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第五台、第六台、第七台……
问题一个接一个:密封漏气、冷凝效率低、传动损耗大、燃料消耗惊人……
蒸汽坊里堆满了失败品的零件。
工匠们的情绪从最初的兴奋,逐渐变成了疲惫,甚至有些沮丧。
十二月中旬,长安下了第一场雪。
夜里,蒸汽坊还亮着灯。
石磊、张衡、祖冲之三人围着火盆,面前摊着几十张失败记录。
“李司徒给的原理没错,可为什么就是做不出来?”
张衡揉着发酸的眼睛,
“每个零件单独看都没问题,合在一起就不行。”
“因为我们对‘力’的理解还不够。”
石磊盯着火盆里跳动的火苗,
“蒸汽之力不像人力,可以随时调整。它一旦产生,就必须有去处。如果我们不能精准控制它的产生、输送、转化,它就会在薄弱环节爆发出来。”
他顿了顿:
“我一直在想……我们能不能换个思路?不追求一口气做出完美的机器,而是先解决最核心的问题。”
“什么问题?”
“蒸汽的稳定产生和精准控制。”
石磊说,
“咱们之前的锅炉,都是烧开了就拼命产汽,压力高了就放掉,浪费不说,还忽高忽低不稳定。能不能做个……能调节产汽量的锅炉?需要多少汽,就产多少?”
祖冲之眼睛一亮:
“就像水车,水流大了转得快,小了转得慢。如果我们能让锅炉的产汽量和机器的需求匹配……”
“那就能稳定运行。”
张衡接话,
“可怎么匹配?机器转得快慢是变化的,锅炉烧水快慢是固定的,这怎么配?”
三个人又沉默了。
火盆里的炭噼啪作响。
窗外,雪越下越大,把整个格物院都染白了。
十一月二十八,距离腊月只剩三天。
李默来了蒸汽坊。
他仔细看了每一台失败的原型机,听了详细的失败报告,然后问了一个问题:
“你们有没有试过,把锅炉和汽缸分开?”
三人一愣。
“分开?”
“对。”
李默走到黑板前,画了个新的示意图,
“锅炉专门产汽,产出的蒸汽存到一个‘储汽罐’里。机器需要多少,就从罐子里取多少。这样锅炉可以稳定燃烧,机器也可以稳定运行。”
他顿了顿,又画了个小装置:
“还有这个——‘离心调速器’。飞轮转得快了,这两个小球会因为离心力飞起来,带动阀门关小,减少蒸汽进入。飞轮慢了,小球落下,阀门开大。这样机器就能自己调节速度,保持稳定。”
石磊盯着那个简单的装置,眼睛越来越亮。
这么简单……为什么他们没想到?
“李司徒,这调速器……您是怎么想出来的?”
张衡问。
“观察。”
李默说,
“水车上的闸板,磨坊里的离心离合,都是类似原理。你们太执着于蒸汽本身,忽略了机械控制的智慧。”
他拍了拍三人的肩:
“别灰心。失败是正常的,我从没指望你们一次成功。但每次失败,都要学到东西。现在你们知道熟铁不行,知道密封要耐高温耐油,知道传动要减少摩擦,知道控制要灵敏……这些都是宝贵的经验。”
他看向窗外的大雪:
“休息三天。调整好,重新开始。我相信你们能成。”
李默走了。
蒸汽坊里,三个人互相看了看。
“重新开始。”
石磊说。
“重新开始。”
张衡和祖冲之点头。
腊月初一,长安城已经有了年味了,百姓开始购置年货了。
休息两天的格物院蒸汽坊又开始热火朝天地干了起来。
这一次,他们完全推翻了之前的设计。
新的锅炉更大、更厚,内部加了盘管,提高热效率。
旁边立起了一个巨大的铜制储汽罐,像个倒扣的大钟。
汽缸重新设计,内壁做了精细的研磨,光滑得像镜子。活塞改成黄铜,外面包了多层浸过特殊油脂的麻布和皮革,既密封又耐磨。
传动系统全部重做:
齿轮加了斜齿,减少噪音和冲击;
连杆用了韧性更好的钢材;
曲轴做了动平衡,转动起来几乎没振动。
最关键的是那个“离心调速器”——两个铜制的小球,用连杆连着阀门。
飞轮一转,小球就飞起来,像两个跳舞的精灵。
腊月十五,第八台原型机组装完成。
这一次,所有人都很平静。
加水,生火,等待。
压力表缓慢上升。
当时针指向“十”的位置时,张衡深吸一口气:“开阀。”
阀门打开。
蒸汽从储汽罐平稳地流入汽缸。
活塞动了。
连杆动了。
曲轴转了。
飞轮开始旋转,起初很慢,然后逐渐加速。
离心调速器的小球飞了起来,在某个高度稳定住,随着飞轮转速微微起伏。
机器运转起来了。
没有爆炸,没有卡死,没有漏气。
只有规律的“嗤——嗤——”声,活塞的滑动声,飞轮的呼啸声,还有齿轮咬合的轻微咔哒声。
它转了十圈,一百圈,一千圈……
一个时辰过去了,机器还在转。
两个时辰,三个时辰……
天黑了,点起油灯继续看。
机器就这么转着,稳定得让人不敢相信。
“成了。”
石磊低声说,声音有些发颤。
张衡和祖冲之没说话,只是死死盯着机器,眼睛都不敢眨,生怕一眨眼它就会停下来。
但它没停。
一直转到第二天清晨,锅炉里的水烧干了,压力下降,机器才慢慢停下来。
整整十二个时辰。
“测
