节115 蒸汽机的诞生（1 / 1）

关于蒸汽机的预研工作肖恒已经做了很长时间了，其中比较关键的技术都有了一定的突破，现在困扰他们的主要问题还是加工精度和精度有些跟不上。

此时一个小型的蒸汽机已经运行超过3小时了，肖恒趁着蒸汽机运行测试的功夫去了趟学校上了一节课，然后又去了实验室给同学们布置新的实验项目，最后等他回来的时候就看到王铁锤正捧着一个大碗蹲在小型蒸汽机的面前吃呢。

“嚯，好香啊，吃的什么？”肖恒看了一眼蒸汽机的运行情况，觉得还可以，就开始关心王铁锤饭碗里的东西了。

“梅菜扣肉。”王铁锤咧嘴一笑，回头就继续一边扒着米饭一边盯着那小型蒸汽机看。

“呦！硬菜啊！你先看着我去盛碗饭先……”肖恒忙了一上午还没吃饭，虽然学校那边的伙食也是不错可他生怕蒸汽机这边出现什么问题，就先回来看了一眼。

等看到蒸汽机运转正常肖恒就放心了，跑去厨房盛了一大碗米饭，夹了好几块肥美的肉片码放到米饭上，最后再浇上肉汁……那个香就别提了。

肖恒回来之后就和王铁锤一起蹲在蒸汽机旁边开始往嘴里扒拉米饭。

眼前这台蒸汽机主要由两部分组成，一部分是高压锅炉的部分……这部分整体来看差不多就是个煤气罐，其下半部分点着火，炙热的火舌舔舐着罐体，将其染上一层烟黑。

这“煤气罐”的上半部分有个类似高压锅似得盖子，盖子和罐体的边缘都突出来一圈，再用密封铆钉铆实。

原本在盖子和罐体之间应该使用专用的隔热橡胶，但肖恒他们现在别说是特种橡胶了，就连普通橡胶都没有，最后逼急了使用了经过特殊处理的皮革材料。

这还是肖恒在网上闲逛的时候无意之中一拍脑门想到的材料，然后上网搜索了一番发现在现代居然也有使用皮革作为密封材料的……至少暂时来看这皮革密封件的效果还可以，锅炉缸体和盖子之间没有出现漏气现象。

在高压锅炉的盖子上则铆钉着两根管子，其中之一是入水管，而另一个则是出气管。

在这两个金属管旁边的小器件则是降压阀，这东西的功能有些类似高压锅上面的那种会跳的小零件，主要是在锅炉内的压力超过设计压力之前率先排出一部分的蒸汽，来降低锅炉内的压力同时也降低爆炸风险。

毕竟高压锅炉内盛满了高温水蒸气，只要稍微露了个小口喷到人身上都是严重烫伤。

高压锅炉提供了高压水蒸气，而将这些水蒸气的内能转化为机械能的则是动力机构——一个单缸的往复式发动机。

炙热的水蒸气推动单缸的活塞向外运动，而活塞带动连杆，最后推动曲轴转动……这就是最简单的往复式发动机。

为了给蒸汽机加上负载，发动机本身还挂着皮带，拉动着不远处的磨盘一圈圈的转动着……几个仆妇正在那边忙着往里面加黄豆。

反正豆腐是总要磨的，军营那边对于蛋白质的消耗是惊人的，基本上每天都得吃掉几头猪或者等量的其他肉食，这还没加上家禽蛋类的消耗。

豆腐作为一种优秀且便宜的蛋白质来源，只嫌少不嫌多，磨出来多少都不够那些五大三粗的壮汉吃的。

最初这几位仆妇对于蒸汽机那是存着敬畏之心的，不过等她们渐渐熟悉了蒸汽机的噪声和时不时喷出的白雾之后，很快就体会到了蒸汽机的好处了——别看这机器吞云吐雾的，可它不眠不休一点都不知道累，甚至比最健壮的牛都好使唤！

对于老百姓来说就是这样……只要知道这玩意好用还管它背后是什么原理？水蒸气和灶王爷或者随便哪里的什么神灵都好，只要能用且好用就行。

就连单缸往复式发动机那重复而又枯燥的噪声仿佛也边变得悦耳动听起来。

虽然这种发动机是所有发动机中结构最简单的，但它也花费了肖恒不少的精力。其中最大的问题仍然是密封性。

在查阅资料之前，肖恒一直认为活塞与汽缸之间是硬摩擦的——若是硬摩擦的话那精度要非常非常高才能够保证不漏气，所以这件事他纠结了许久。

可当他查阅了一些关于发动机的资料之后他才发现原来他错了，且错的离谱——如果真的精密到气体分子都无他逃逸的程度，那么这气缸与活塞之间的摩擦力也会变得极为惊人！即便做出来了也没有任何实用性！

况且真的是硬摩擦的话，只要机器运转小半个小时其中的间隙就会大得让蒸汽直接喷出来了……毕竟摩擦可是有损耗的！

真正的气缸和活塞之间其实还是有一定的间隙的，至于密封则是在活塞上套了三个密封环来解决的。

自然这密封环也得使用皮革材料。

在密封环的测试中，肖恒尝试着增加和减少密封环的数量，发现如果少于三个则容易出现漏气影响功率，而超过三个密封环则会发生摩擦力变大最后密封环温度升高太快而产生额外的磨损。

在气缸和活塞之间的则是油脂……一方面油膜能增加润滑度并且减小气缸内壁的磨损，而另一方面也是能提供一定的密封性。

这样，当蒸汽注入气缸的时候，活塞就被推着向前运动，最后推动磨盘旋转。而等活塞运转到极限的时候则会触动机关，进气口关闭排气口打开……随着飞轮的惯性转动活塞被重新推回了原来的位置，而其内部的水蒸气也就随着排气孔的打开而被直接排放掉。

而等活塞回到原处的时候依然会触动机关，这时候进气口打开排气口关闭……这样循环往复整个系统就被带动起来了。

其实如果想做得更好的话，那些直接排掉的蒸汽内能其实还能继续再回收利用的，只是现在肖恒只想先解决有无问题，最后再来优化、提高效率。

等肖恒吃完饭后，整个系统已经运行了超过4个小时了，此时一直都表现良好没有出现任何问题。

“好了好了，几位可以了……不用磨了。”肖恒站起身来拍了拍手，示意那几个仆妇看过来，“各位辛苦了，今天先到这里了，明天如果需要的我话我再去找你们。”

仆妇们闻言纷纷应声行礼，随后收拾收拾东西抬着一桶桶的豆浆和一袋袋的豆渣离开了。

肖恒和王铁锤先是灭火，然后给高压锅炉降压……又等了好久高压锅炉这才冷却到可以用手接触的程度。

“一共消耗多少蒸馏水？”肖恒问道。

这锅炉里如果使用普通河水的话，那么锅炉壁内很快就会积累大量的水垢，最后影响整个系统的燃烧效率。

“大概……三桶左右。”王铁锤拍了拍旁边的木桶。

“四个小时三桶……这消耗可是有些大了。”肖恒眉头微皱。

蒸馏水这东西虽然只要开锅炉就有，肖恒他们这边的三个澡堂锅炉每天都会产生大量的蒸馏水。其中一部分被拿来当做高档的冲泡用水消耗掉了，而剩下的量其实依然很多，光是这么个小型蒸汽机根本用不完。

不过若是大规模或是在舰船等没有补给的地方使用，这样的消耗就有点太大了。

“实在不行……也只能用河水了，大不了过一段时间清洗一次，就像澡堂那边的锅炉一样。”王铁锤说道。

“嗯，也只能如此了。”肖恒点点头，来到那发动机的面前，“来，帮我把它拆开看看磨损情况。”

“好。”

两人先将那沉重的大飞轮卸下来，然后将活塞拆了出来。

“嘶……这磨损可是有点大啊！”肖恒看到磨损面的时候吃了一惊，只不过这磨损的部位与他意料之中有些不同罢了。

之前他以为磨损最大的应该是活塞上的密封圈，但实际上磨损最大的部分却是活塞与连杆相连接的部分——这部分虽然也都做了上油和抛光，当这部分是硬摩擦！

磨损次严重的部分就是连杆与曲轴相连的部分，其中有些地方都已经出现类比较明显的磨损痕迹。

其实这也难怪，毕竟这两个部分是最直接的承力的部分，再加上肖恒他们这边的特种钢铁的生产一直都成问题。

毕竟热处理不是万能的，即便热处理做得再好也无法克服材料本身的性能缺陷。

肖恒他们现在的热处理技术已经很成熟了，各种温度控制的也比较好，但即便如此水车那边依然会时不时的出现某个齿轮断齿的现象，

而这连杆上的磨损也与齿轮类似，虽然热处理能改善一部分材料性能，但肖恒预计这部分的改进也不会太多……

其实最大的问题倒不是连杆的磨损，而是曲轴的磨损！

连杆本身的制造其实并不难，但曲轴的加工可就有些技术难度了，其本身对精度要求比较高，普通的工人良品率极低，只有老师傅的良品率才看得过去。

如果这个问题不解决，蒸汽机的大规模使用也就存在障碍了。

“公子？”王铁锤看到肖恒拿着那曲轴发呆，不由试探着问了一句。

“没事……我记得这曲轴和连杆都没做热处理吧？”肖恒问道。

“这……是没做。”王铁锤挠了挠头。

“别紧张，不是你的问题，是我没想到。”肖恒笑了笑，表情也变得柔和起来，“回头再造这连杆和曲轴的时候给它们做个热处理……”

说到一半，肖恒又是停顿了下来。

王铁锤在一边看着也没出声打扰他，过了好久肖恒这才叹了口气道：“先这样吧，回头我看看怎么提高钢材强度吧。”

肖恒此时是动了心思想要从现代买一些稀有金属粉末来提高钢材强度了……不过这如何做特种合金的冶炼也是需要消耗一部分原料的，若是没搞明白材料又消耗完了，那可就是赔了夫人又折兵了，所以肖恒还是有些犹豫。

“好的。”王铁锤点头应下了。

肖恒离开之后整个下午都躺在床上查资料，其中如何降低磨损大概也是肖恒所想的套路，对其进行一定的淬火、调质的热处理来改善性能。

而除此之外他还看到了一种新材料的部件——青铜轴瓦。

所谓轴瓦就是固定着曲轴并且不与之一期旋转的材料部分，有了青铜轴瓦就能减少轴承的磨损，也算是个不错的改进。

但最重要的问题肖恒却久久没有进展——网上的资料显示，发动机曲轴一般使用锻钢和球墨铸铁，而这球墨铸铁肖恒目前是不用考虑了，因为他根本没有条件生产！

而锻铁嘛并不是“锻造铁”，而是“可锻铸铁”的简称。其本身也是一种特殊的铸铁，最后再通过一系列的处理来达到足够高的性能。

这个倒是有一定的可行性，就算搞出来了这生产效率绝对高不了……毕竟肖恒可没有现代那么好的工业环境。

“算了……实在不行就搞这可锻铸铁吧。”肖恒无奈的叹息一声。

现代所使用的许多材料都是在古代根本难以找到的，而即便能够找到，但复杂的加工工艺也阻拦着肖恒推动技术进步。

当肖恒还在现代的时候，许多东西用了就用了，坏了就买新的……可他从未想过这些东西究竟是如何制造出来的，而这制造的过程又是多么的困难。

不得不说，工业文明的发展真的是靠无数人的努力一点点的堆积起来的。每个小小的改进或是降低了成本，或是提高了效率，再就是提升了性能……无数人的聪明才智汇集在一起这才有了现代的科学进步。

所以教育真的是重中之重，工业这东西真的不是单枪匹马就能玩得转的。

肖恒一路走来，到之前电动车的时候就感到有些吃力了，而现在面对着连杆和曲轴的材料……这可算是他至今为止遇到的最大的困难。

回头肖恒又查了一下工业革命时期的蒸汽机构造，试图从中得到点灵感……然后他就发现了一个奇怪的东西——烧木柴的汽车。

烧木柴！？

汽车！？

这可能吗？

肖恒好奇的点了进去……