍妮纺纱机”、“骡机”的出现,提高了纺织品的产量和质量,为英国全球贸易和扩张提供了一次加速,这也使英国与其他强国之间的经济实力差距拉大。蒸汽机出现后,英国已经把其他国家远远地甩在后面。 x0dx0a x0dx0a1712年,苏格兰铁匠纽克曼发明了空气蒸汽机。瓦特是在几十年后在格拉斯哥大学做修理工的时候才第一次见到纽克曼蒸汽机模型,从此,他便开始研究如何让这台笨拙的机器变成“永动机”。 x0dx0a x0dx0a蒸汽机究竟如何改变了人类历史,它在当时的工业革命中起到哪些关键作用?记者采访了南京大学历史系教授杨豫教授。 x0dx0a x0dx0a杨教授说:“瓦特蒸汽机的发明严格意义上说不是发明,它是改良。18世纪60年代瓦特在纽克曼蒸汽泵的基础上改良成功。这种纽克曼蒸汽泵又称‘火机’,它发动起来浑身冒火,主要在矿山上使用,是抽水用的,所以又叫‘矿工之友’。它和泵连在一块,所以体积很大。” x0dx0a x0dx0a由于这台机器的局限,几十年来,它一直只用来抽水用,并没有广泛应用于其他方面,“英国的煤田有个特点,都在海平面以下,矿山积水非常严重。矿山要解决一个问题就是先把水抽干,才能够把煤挖掘出来。所以纽克曼的蒸汽机主要用于矿山,当然还有一个用处就是用在盐田,也是抽水用。这个蒸汽机的最大缺点就是热效率太低,要用大量的燃料。用在煤矿没问题,煤矿有煤,即便效率低也没关系。瓦特想改良这个蒸汽机,主要是想怎么用作一种动力。60年代他改良成功了,这次改良成功的还是单动式的,就是来回运动的蒸汽机,还是不能给机器提供动力,因为机器动力需要圆周运动。他把单动式变成联动式花了20年时间。他用分离汽缸的方式,再加上一个冷凝器,就提高了它的热效率。这个改良后的单动式蒸汽机就可以离开煤矿了,用在其他地方。联动式蒸汽机的出现,就可以替代人的动力、水动力,可以驱动机器了。所以这个发明在整个英国工业革命期间,是一件很重要的事情。”杨教授说。 x0dx0a x0dx0a英国有丰富的煤铁资源,但是煤矿、铁矿大都在丘陵和山区,一些工业城市往往根据矿山分布而发展。随着工业化规模扩大,摆在英国人面前的一大问题就是交通,如何解决原料地之间的交通问题很关键。杨教授说:“过去,英国交通主要是靠人力、畜力、水力,水力比人力、畜力先进一些,但水力有一个问题,它必须有落差,有落差才能带动水轮,水轮才能带动机器。水力一般用在粮食加工,而且主要在山区,到了平原就不行了。在平原,如果筑坝来制造落差,又会影响交通,因为英国的水运很重要,这就影响了英国的工业分布。英国的工业发源于丘陵和山地地区,靠近煤田,于是跟市场之间的距离很远。英国随着新工业中心形成后,怎么解决与市场之间以及同其他原料地之间的距离的交通问题?一些工厂就会考虑它要重新布局。如果没有这样的蒸汽机提供动力,它就不能离开山区”。这样,蒸汽机就带动了英国交通革命,“交通革命主要有三个方面,运河、公路、铁路。在18世纪90年代修成了英国大连接运河,所谓大连接运河,就是把西海岸和东海岸连通了。大连接运河的修成意味着英国将所有的运河都连到一起,运输比以前方便多了。运河的连通,反过来对铁等原料又有新要求,比如涵管、大坝,都需要铁,另外还有公路。英国的公路国家不管,每段公路都由地方管,但是地方又没有钱修路,所以公路状况很糟。在运河热的同时,也出现了修公路的热潮,主要是一些贵族在修路。公路修好了,运河连接好了,整个英国交通就四通八达了”。 x0dx0a x0dx0a虽说“珍妮纺纱机”的出现带动了第一波英国工业革命,提高了生产效率和棉纱质量,但当时英国生产的棉纱和中国、印度的棉纱比,还有很大差距,在市场上缺乏竞争力。但是,当蒸汽机与纺织机结合在一起,就完全不一样了。“蒸汽机的动力解决了纺纱中的质量问题。”杨教授说,“ 当时英国纺纱的主要原料是亚麻和棉花,用手工纺织,纺出来的棉纱粗细不均匀,拧得不紧,因为纺的时候全部靠手感。这样织出来的棉布比中国和印度的差远了。中国和印度有长期纺织的基础,加工水平远比英国高。所以英国棉纺织业发展受到的最大威胁是来自印度和中国,英国要稳稳占住市场,非解决纺织质量这个问题不可。另外从技术上讲,手纺的纱由于质量差,尾线一定要用亚麻线,进线要用棉线,所以纺出来就像混纺的一样,一下水就会皱起来,这是一个缺点,还一个缺点就是不易染色,亚麻和棉花混在一起,一染的话就花了。中国的棉布在英国有个专门的名词叫‘印染布’,可以染上均匀的颜色。” x0dx0a x0dx0a杨教授还介绍说,以前英国最擅长制造的是呢绒布,因为英国盛产羊毛,但是18世纪开始,他们的市场主要是热带和亚热带地区的殖民地,所以呢绒就没有市场了。蒸汽机用于纺织业,使英国经济如虎添翼。 x0dx0a x0dx0a棉纺织业技术进步,使生产率大大提高,产品价格也大大下降,1786年,英国棉纱每磅是38先令,1800年下降到9.5先令,1830年又降到3先令,这对欧洲大陆的棉纺织业的冲击是致命的,中国和印度出口到英国的棉纺织品从此也就失去了竞争力。英国不用再发愁如何把呢绒布倾销到热带、亚热带殖民地地区了,因为棉纱可以卖到世界各地。 x0dx0a x0dx0a另外,杨教授还提到:“蒸汽机为棉纺织厂提供了动力,这样棉纺织厂就可以搬到平原,它摆脱了对水动力的依赖。由于蒸汽机的使用,使机器的构件发生了本质变化。比如珍妮纺纱机原来是木质的,如果用蒸汽机带动的时候,木头就不行了,它就需要用铁来制造,这样对铁的需要就非常大了。” x0dx0a x0dx0a“英国的冶铁业一向不发达,英国有丰富的煤矿,但都属于深层煤矿,需要蒸汽机抽水。另外,英国铁矿储量大,但是他的铁矿石含磷、硫等杂质太多,所以要把生铁变成熟铁就不行。当时英国生产机器的生铁大都从瑞典、俄国进口,他们要用大量原料把生铁换回来。英国靠蒸汽机解决了这个问题,在冶铁过程中,鼓风机由蒸汽机带动。在这个过程中他们有两个重要发明,一个叫‘搅炼法’,一个叫‘碾压法’,这两个环节都需要蒸汽机,可以去除杂质,这样炼出来的铁就可以做机器部件了。从此,他们基本上摆脱了对瑞典、俄国生铁的依赖,这一点对英国的贸易来说很重要。”杨教授说,“冶铁业的发达,反过来对蒸汽机的要求就大了,这样就形成了一种互相拉动。还有纺织机,使用蒸汽机作动力后,最开始1个头,后来8个头、64个头、108个头,机器越做越大,这样又推动铁的生产。英国工业革命是从纺织机开始的,但到了19世纪前10年开始,他的重心就转到冶铁上了,冶铁就成了他们最重要的部门。还有运河中的涵管,以前涵管都是用砖砌出来的,后来就必须用铁制涵管。工厂的机器越来越大,厂房就要变大,很多东西都要用铁,这样才会结实。这样,英国的工业部门内部就产生了相互需求。这个需求对生产的发展和对技术的发展产生了巨大动力。我们看这个过程不要看结果,好像蒸汽机提供了动力,不是这样,它是把整个经济的运行方式给改变了。” x0dx0a x0dx0a1800年左右,英国的煤和铁的产量比世界上其他地区产量的总和还要多,19世纪中叶之后,产量达到了世界总产量的2/3,当时英国是世界上唯一的钢铁出口国。1826年,英国已经拥有1500台蒸汽机,到19世纪中后期,蒸汽机在英国已经完全代替了水力。杨教授说:“到19世纪20年代以前,英国蒸汽机的生产还是个别订货。比如你需要一台蒸汽机,就可以到瓦特的公司订购,然后他们会去工厂实地考察,造好了之后运过去。20年代以后才开始批量生产。这时欧洲大陆也看到英国机器制造业的发展,这样就开始从英国订货。英国就以机器制造业这个行业占领欧洲市场。” x0dx0a x0dx0a“铁路也是这样,史蒂芬孙第一次修建铁路的时候人们也是无法想象,甚至认为这个人是个怪人,他走在街上有人从后面用石头打他。铁路的修建也是为了解决原料运输问题,当时的蒸汽机车就像一个大茶壶一样,人们想象不出来这么大的东西怎么会动。”1814年,史蒂芬孙制造了第一台蒸汽机车,并运送货物成功。到 1850年,英国铁路总厂已经超过了2.35万公里。 x0dx0a x0dx0a“英国有了蒸汽机之后,他的生产基本上就是机器生产,这期间欧洲大陆还停留在手工生产阶段。更重要的是随着蒸汽机的使用,蒸汽机跟工厂联系在一起,工业结构发生了根本性变化,劳动出现分工,生产效率就提高了。仅仅十几年时间,就把英国和欧洲大陆的生产水平拉开了,完全是两个等级,英国产品打到任何市场都不怕。这样英国就可以改变整个外交战略,他可以推行自由主义贸易,英国跟所有国家说,你的商品到我这里免税,我的商品到你那里,也要免税。为什么英国推行自由主义贸易?就因为他们有这个实力。这样一来,英国产品就把欧洲大陆国家的产品基本上排挤出去了。有这样一个例子,拿破仑战争期间,他搞了一个大陆封锁政策,他发布了《米兰赦令》和《柏林赦令》,这两个赦令的目的是封锁英吉利海峡,不允许英国商品进入欧洲大陆。但英国商品太便宜了,所以很多国家都搞走私,把英国商品偷偷运到欧洲大陆。所以那段时间走私贸易非常猖獗,到了什么程度?拿破仑的士兵穿的服装都是英国造的。最后拿破仑也没办法了。”杨教授说。 x0dx0a x0dx0a瓦特蒸汽机在改良过程中汽缸密封问题一直没有解决,最后他还是通过军工技术解决了这个问题。杨教授提到:“英国的阿森纳是生产军工产品的兵工厂,它对英国的技术发展起到很大推动作用,而且是相互推动的作用。阿森纳工厂有个工程师叫威尔金森,他发明了一个镗床,这个技术是用于大炮上的,这个技术发明后,一直保密。后来瓦特把这个技术用在蒸汽机上,用镗床来造汽缸。这样才解决汽缸与活塞之间的漏气问题。有时候一个发明的成功,并不取决于某种思想,而是一个工具的完成。” x0dx0a x0dx0a英国的崛起与扩张,靠的是对外贸易。杨教授认为,英国工业革命归功于两点:一点是一场能源革命,通过蒸汽机的使用,它就可以把煤用在工业方面,解决了能源问题;另一点是亚当·斯密的《国富论》发表,他彻底批判了重商主义的商业原则,提出了自由主义商业原则,为当时的政府政策和企业经营方式提供了理论基础。 x0dx0a x0dx0a回顾西方殖民主义扩张历史,杨教授说:“葡萄牙和西班牙对外扩张,还是寻找黄金和香料的欲望,因为盛传在东方有很多黄金,需要黄金也是跟东西方贸易有直接关系,因为西方人需要东方商品,尤其是香料。欧洲人主要在寒温带,大部分牲畜在入冬之前都要宰杀,然后将肉腌制起来备冬天食用,腌制的时候不仅需要盐,也需要香料。所以,香料对他们来说是生存必需品,他们甚至为了香料发动战争,因此东西方贸易总处在逆差状态。英国跟中国、印度的贸易需要用黄金、白银来支付,因为中国不需要他们的商品。葡萄牙和西班牙在这一点比他们先走了一步,因此他们在拉美发现大量的黄金和白银,这是早期扩张。在葡、西地理大发现、开始海上贸易的时候,英国擅长的是海盗,在半路拦截葡、西的海船,并且因此发了大财。当时有个布莱克船长,由于他在海上组织海盗活动比较出名,最后被封为海军上将。 x0dx0a x0dx0a葡萄牙、西班牙是掠夺式的,西班牙人曾经干这样的事情,南美都是部落酋长制,他们到那里就把酋长抓起来,关到一个笼子里,抬到部落里,只要你们把这么大的笼子里装满黄金、白银,我们就把酋长放出来。结果他们就回到家里把黄金白银拿出来往笼子里装。葡、西是枯竭性掠夺,把拉美当地的居民变成劳动力,然后让他们开采黄金,这样的殖民地越来越萎缩。经济萎缩根本就买不起他们的东西。所以,葡、西拿到了黄金白银只能用来战争,想建立对欧洲大陆的霸权,结果把自己消耗光了。 x0dx0a x0dx0a而英国主要通过商品贸易,所以英国改变了资本主义掠夺方式,他就是要把自己的商品打到越来越多的市场上去。英国的殖民地主要在北美洲,他把居民移居过去,然后在那里建立殖民地,从此让殖民地也得到相应发展。所以这些殖民地后来都成为他们重要的市场,他们和殖民地之间的关系是贸易关系。这样一种贸易关系当然有剥削在里面。这样一来,就使殖民地地区越来越发达,人口越来越多,收入越来越多,他们能够买英国的商品,原料和资本都解决了。英国就是通过这样的商业活动为他后来工业革命奠定了基础。 x0dx0a x0dx0a殖民地地区经济发展起来,虽然对英国贸易有好处,但是无可避免地会应用到新技术,这反过来肯定会对英国贸易带来挑战,对此,杨教授说:“英国对殖民地采取歧视政策,他允许殖民地工业发展,但是能和英国竞争的工业,他不让发展。比如造船,他允许殖民地造船具,但是铁钉绝对不让生产。因为如果他们生产铁钉,冶铁业就会发达,就会跟英国产生竞争,所以历任首相都不允许殖民地生产一颗铁钉。如果从一个长期历史发展看,这就是造成了国际性劳动分工不同。蒸汽机发明后,英国不许蒸汽机出口,1810年前后,英国颁布了一个法令,凡是蒸汽机和机器出口的,处以死刑。所以德国人采取的办法就是把威尔金森请过去,在那里办个工厂。尽管英国采取了极端的措施来禁止蒸汽机出口,但是技术的传播是无法禁止的,后来英国也没办法,这条法令也就松弛下来了。因为自从英国有了这种机器发明,并且使他的工业成为一个类型不同的工业,因此其他国家都看到了,这是一个学习的榜样。而且,你不学习就是个生存的问题了。比如法国,他的海外市场全部被英国人占领了,拿破仑搞大陆封锁,结果也把法国跟加勒比海地区的贸易关系断掉了,除了欧洲市场,海外市场几乎全部没有了,这可以说是拿破仑失败的重要原因,因为他没有把战争持续下去的经济能力。拿破仑战争给人带来的启示是,过去谁有一支强大的军队谁就能打赢战争,从拿破仑战争开始,谁能把战争进行到最后,谁就是赢家,这靠的是工业实力。”
4. 瓦特是怎样改造蒸汽机的它的优点是
为了进一步改造蒸汽机,瓦特吸取了德国人洛伊波尔德在1772年提出的利用排气阀使气缸连续往复运动的原理,开始了双作用式蒸汽机的研制工作。瓦特经多次试验,终于使用飞轮和曲掼把活塞的往复运动变成圆周运动,试验获得成功。但是瓦特在申请专利之前,消息被泄漏,瓦特发明的使活塞的往复运动转变为旋转运动的曲柄连杆机构已被皮卡德抢先申请了专利。
5. 关于蒸汽机
当然是涡轮式的蒸汽轮机
最早的热机原理是我国的走马灯,走马灯也是涡轮机的萌芽。最初的热机是火药内燃机,由荷兰物理学家惠更斯在1680年提出,这种发动机就是利用火药的爆燃来推动活塞做功的,但是,这种机械只停留在理论上,并没有搞出来。值得中国人(学机械的)注意的是:往复式活塞内燃机的主要机构都是中国最先发明的!比如:缸体---中国最先制造的大炮于1332年铸成,往复活塞、曲柄连杆机构、飞轮等都是我国首创。
火药内燃机虽然没有搞成功,但是为未来的蒸汽机产生了巨大的促进作用。
1690年,惠更斯的助手佩本设计出了用蒸汽做功的活塞式发动机,这个发动机尚不能用于实际生产,作为工业动力源。
1698年,英国的军事工程师萨弗里发明了一个使用蒸汽为矿井抽水的机器,它可以抽出地下10米深的水。这台机器实际上就是第一台用于工业生产的蒸汽机。
1711年,纽可门(英国)制造出更好的抽水蒸汽机,其性能有了较大的突破。从1772年起,几乎全英国的矿井都使用这种蒸汽抽水机。
1768年,英国技工瓦特发明了热效率更高的近代蒸汽机,因此被人们誉为“蒸汽机的发明人”。
总的来说,蒸汽机是产生于18世纪的英国。但是,蒸汽机存在着体积庞大,热效率不高的缺陷。
由于19世纪中叶卡诺(法国人)、迈尔(德国)、格罗夫(英国)、焦耳(英国)、克劳修斯(德国)、汤姆生(英国)等人提出并完善了热力学,同时用钢铁制造的精密机械已经开始出现,从而解决了制造精密圆柱体和螺丝等零件的问题,使得内燃机的研制进程大大加快。
1860年,法国人雷诺制造出第一台可以实用的内燃机。这是一台二冲程、无压缩、电点火的煤气机。
1862年,法国工程师德罗沙提出等容燃烧的四冲程循环原理,加上这个时候转炉、平炉炼钢法已经相继出现,为内燃机制造提供了可靠的原材料----低碳素钢。
1872年,德国钟表匠雷特曼制成了第一台四冲程煤气内燃机。
1876年,德国人奥托研制成功一台热效率达到14%的往复式活塞四冲程内燃机,此后,奥托又把内燃机的热效率提高的20%以上,这种内燃机,就是现在的汽油发动机的雏形。奥托也被称为“四冲程内燃机发明人”。
1881年,工程师克拉克研制成两个汽缸的内燃机。此后不久,汽油机正式出现了。
1897年,完全依靠压缩着火的柴油机出现了,它比汽油机机构跟简单,燃料更便宜。柴油机热效率达到26%,它的发明人是德国人狄赛尔。因此,现代汽油发动机也称为奥托发动机,柴油机称为狄赛尔发动机。
狄赛尔的发动机并不完善,还不能方便地利用到工业生产中,直到20世纪20年代发明燃油喷射系统后,柴油机才开始广泛地运用到各种动力机械中!本书的设定在这里需要书友们注意。根据对燃油喷射装置的技术要求分析,燃油喷射泵完全可以在1902年制造出来,只是当时没有人发明这个简单的装置而已。也就是因为这样,造成了大型的战舰很少配置柴油动力的现象。实际上当时的柴油机在加上燃油泵和涡轮增压装置以后,完全可以替代蒸汽机和汽轮机,而且采用弹性安装法以后,装备柴油机的战舰不会出现主机过载和主轴过热的通病。柴油机的优点是省油(航程大),启动迅速(蒸汽机和汽轮机需要预先提升蒸汽压力),缺点是机构相比之下复杂了一些(不计算汽轮机锅炉部分的情况下),但是用现代(1950年)装备柴油机和汽轮机的舰船比较,装备柴油机的舰船维护费用比汽轮机舰船少14%左右。其次,柴油机在没有强化的条件下(增加喷射压力是最简单的强化手段),单台推力比汽轮机要小,加速没有汽轮机快。
1903年,柴油机用于轮船,1908年,柴油机成为潜艇主动力,1912年,柴油机驱动的远洋巨轮建造成功。
20世纪初,往复活塞式的蒸汽机在船舶上逐渐被涡轮式的蒸汽轮机(汽轮机)取代,蒸汽轮机比活塞式蒸汽机热效率更高(35%),单位体积能提供的推力更大,因此汽轮机到60年代一直成为大型船舶的主要动力。同时代的柴油机因为强化程度低而主要用于中、小型船舶。汽轮机首先由法国的拉瓦尔于1889年发明,到20世纪初,汽轮机已经能够输出6500马力,相当于4800千瓦。而实际上,当汽轮机锅炉燃料采用煤炭、燃油混合动力,优化飞轮和传动结构后,后来的汽轮机输出功率成倍提升。