Двигатели - машины, служащие источником механической работы. Они
называются так в отличие от приводимых ими в действие рабочих машин,
исполняющих непосредственно определенного рода работу, и от передаточных
машин, помощью которых работа Д. превращается в действие рабочего
механизма. Двигателем одинаково называют движущую силу, при помощи
которой работает машина, а равно и самый механизм. Напр., Д. называют
пар и паровую машину. В последующем под Д. будем разуметь механизм.
Различают также Д., воспринимающие непосредственно механическую работу
от имеющихся в природе запасов кинетической энергии (Д. в тесном
значении слова, первичные или первого порядка), и Д., которые, в свою
очередь, приводятся в действие другими Д. (Д. в более обширном смысле,
вторичные или второго порядка Д.). К Д. первого разряда принадлежат:
механизмы для принятия мускульной силы людей и животных - рычаги, ворот,
блоки, домкраты и лебедки, конные вороты, топчаки и т. п. ; Д.,
приводимые в действие давлением текучей и падающей воды -
вододействующие или гидравлические Д., а именно: водяные колеса, тюрбины
и водостолбовые машины (см. ниже); ветровые Д., приводимые в действие
давлением ветра ; все перечисленные двигатели называются также
приемниками. Далее, к числу первичных Д. относятся тепловые, а именно:
паровые, газовые (см. ниже), калорические машины, а также керосиновые
двигатели (см. ниже). Двигателями второго порядка являются
динамоэлектрические машины, так как электромагнитная сила, необходимая
для действия их, производится при помощи гидравлических, паровых или
газовых двигателей. К этому же разряду относятся Д., действующие жидкою
углекислотою, потому что превращение газообразной углекислоты в жидкое
состояние достигается давлением при помощи других машин. В этом же
смысле вторичными Д. будут те машины, помощью которых превращается в
механическую работу давление сжатого воздуха или напор столба воды,
высота которого должна поддерживаться другою машиною. В числе вторичных
двигателей надо считать также часовые и пружинные механизмы, потому что
их требуется предварительно заводить. Двигателями в более широком смысле
называют иногда те составные части рабочих машин, которые воспринимают
силу от какого-нибудь двигателя, напр. валы и шкивы станков. В этом же
смысле Д. называют гребные колеса или винты пароходов. Иногда в сложной
машине Д. так тесно связан с рабочим механизмом, что нельзя определить,
какая часть машины играет роль Д. и какая представляет рабочий механизм.
Это относится, напр., к пульсометру, камера которого одновременно
действует как паровой цилиндр и как насосный стакан, или к паровому
молоту, поршень которого служит одновременно двигателем (в широком
смысле) и орудием для ударов.
При выборе движущей силы для утилизации ее с техническою целью
необходимо сообразоваться с экономическою выгодностью различного рода
двигателей и степенью совершенства существующих систем. Поэтому не все
встречающиеся в природе запасы механической энергии применяются в
настоящее время для извлечения из них полезной работы помощью
двигателей. Так, например, теплота солнца, движение волн, явление
приливов и отливов очень мало или только в виде исключения утилизируются
для механической работы, частью за отсутствием пригодных для этого
машин, частью же вследствие экономической невыгодности такого рода
двигателей. Из прочих источников силы, применяемых для производства
механической работы помощью машин разных конструкций, движущая сила
человека является самою дорогою, в особенности там, где требуется
затрата больших количеств работы. Но без такой силы невозможно обойтись,
главным образом при тех многочисленных работах, где требуется, кроме
физической силы, еще человеческое соображение и обдуманные действия.
Сила животных также обходится дорого, но она незаменима пока для тяги
повозок на обыкновенных дорогах, а также для действия
сельскохозяйственных машин в мелких и средних производствах. Дешевле
всего обходится работа гидравлических двигателей, так как сила падающей
воды есть дар, возобновляемый постоянно природою, без участия
человеческого труда. Но сила эта нередко иссякает в сухое время года;
поэтому часто устанавливают при гидравлических двигателях запасные
паровые машины. Ветровые двигатели еще более подвержены переменам погоды
и мало пригодны для совершения большой работы. Вполне же независимою от
условий погоды является сила паровой машины. Она при том способна давать
при сравнительно малом объеме наибольшие потребные количества
механической работы. Кроме того, применение паровых машин становится тем
выгоднее, чем больше размер необходимой для производства работы. Паровая
машина вследствие сего преобладает на всех больших фабриках и заводах, и
пользование этим двигателем содействовало развитию крупной
промышленности и победе ее в главнейших отраслях над ремеслами и мелким
производством, которые вынуждены работать при помощи менее выгодных
паровых машин малого размера или газовых, керосиновых и калорических
машин. Хотя эти малосильные и малые двигатели в настоящее время
значительно усовершенствованы, но они все еще далеко не могут
конкурировать с паровою машиною большого производства. Существует
надежда, что посредством введения дешевого газообразного топлива,
которое будет распределяться от центральной станции производства по
трубам к местам потребления, подобно светильному газу, удастся
значительно понизить стоимость работ малых, т. н. домашних двигателей,
для выгод ремесленного и кустарного производства. Удешевления движущей
силы для мелкой промышленности старались достигнуть системою
силоснабжения, т. е. распределением из центральной станции запасов
работы - по трубам, помощью канатных приводов или посредством
электрических проводов. В более значительных размерах такое
распределение силы осуществлено уже в системах доставления для
механической работы воды под высоким напором (в Ливерпуле) и сжатого
воздуха (в Париже - система Фоппа). Двигатели, действующие сжатым
воздухом, применяются преимущественно в таких местах, где весьма
невыгодно устанавливать паровые машины и где отработавший в машине
воздух содействует вместе с тем вентиляции, следовательно, главным
образом - при подземных горных работах и при пробивке туннелей. В
будущем призваны играть важную роль электрические двигатели, дающие
возможность передавать работу отдаленных источников силы. Дело это
находится теперь в периоде усовершенствования, но уже достигнуты
значительные практические результаты (передача силы из Шафгаузена в
Лапффен, применение электрической передачи для производства работ в
главном туннеле через хребет Андов, на железной дороге между Аргентиною
и Чили).
Первые попытки применения животных в качестве Д. и начало пользования
силою воды для производства механической работы относятся к
доисторическому времени. Водочерпательное тимпанное колесо появилось в
Китае, по всей вероятности, почти одновременно с плугом, в период
возникновения хлебопашества. Дух изобретения долгое время не подвигался
далее усовершенствования приемников сил людей, животных и воды, и только
об этого рода Д. сообщают исторические памятники древности и средних
веков. Хотя древние греки и римляне умели уже пользоваться ветром и
упругостью воздуха для механических работ, но они не имели и
отдаленнейшего представления о той громадной механической работе,
которая может быть совершена движущею силою пара. Лишь развитие
физических сведений в XVI и XVII ст. сделало возможным изобретение
паровой машины и вместе с этим значительное усовершенствование
гидравлических Д. В нашем же веке за этим последовало изобретение
газовых и калорических Д., а затем открытие законов электродинамики
привело к построению динамо-электрических Д. Ср. Grasshoff, "Theorie der
Kraftmaschinen" (Гамбург); Ruhlmann, "Allgemeine Maschinenlehre"
(Брауншвейг, 1875); Redtenbacher, "Maschinenbau"; Uhland, "Handbuch fur
den praktischen Maschinenkonstrukteur"; Armengaud, "Publications
Industrielles etc.".
А. Т.