什麼是動力機械

將自然界中的能量轉換爲機械能而作功的機械裝置。

簡史

早在公元1世紀，亞歷山大的希羅已論述了用水力、風力和熱空氣推動的機械。後來人們開始在生活和生產活動中運用利用風能和水能的風帆、風車、水車、水磨等。18世紀末蒸汽機問世，進一步開拓了化學能的利用，大大地提高了勞動生產率，導致了工業革命。19世紀末，內燃機的發明和應用爲汽車、機車、船舶提供了動力，並導致飛機的發明，使人類交通運輸業的面貌發生了巨大的變革，更促進了機械製造業的巨大發展。19世紀末至20世紀初，隨着汽輪機、燃氣輪機、噴氣式發動機、火箭發動機的發明，交通工具的速度大大提高，人們的交往更加方便，人類活動的領域更加開闊，航天事業得以開拓，從而進一步帶動和促進了其他科學和工業部門的發展。

動力機械深刻地影響着人類生產力的發展，但是，動力機械的噪聲、特別是熱力發動機的排放物又給人類造成了日益嚴重的公害。

分類

動力機械按其將自然界中不同能量轉變爲機械能的方式可以分爲風力機械、水力機械和熱力發動機3大類。

風力機械

有風帆、風車（風力機）、風磨等。20世紀出現直接應用風力的發電裝置，但受到自然風區分佈的限制。一般認爲風速應大於 4米／秒纔有利用價值。據估計，地球上蘊有風能約達10吉瓦，已經利用的不及百分之一，故風能大有開發的前景。

水力機械

有水車、水磨、水輪機等。20世紀以來，利用水輪機發電的水電站日益增多，因爲水電站具有運行費用低、無污染、取用不竭等優點。但是興建水庫、水壩，初始投資較大、建設時間較長，而且對生態平衡、地質力態平衡也有影響。中國水能蘊藏量約爲 680兆瓦，居世界之首，很有開發和利用的餘地。

熱力發動機

熱力發動機包括蒸汽機、汽輪機、內燃機(汽油機、柴油機、煤氣機等)、熱氣機、燃氣輪機、噴氣式發動機等。在工業、農業、交通、採礦、兵工等部門，內燃機的應用最爲廣泛。船舶、機車、汽車、拖拉機、物料搬運機械、土方機械、坦克、排灌機械、摩托車、電影放映機、航空模型、小型發電裝置無不以內燃機爲動力。

（1）汽油機：以汽油爲燃料，採用電點火，轉速一般在3000～6000轉／分，甚至高達每分萬轉。功率由幾百瓦至幾百千瓦。在農林方面廣泛用作採茶機、割草機、機鋤、噴藥機、割灌機、機鋸等的動力；在交通方面用作摩托車、汽車、小艇的動力。此外，用於通信和電影放映機的小型發電機組，採礦用鑿岩機、建築用打夯機等，無不以小型汽油機作動力。早期的飛機曾以大型汽油機爲動力，後已基本上爲渦輪機，特別是噴氣式發動機所取代。汽油機的排放物對人類環境的污染毒害十分嚴重。

（2）柴油機：以柴油爲燃料，利用壓縮熱自燃，轉速一般在百餘轉至五、六千轉每分，功率由幾千瓦至數萬千瓦。廣泛用作汽車、拖拉機、坦克、船舶、軍艦、機車、發電機組、物料搬運機械、土方機械等的動力。60年代以來，由於世界性的石油危機，以及柴油機具有較高的熱效率，柴油機的應用範圍也日益擴大。一些過去採用汽油機的領域，如小轎車、輕型卡車等採用柴油機作動力的日漸增多。

（3）煤氣機：以煤氣、天然氣和其他可燃氣體爲燃料，有采用電點火的，也有采用噴入少量柴油壓燃引火的。由於氣體燃料來源的限制，加上煤氣機本身體積大、攜帶困難等原因，它的應用遠不及汽油機、柴油機廣泛。煤氣機大多應用於固定式動力裝置，但也有將氣體燃料裝囊，或液化裝瓶以用於運輸車輛的，但因使用不便，未能推廣。

（4）蒸汽機：把蒸汽中的熱能轉化爲機械能的熱力裝置。由於效率過低，除在少數國家仍用於機車外，已基本被淘汰。

（5）汽輪機：廣泛用於大型發電機組和大型船舶的動力裝置。

（6）熱氣機：或稱斯特林發動機。以空氣、氫和氦等作爲工質、按回熱閉式熱力循環進行週期性的壓縮和膨脹而作功的熱力發動機。熱氣機是外燃機，可以採用多種燃料，同時還具有噪聲低、振動小和排污較少等優點。主要缺點是散熱器大、密封困難和成本較高。仍處於研製階段，尚未推廣應用。

（7）燃氣輪機：以燃料燃燒產生的燃氣直接推動渦輪作功的裝置。轉速可高達數萬轉每分，效率也較高。燃氣輪機分爲開式循環和閉式循環兩種，多用作發電機組、船舶、機車和飛機的動力。

（8）噴氣式發動機：利用燃料燃燒氣體排出過程中所產生的反作用力作功的熱力發動機，主要用於航空和航天方面。噴氣式發動機可以分爲兩大類，即空氣噴氣式發動機和火箭噴氣式發動機。從外界吸入空氣作爲工質、以空氣中所含的氧作爲氧化劑的噴氣式發動機稱爲空氣噴氣式發動機。它又可分爲無壓氣機空氣噴氣式發動機和有壓氣機空氣噴氣式發動機兩種。現代航空上採用最廣的燃氣輪噴氣式發動機就屬於後一種。燃料和氧化劑都由發動機或飛行器本身隨帶的噴氣式發動機稱爲火箭噴氣式發動機，或簡稱火箭發動機。按其所用燃料分固體燃料火箭發動機和液體燃料火箭發動機兩種，它們主要用作兵器和航天飛機的動力。