工业革命的发动机

人类对蒸汽的认识和利用，经历了一个漫长的历史过程。

早在公元前2世纪，古希腊人就制造过一种利用蒸汽喷射产生反作用的发动机。

1698年，法国物理学家巴本创造性地设计了活塞装置——汽缸。同年，设计发明了第一台实际应用于矿井抽水的蒸汽机，第一次把蒸汽变成了工业动力。但是，这种机器还是有许多缺陷必须克服，比如：蒸汽机的热损失极大，效率很低；由于靠大气压力汲水，使其工作受到限制；另外，这架蒸汽机也很不安全。

1705年，英国锻工托马斯·纽可门，在另一位工人考利的帮助下，发明了一种更加适用的大气活塞式蒸汽机。

虽然许多人的发明比较新颖，但又都存在许多缺点，不能得到推广和应用。工人出身的瓦特看出了这些蒸汽机的缺点，于是特别热衷发明一种新型的蒸汽机。

詹姆斯·瓦特，1736年1月19日出生于英国格拉斯哥市附近的一个小镇，祖父和叔父都是机械工匠，父亲原来是名造船技术工人，后来自己经营过造船和建筑，做过仪器制造家和商人，还曾经一度担任过小镇的地方行政官。瓦特从幼年起就随父亲学习各种手艺，并养成了一种独立思考和探索未知事物的兴趣和习惯。

瓦特在总结了前人的经验后，发现活塞只能作往复的直线运动，这是它的根本局限性，所以才使它的应用性受到了限制。

1781年，瓦特从行星绕日的圆周运动受到启发，想到了把活塞往复的直线运动变为旋转的圆周运动就可以使动力传给任何工作机。

同年，他研制出了一套被称为“太阳和行星”的齿轮联动装置，终于把活塞的往复的直线运动转变为齿轮的旋转运动。为了使轮轴的旋轴增加惯性，从而使圆周运动更加均匀，瓦特还在轮轴上加装了一个飞轮。由于对传统机构的这一重大革新，瓦特的这种蒸汽机才真正成为了能带动一切工作机的动力机。

1781年底，由于瓦特把蒸汽机的往复直线运动变成为连续而均匀的圆周运动，从而可以经过传动装置带动一切机器运转，成为能普遍用于工业和交通运输业的“万能动力机”。这种高效率的蒸汽机很快取代了旧式的蒸汽机，被各工业部门迅速采用。从此，动力机、传动机和工作机组成了机器生产系统，成为工业机械化的核心。

到19世纪30年代，蒸汽机广泛应用到纺织、冶金、采煤、交通等部门去，很快引起了一场技术革命。