热机的历史和定义

公元一世纪，亚历山大·希罗设计了蒸汽机的原型。

1698年，托马斯·萨维利做了一台蒸汽机水泵。

1712年，英国人托马斯·纽考门改进的蒸汽机效率非常低，只能用于煤矿排水。

1764年，英国人詹姆斯·瓦特在修理纽考门蒸汽机时，对这种机器产生了兴趣。

对考盖特机进行了非常重要的改进，制造出了第一台具有实用价值的蒸汽机。

瓦特不是发明蒸汽机的第一人。

瓦特的第一个重大创新是增加了一个独立的冷凝室，在1769获得了专利。

他还将蒸汽缸与外界隔绝，并于1782年发明了双作用发动机。

加上一些小的创新，这些发明使蒸汽机的效率提高了至少四倍。

实际上，效率的提高意味着一台华而不实的设备和一台极具工业价值的机器的区别。

1781年，瓦特还发明了一套齿轮，将蒸汽机的往复运动转化为旋转运动。

这套齿轮增加了蒸汽机的使用。

瓦特还发明了离心调速器(1788)、压力计(1790)、计数器、指示器、节流阀等许多能自动调节蒸汽机运转速度的仪器。

瓦特本人并没有很好的商业头脑。

然而，在1775年，他与一位非常能干的商人兼工程师马洛·伯顿合伙成立了瓦特-伯顿公司。

公司生产了大量的蒸汽机，两个股东都变得富有。

蒸汽机的重要性怎么估计也不过分。

当然，许多其他发明出现在工业革命中，如采矿、冶炼和许多工业机械。

其中的几项发明，如滑轮梭子(约翰·凯，1733)和勒尼纺纱机(詹姆斯·哈格雷夫斯法，1764)，都是在瓦特开始之前出现的。

其他的大部分发明都只代表微小的变化，没有一项能单独在工业革命中起到决定性的作用。

但是，蒸汽机不一样。它起着关键的作用。没有它，工业革命将面目全非。

在它之前，风车和水车虽然有一定的用途，但主要的动力源一直是人体，严重限制了工业生产力。

随着蒸汽机的发明，这种限制被消除了。

现在有巨大的能源可供生产，产量也大大增加了。

1973的石油禁运让我们意识到能源的缺乏会多么严重地阻碍工业的发展。这段经历会让我们意识到瓦特的发明对工业革命的意义。

蒸汽机除了作为工厂的动力之外，还有许多其他重要的用途。

1783年，Juferroy Dabans侯爵成功使用蒸汽机驱动轮船。

理查德·特雷维西克制造了第一辆蒸汽机车。

然而，这两种模式在经济上并不成功。

然而，在几十年内，轮船和铁路彻底改变了陆路和水路运输。

从历史上看，工业革命几乎与美国革命和法国革命同时出现。

虽然当时人们对工业革命似乎还没有一个清晰的认识，但今天我们可以看到，它在人类日常生活中的作用显然要比那两次伟大的政治革命重要得多。

因此，詹姆斯·瓦特是历史上最有影响力的人物之一。

1824年，法国人萨迪·卡诺发表了热机的经典理论——卡诺循环原理。

1876年，德国人尼古拉·奥古斯托发明了四冲程燃气发动机。

压缩比约为2.5，其热效率为10 ~ 12%。

1883年，法国人G·戴姆勒制造了一台热管点火的立式汽油机。当时内燃机最高转速只有200转/分，而他做的汽油机居然达到了1000转/分。1887，发动机安装在一辆车上。

1890年德国K奔驰也在研究高速内燃机。

他发明了火花点火法，使汽油机达到了与今天汽车汽油机几乎相同的类型，高速发动机发展迅速。

1897年，德国人Rudorf Diesel发明了压燃式柴油机。

当时机器转速达到172RPM，输出14.7kW，热效率达到26.2%，是当时热效率最高的。

1926年设计了一种废气涡轮增压器，利用废气能量压缩进气，但当时还无法制造出性能良好的涡轮增压器，因此增压技术多年未能普及。

二战后，随着废气涡轮的研究，在耐热材料和压缩机方面取得了显著进展。

1950左右才采用增压柴油机。

现在的船用柴油机几乎已经达到了“无机非增压”的水平，因为增压可以增加1-3倍的功率！