第三十二章 制造蒸汽机
此时，所有的管线都已布完，车间内留了六个三通接口，正好位于六台车床下面，这些接口都被铜制封头临时封住，而布好的管线都已在其外面包上了隔热材料，这也是为了防止蒸汽在流经管道时温度会有所下降，从而影响蒸汽机的效率。
第二台车床已工作了近两个月，郑瑾等人竟然真的用车床完成了汽缸的制作。不过因为用车床加工内孔毕竟不太方便，因此史可又专门制作了一个尾架与一个旋转刀架，将缸体固定在尾架之后，又将车刀装入旋转刀架中，并且将刀架用卡盘固定在主轴上，这才完成了缸体内孔的车制，但这种方法其实与镗床也差不多了。既然掌握了这种方法，郑瑾等人索性一连制作了六台蒸汽机。
这种小型蒸汽机的缸径大约十厘米，行程为二十厘米左右，采用了双向蒸汽驱动的方式。蒸汽机的缸体为高碳钢铸造，经过车床的多次车制之后，汽缸内壁已是极为光滑。史可等人也不再用砂轮进行内圆磨制，而是准备等到蒸汽机运行起来之后，由活塞环进行汽缸内壁的磨制，然后再更换一批新的活塞环即可。蒸汽机的活塞是采用钢铸造，但为了减少活塞往复运动时所带来的惯性，这个活塞制作得极薄，主体大约只有一厘米厚，与汽缸的接触面又稍有加宽，大约向一侧伸出四厘米左右，尽管如此，活塞的厚度仍然足够安装三个活塞环。活塞环全部为钢制作，这种低碳钢的硬度要小于汽缸壁的硬度，这也是为了避免汽缸被过度磨损。这种活塞环的成品率极低，有些是在铸造时失败的，有些则是在打磨时无法掌握圆度而导致作废，后来史可等人干脆采用车制，然后再经斜刀切掉根部，这才用新的方法制造出了一批活塞环。由于活塞不并不是一个闭环，因此要装在活塞之上也不困难。
蒸汽机主要由汽缸与齿轮箱组成，这两部分加起来比一台电脑主机稍大一些。看着眼前这六台机器，刘少成感慨万千，为了制作这台蒸汽机，众人总共忙了十多个月。先是要制造车刀与低精度车床，然后再制造出精度等级更高的车床，又要进行复杂的机械运动轨迹计算，还有蒸汽压力与管路耐压的设计，更有众工匠与车工日夜加班的辛苦。用两个月制作出蒸汽机，在刘少成看来已是神速了，如果不是在晚上也在加班生产的话，恐怕半年出无法制造出这种精度的蒸汽机。
为了将活塞的直线往复运动转化为圆周运动，这台蒸汽机采用了一个曲柄摇杆机构。活塞的一端固定有一个连杆，这个连杆从活塞缸体中穿出，然后在缸体的外面又穿过两个定位轴孔。蒸汽机的缸壳与活塞连杆之间因为存在相对运动，因此又要进行多级密封。连杆的密封圈是采用铜质与钢铁材料，只不过此时密封圈并不是固定在连杆上，而是嵌入到蒸汽机缸体之内。当活塞在蒸汽的作用下做往复运动时，这根连杆也会跟着一起运动，因为连杆自由度的限制，又需要在这根连杆的端部通过转轴与另一根摇杆相连，再与曲柄组成曲柄摇杆机构，而曲柄又是直接固定在飞轮上的。飞轮的体积并不大，整个飞轮采用钢铸造，外圈做了加厚处理。为了制造这个飞轮，刘少成还参考轮胎动平衡机的原理，制造了一个简单的动平衡设备，如今飞轮快速转动时已基本没有发抖现象。
蒸汽机并没有直接安装在机床上，而是在旁边的另一个平台上安装。蒸汽机的飞轮其实也是变速箱的一部分，在经过减速系统之后，最终的输出转速会下降五倍左右。蒸汽机的动力输出轴从变速箱中引出，又通过一个转接件与车床的驱动轴相连，不过现在这个连接件仍然没有安装，因此蒸汽机运转起来之后，车床主轴是不会跟着转动的。由于汽缸活塞的直线运动特性类似于正弦曲线，再加上有飞轮的稳定作用，因此从输出轴上所表现出来的就接近于匀速圆周运动。至于蒸汽机的启动与停止，则是由进汽阀门进行控制。将阀门关闭时，蒸汽机就停止运动；将阀门完全打开时，蒸汽机处于最大转速状态；如果将阀门调到其它中间位置，则蒸汽机的转速也将跟着发生变化。
由于蒸汽管路早在几日前就已铺设完毕，因此众人只用了半天的时间就完成了蒸汽机的安装，同时蒸汽机的进汽与回汽管路也已妥善布置，各种管线的外面也都用隔热材料包了起来。等所有的零件与管路都已安装完毕，刘少成让人在锅炉里装了适量的水，然后开始烧了起来。因为这台锅炉仍是实验性的，因此刘少成也没有考虑锅炉的保温问题，锅炉就直接放置在泥砖结构的平台上。此时已有一名锅炉工已开始摇动了鼓风机，锅炉中的煤炭烧得通红，不一会儿锅炉中的水便已烧开了。这时，另一名锅炉工又将锅炉盖拧紧，再将锅炉的总阀门关闭，只见压力计上的指示杆被慢慢地顶了起来，显然锅炉内已达到了一定的压力。为了安全起见，刘少成与众工匠都退到了车间之内。
又过了一会儿，众人听得锅炉房内的安全排气阀已传来‘咝咝’的声音，显然锅炉的保护装置已起作用了。刘少成命人将蒸汽机的放汽阀打开，同时又将锅炉的总阀门也慢慢打开，只听得排汽阀中又传来一阵‘咝咝’声，显然此时排出的正是管道中的空气。又过了片刻，已有蒸汽从的放汽阀中喷出，此时早已有人上前将放汽阀关闭。
由于蒸汽机汽缸与管路的安全系数要远远高于锅炉，因此即使发生爆炸事故也不会从蒸汽机开始，此时众人都凑到了蒸汽机跟前，目不转睛地盯着这台意义重大的机器，只见它仍然一动不动，而此时活塞刚好处在中间位置，这正是最容易被蒸汽推动的状态。
过了一会，只见蒸汽机的缸体与连杆处冒出了一丝白汽，紧接着就见连杆轻微地动了一下，旁边早已有人将飞轮朝着一个方向轻轻一转，便见这个飞轮已慢慢开始转动起来。众人眼睛也不敢眨一下，直勾勾地盯着眼前这台机器，刘少成此时激动难奈，毕竟这台蒸汽机第一次试制便已成功，虽说有了自己来自后世的知识，但更多功劳却要归于那台车床，以及工厂中的众工匠了。此时蒸汽机的飞轮已转得越来越快，刘少成已能清楚地听到缸体内汽阀传出的“扑扑”声，这种声音极有节奏，与电影中蒸汽机车所发出的声音极其相似。
众人一时都看得呆了，刘少成忽道：“郑师傅，检查一下各个磨擦面的润滑情况如何？另外还要观察一下蒸汽机的转速。”郑瑾猛地一醒，这才回过神来，又连忙检查了一阵，道：“润滑情况还算不错。活塞的润滑油面有所下降，但还在正常范围之内。曲柄连杆处的几个润滑点目前还算正常，不过估计每隔几分钟左右就要重新滴上润滑油。转速也仍然在继续增加，现在的读数是62。”刘少成‘嗯’了一声，也不再多说，又与众人一起仔细观察起来。
刘少成这次设计的汽缸润滑系统，是采用活塞的往复运动来触发一个小的顶杆式阀门，这个阀门每打开一次，便会有少量的润滑油进入临时储油室。当活塞运动到最底端时，其上部产生负压，便会将润滑油吸入一小滴到缸体之内。润滑油先对连杆与缸体的磨擦面进行润滑，又由于汽缸是垂直排列，因此润滑油会顺着连杆自然流下，再流向活塞。而活塞的表面有润滑油的导槽，又可以将润滑油送到活塞的四周，从而实现活塞与汽缸的润滑。与后世的内燃机比起来，蒸汽机汽缸的工作温度并不算高，这也是因为汽缸内没有产生燃烧，只是单纯的高压蒸汽的作功。正因为如此，普通的硫化植物油也可以用作活塞与缸套的润滑。至于吸入缸体的润滑油，因为其粘度较高而不会被蒸汽带走，又流入了一个回收室，在流经回收室的过程中又可以对汽阀进行润滑。这个机构虽然极为复杂，但刘少成仍觉得十分有必要，因为如果润滑不良的话，蒸汽机的使用寿命必然大受影响，甚至连一天也维持不下去。更新速度最快!
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第二台车床已工作了近两个月，郑瑾等人竟然真的用车床完成了汽缸的制作。不过因为用车床加工内孔毕竟不太方便，因此史可又专门制作了一个尾架与一个旋转刀架，将缸体固定在尾架之后，又将车刀装入旋转刀架中，并且将刀架用卡盘固定在主轴上，这才完成了缸体内孔的车制，但这种方法其实与镗床也差不多了。既然掌握了这种方法，郑瑾等人索性一连制作了六台蒸汽机。
这种小型蒸汽机的缸径大约十厘米，行程为二十厘米左右，采用了双向蒸汽驱动的方式。蒸汽机的缸体为高碳钢铸造，经过车床的多次车制之后，汽缸内壁已是极为光滑。史可等人也不再用砂轮进行内圆磨制，而是准备等到蒸汽机运行起来之后，由活塞环进行汽缸内壁的磨制，然后再更换一批新的活塞环即可。蒸汽机的活塞是采用钢铸造，但为了减少活塞往复运动时所带来的惯性，这个活塞制作得极薄，主体大约只有一厘米厚，与汽缸的接触面又稍有加宽，大约向一侧伸出四厘米左右，尽管如此，活塞的厚度仍然足够安装三个活塞环。活塞环全部为钢制作，这种低碳钢的硬度要小于汽缸壁的硬度，这也是为了避免汽缸被过度磨损。这种活塞环的成品率极低，有些是在铸造时失败的，有些则是在打磨时无法掌握圆度而导致作废，后来史可等人干脆采用车制，然后再经斜刀切掉根部，这才用新的方法制造出了一批活塞环。由于活塞不并不是一个闭环，因此要装在活塞之上也不困难。
蒸汽机主要由汽缸与齿轮箱组成，这两部分加起来比一台电脑主机稍大一些。看着眼前这六台机器，刘少成感慨万千，为了制作这台蒸汽机，众人总共忙了十多个月。先是要制造车刀与低精度车床，然后再制造出精度等级更高的车床，又要进行复杂的机械运动轨迹计算，还有蒸汽压力与管路耐压的设计，更有众工匠与车工日夜加班的辛苦。用两个月制作出蒸汽机，在刘少成看来已是神速了，如果不是在晚上也在加班生产的话，恐怕半年出无法制造出这种精度的蒸汽机。
为了将活塞的直线往复运动转化为圆周运动，这台蒸汽机采用了一个曲柄摇杆机构。活塞的一端固定有一个连杆，这个连杆从活塞缸体中穿出，然后在缸体的外面又穿过两个定位轴孔。蒸汽机的缸壳与活塞连杆之间因为存在相对运动，因此又要进行多级密封。连杆的密封圈是采用铜质与钢铁材料，只不过此时密封圈并不是固定在连杆上，而是嵌入到蒸汽机缸体之内。当活塞在蒸汽的作用下做往复运动时，这根连杆也会跟着一起运动，因为连杆自由度的限制，又需要在这根连杆的端部通过转轴与另一根摇杆相连，再与曲柄组成曲柄摇杆机构，而曲柄又是直接固定在飞轮上的。飞轮的体积并不大，整个飞轮采用钢铸造，外圈做了加厚处理。为了制造这个飞轮，刘少成还参考轮胎动平衡机的原理，制造了一个简单的动平衡设备，如今飞轮快速转动时已基本没有发抖现象。
蒸汽机并没有直接安装在机床上，而是在旁边的另一个平台上安装。蒸汽机的飞轮其实也是变速箱的一部分，在经过减速系统之后，最终的输出转速会下降五倍左右。蒸汽机的动力输出轴从变速箱中引出，又通过一个转接件与车床的驱动轴相连，不过现在这个连接件仍然没有安装，因此蒸汽机运转起来之后，车床主轴是不会跟着转动的。由于汽缸活塞的直线运动特性类似于正弦曲线，再加上有飞轮的稳定作用，因此从输出轴上所表现出来的就接近于匀速圆周运动。至于蒸汽机的启动与停止，则是由进汽阀门进行控制。将阀门关闭时，蒸汽机就停止运动；将阀门完全打开时，蒸汽机处于最大转速状态；如果将阀门调到其它中间位置，则蒸汽机的转速也将跟着发生变化。
由于蒸汽管路早在几日前就已铺设完毕，因此众人只用了半天的时间就完成了蒸汽机的安装，同时蒸汽机的进汽与回汽管路也已妥善布置，各种管线的外面也都用隔热材料包了起来。等所有的零件与管路都已安装完毕，刘少成让人在锅炉里装了适量的水，然后开始烧了起来。因为这台锅炉仍是实验性的，因此刘少成也没有考虑锅炉的保温问题，锅炉就直接放置在泥砖结构的平台上。此时已有一名锅炉工已开始摇动了鼓风机，锅炉中的煤炭烧得通红，不一会儿锅炉中的水便已烧开了。这时，另一名锅炉工又将锅炉盖拧紧，再将锅炉的总阀门关闭，只见压力计上的指示杆被慢慢地顶了起来，显然锅炉内已达到了一定的压力。为了安全起见，刘少成与众工匠都退到了车间之内。
又过了一会儿，众人听得锅炉房内的安全排气阀已传来‘咝咝’的声音，显然锅炉的保护装置已起作用了。刘少成命人将蒸汽机的放汽阀打开，同时又将锅炉的总阀门也慢慢打开，只听得排汽阀中又传来一阵‘咝咝’声，显然此时排出的正是管道中的空气。又过了片刻，已有蒸汽从的放汽阀中喷出，此时早已有人上前将放汽阀关闭。
由于蒸汽机汽缸与管路的安全系数要远远高于锅炉，因此即使发生爆炸事故也不会从蒸汽机开始，此时众人都凑到了蒸汽机跟前，目不转睛地盯着这台意义重大的机器，只见它仍然一动不动，而此时活塞刚好处在中间位置，这正是最容易被蒸汽推动的状态。
过了一会，只见蒸汽机的缸体与连杆处冒出了一丝白汽，紧接着就见连杆轻微地动了一下，旁边早已有人将飞轮朝着一个方向轻轻一转，便见这个飞轮已慢慢开始转动起来。众人眼睛也不敢眨一下，直勾勾地盯着眼前这台机器，刘少成此时激动难奈，毕竟这台蒸汽机第一次试制便已成功，虽说有了自己来自后世的知识，但更多功劳却要归于那台车床，以及工厂中的众工匠了。此时蒸汽机的飞轮已转得越来越快，刘少成已能清楚地听到缸体内汽阀传出的“扑扑”声，这种声音极有节奏，与电影中蒸汽机车所发出的声音极其相似。
众人一时都看得呆了，刘少成忽道：“郑师傅，检查一下各个磨擦面的润滑情况如何？另外还要观察一下蒸汽机的转速。”郑瑾猛地一醒，这才回过神来，又连忙检查了一阵，道：“润滑情况还算不错。活塞的润滑油面有所下降，但还在正常范围之内。曲柄连杆处的几个润滑点目前还算正常，不过估计每隔几分钟左右就要重新滴上润滑油。转速也仍然在继续增加，现在的读数是62。”刘少成‘嗯’了一声，也不再多说，又与众人一起仔细观察起来。
刘少成这次设计的汽缸润滑系统，是采用活塞的往复运动来触发一个小的顶杆式阀门，这个阀门每打开一次，便会有少量的润滑油进入临时储油室。当活塞运动到最底端时，其上部产生负压，便会将润滑油吸入一小滴到缸体之内。润滑油先对连杆与缸体的磨擦面进行润滑，又由于汽缸是垂直排列，因此润滑油会顺着连杆自然流下，再流向活塞。而活塞的表面有润滑油的导槽，又可以将润滑油送到活塞的四周，从而实现活塞与汽缸的润滑。与后世的内燃机比起来，蒸汽机汽缸的工作温度并不算高，这也是因为汽缸内没有产生燃烧，只是单纯的高压蒸汽的作功。正因为如此，普通的硫化植物油也可以用作活塞与缸套的润滑。至于吸入缸体的润滑油，因为其粘度较高而不会被蒸汽带走，又流入了一个回收室，在流经回收室的过程中又可以对汽阀进行润滑。这个机构虽然极为复杂，但刘少成仍觉得十分有必要，因为如果润滑不良的话，蒸汽机的使用寿命必然大受影响，甚至连一天也维持不下去。更新速度最快!
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