蒸汽機動力裝置，是指主機以蒸汽為工質的“船舶動力裝置”。採用間接加熱的方式，即燃料燃燒在發動機外的鍋爐中進行，鍋爐中的水受熱產生蒸汽推動發動機工作，故亦稱為外燃式發動機。根據發動機的運動方式不同，又可以分為往復式蒸汽機和迴轉式汽輪機兩種，但通常蒸汽機動力裝置就是指往復式蒸汽機，其能、功轉換是藉助汽缸中的活塞來實現的：當蒸汽輪流進人汽缸上、下空間時，使活塞作直線往復運動，再藉助連桿-曲柄機構，將活塞的直線往復運動變為機軸的迴轉運動，產生迴轉力矩而不斷作工。由於蒸汽機的效率低、結構笨重等缺陷，現在已經被其他船用動力裝置所取代。
基本介紹
- 中文名：蒸汽機動力裝置
- 外文名：steam engine power plant
- 最早提出者：法國的德尼·巴班
- 提出時間：1690年
- 汽缸布置方式：立式和臥式
- 組成：汽缸、底座、活塞、曲柄連桿等
歷史,種類,工作位置,布置方式,膨脹次數,流向,排氣方式,構造,優缺點,優點,缺點,套用情況,
歷史
最早提出蒸汽機動力裝置構想的是法國的德尼·巴班，他在1690年，就想用蒸汽機作動力推動船舶的想法，但當時還沒有可供實用的蒸汽機，故構想無法實現。1769年，法國發明家喬弗萊把蒸汽機裝上了船。但所裝的蒸汽機既簡陋又笨重，而且帶動的又是一組普通木槳，航速很慢，未能顯示出機動船的優越性。
1783年喬弗萊又建成了世界上最早的蒸汽輪船“波羅斯卡菲”號，但是航行30分鐘後，船上蒸汽鍋爐發生爆炸。1790年美國的約翰·菲奇用蒸汽機帶動槳划水，其效率極低，菲奇的發明沒有受到人們的重視。
1802年，英國人威廉·西明頓採用瓦特改進的蒸汽機製造成世界上第一艘蒸汽動力明輪船“夏洛蒂·鄧達斯”號，在蘇格蘭的福斯——克萊德運河下水，試航成功。這是一艘30英尺長的木殼船，船中央裝上西明頓設計的蒸汽機，推動一個尾部明輪。輪船的出現對拖船業主們是一個打擊，他們以汽輪船產生較大的波浪為由，拚命反對。第一艘汽輪船被扼殺在搖籃里。
美國的約翰·史蒂芬森於1804年建成具有世界上最早有螺旋槳的輪船。由於推動螺旋槳的蒸汽機轉速太低，所以他當時認為推進器還是輪槳較好。1807年，他建造了帶輪槳的“菲尼克斯號” 輪船。“菲尼克斯號”從紐約沿海岸駛向費城進行試航，途中遇到風暴。但經過13天的航行還是平安地到達費城，這是世界上輪船首次在海上航行。
上述這些用蒸汽機做動力的船舶都沒有得到套用。
1807年7月，被人們稱為“輪船之父” 的美國機械工程師羅伯特·富爾頓是美國機械工程師，他設計出“克萊蒙特號” 汽輪船，排水量為100噸、長45．72米、寬9．14米的汽輪船。船的動力是由72馬力的瓦特蒸汽機帶動車輪撥水。8月17日，載有40名乘客的“克萊蒙特號” 從紐約出發，沿著哈德遜河逆水而上，31小時後，駛進240公里以外的奧爾巴尼港，平均時速7．74公里，從此揭開了輪船時代的帷幕。此後它在哈德遜河上定期航行，成為世界上第一艘蒸汽輪船，奠定了輪船不容搖撼的地位。
種類
工作位置
按蒸汽在活塞一側或兩側工作，蒸汽機可分為單作用和雙作用式兩種；
布置方式
按汽缸布置方式，可分為立式和臥式；
膨脹次數
按蒸汽是在一個汽缸中膨脹或依次連續在多個汽缸中膨脹，可分為單脹式和多脹式；
流向
按蒸汽在汽缸中的流向，可分為回流式和單流式；
排氣方式
按排汽方式和排汽壓力可分為凝汽式、大氣式和背壓式。
構造
蒸汽機主要由汽缸、底座、活塞、曲柄連桿機構、滑閥配汽機構、調速機構和飛輪等部分組成。
汽缸和底座是靜止部分。從鍋爐來的新蒸汽，經主汽閥和節流閥進入滑閥室，受滑閥控制交替地進入汽缸的左側或右側，推動活塞運動。 “克萊蒙脫”號明輪船上用蒸汽機作為推進動力獲得成功。當時採用的是一台20馬力的單缸搖臂式往復蒸汽機,獲得每小時5英里的航速。
優缺點
優點
蒸汽機動力裝置的優點是結構簡單，造價低廉，管理使用方便，製造工藝要求不高；
缺點
缺點是熱效率低，本身重量大，特別是大功率蒸汽機的活塞、連桿等運動部件運轉慣性很大，很難平衡，且低壓缸尺寸過大，不能獲得有效的真空度。
套用情況
20世紀初，航行於大西洋上的巨型豪華客船，都以往復式蒸汽機為動力,單機功率達20000馬力。蒸汽機動力裝置的發展達到了頂峰。第二次世界大戰期間，美國為應付戰時緊急需要而建造的“自由輪”，是最後一批使用蒸汽機動力裝置的遠洋運輸船舶。中國還有少數沿海和內河船舶使用往復式多膨脹蒸汽機動力裝置。
