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發動機

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發動機Engine)是一种將能量從某一種形式轉化為機械能機器,是一種可將某種燃料能量轉化為方便且可控制的能量形式,通常為旋轉運動。“发动机”有时也被音译为“引擎”。

历史编辑

類型编辑

關於發動機的類型還沒有公認的分類標準,但大多數發動機都是利用特定物質(利如煤油汽油柴油或是煤炭)所蘊含的化學能,經燃燒作用產生熱能氣體,並利用它們產生力量推動機械設備。

在多種不同的發動機類型中,內燃機是直接在汽缸之內進行燃燒的一種型式,內燃發動機根又可分為最常見的往復式發動機:燃燒後的氣體推動活塞進行往復運動,活塞再透過曲軸(crank)將原本直線往復的動力輸出轉為旋轉運動,是今日汽車機車上最常見到的動力型式,早期螺旋桨飞机,部分小型船只和某些特殊情况下用来驱动发电机的发动机也都采用这种形式。除此之外也有德國汪克爾博士發明的直接採用不间断旋轉方式運動之汪克爾發動機(Wankel engine,又稱為轉子發動機),最早使用在德國NSU(Audi汽車前身之一) RO 80車款上[1],此種引擎馬力大但較耗油,目前只有日本馬自達(Mazda)車廠有在製造此類引擎並將之實用化。

外燃機是另一種常見的發動機類型,與內燃機相反,外燃機的燃燒過程發生在汽缸之外,例如一個外置的鍋爐中。鍋爐內燃燒產生的熱氣經管線導入汽缸或渦輪機(Turbine)內,推動活塞或渦輪扇葉來產生推力。蒸汽機(Steam engine)是外燃機的典型範例之一,但近代的動力設備中最常見到的外燃機,則應該是經常被用在戰車工程機具船舶之上的燃氣渦輪機(Gas turbine)。航空用的渦輪螺旋槳發動機(Turboprop)也屬於外燃機的一種,但比較特殊的是這種發動機的燃燒室是一個開放的空間,而不似蒸汽機或燃氣渦輪機那般,使用密閉式的鍋爐作為熱氣的產生來源。

如果發動機燃燒之後所產生的熱氣,並不被拿來推動其他的機械裝置來產生動力,而是直接對外排放利用氣體噴出的反作用力來推動機械本體,則這種發動機可被稱為噴射發動機(Jet engine)。一些早期的噴射機所使用的渦輪噴射發動機(Turbojet engine)就屬於這類發動機型式,但因為此類發動機非常耗油且推力有限,近年來已被像是渦輪扇葉發動機(Turbofan engine)這類,同時具有外燃機與噴射發動機特性的混合動力系統所取代。如果用螺旋桨取代风扇,就得到了更省油但是速度也要慢的多的涡轮螺旋桨发动机。当利用喷气式发动机的高速转动来驱动其他工程机械,例如直升飞机的螺旋桨时,就成了涡轮轴发动机。对于火箭发动机来说,最大的特点在于其使用的氧化剂来源于自身的携带而不是从空气中获得,这就使得装备了火箭发动机的火箭可以在大气层外飞行,或是保证发动机在反应剧烈来不及获得氧气的情况下依然可以工作。

外燃机编辑

内燃机编辑

内燃机的主要形式为活塞式发动机。因为气缸需要承受燃料爆炸时的巨大压力,对材料的工艺要求较高,因此内燃机的发展晚于外燃机。然而由于外燃机的工作过程是开放的,效率要比内燃机低,体积也较内燃机庞大。因此各种空间限制比较大的交通工具主要使用内燃机为动力来源。[2]大功率内燃机的制造较为困难,导致大型船舶在20世纪初以后才逐渐使用内燃机[3]。在对经济性要求不高的军用船只上则又被体积更加小巧,结构更简单的燃气轮机所替代。


火箭发动机编辑

问题编辑

资料来源编辑


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