第九十四章 机械
因改革科举制度一事，方寻想要前往封地开办玻璃厂的计划不得不被延迟。
李世民昨天已经派人去高奴县采集洧水了，如果不出意外的话一个月左右就能送回第一批石油。
造纸厂的修建也在同步进行，这件事倒不用方寻操心，他的工作是带领工匠修建造纸厂的命脉——锅炉房。
剩下的只要看着方寻给的设计图工作，出差错的可能性微乎其微。
本着不浪费的原则，方寻还向李世民提议，下令让人修建几条从长安通往周边城市的主干道。
现在先让工人把主干道的基础工作处理完毕，等石油送回长安了，就可以用直馏法生产出汽油。
用直馏法除了能生产汽油之外，还可以获得沥青，用沥青制作碳黑也是一样的。
碳黑目前的消耗量还不是很大，剩下的沥青就可以用来修建沥青路面，可以说是一举两得。
至于生产出来的汽油，目前来说就只能先存放起来，留到以后再做打算。
按理说，石油生产汽油和沥青，沥青制得碳黑，汽油作为燃料带动生产线工作，就已经是一条很完美的工业生产线了，根本不需要再去搞什么蒸汽机和锅炉房。
但问题是发动机的结构太过复杂，就算方寻全身心的投入去研究，恐怕也要三五年才能完全搞懂。
诚然，如果只是原理的话，确实是不难。
不就是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程这四大冲程么。
吸气冲程，进气门打开，排气门关闭，活塞向下吸入空气并进入汽油。
压缩冲程，两门关闭，活塞向上压缩汽油和空气，形成可燃混合气，当活塞运动至最顶部时，压缩冲程结束，将机械能转化为内能。
做功冲程，点火系统启动，把充分混合的气体点燃，燃爆的气体瞬间向外膨胀把活塞向下推行，将内能转化为机械能。
排气冲程，排气门打开，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出，当活塞运动至最顶部时，排气阀关闭。
听起来似乎很简单，但仅仅是做功冲程用到的那个火花塞，就能让人花费大量功夫去研究和制作。
就算把上述问题全解决了，也还只是刚刚开始。
就目前的工艺水平，就连制作曲轴都是件难事。
曲轴作为发动机中最重要的部件，它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。
曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。
因此要求曲轴有足够的强度和刚度，轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。
曲轴安装好了连杆，下一步就是装上活塞了。
活塞销是装在活塞裙部的圆柱形销子，它的中部穿过连杆小头孔，用来连接活塞和连杆，其作用是把活塞承受的气体作用力传给连杆，或使连杆小头带动活塞一起运动。
为了减轻重量，活塞销一般用优质合金钢制造，并作成空心。
上面步骤都完成了，再装上缸体，接下来是缸盖，缸盖里面的部件还有进气门和排气门以及它们的弹簧和顶杯。
以及关键部件，凸轮轴。
它的作用是控制气门的开启和闭合动作，虽然在四冲程发动机里凸轮轴的转速是曲轴的一半，不过通常它的转速依然很高。
而且需要承受很大的扭矩，因此设计中对凸轮轴在强度和支撑方面的要求很高，其材质一般是优质合金钢或合金钢。
由于气门运动规律关系到一台发动机的动力和运转特性，因此凸轮轴设计在发动机的设计过程中占据着十分重要的地位。
到了这一步，还仅仅是完成了一半而已。
所以说，发动机制作难度，并不是像网文里面写的那样，只要主角画张设计图，然后把它丢给工匠就可以了的。
想到这些，方寻的头又疼了。
“云阳侯，您过来看一下，机器看起来好像不太正常。”
蒸汽机制作出来了，方寻让人开机测试，自己则想趁着这个空档休息片刻，没想到刚刚下没多久，工匠就过来叫醒了他。
一听机器不正常，方寻也不敢怠慢，“噌”的一下跳了起来就赶去了锅炉房。
“咔……咔……咔……”
走到锅炉房一看，方寻顿时傻眼了，这机器就好像玩游戏时，网络信号不好一样，一卡一卡的。
方寻围着蒸汽机转了两圈，也没有发现那里不对劲。
“不应该啊……”
方寻喃喃自语道，这可是往复式蒸汽机，按理说不会出现这种情况才对。
方寻：“你们把蒸汽机拆开。”
在方寻的授意下，两名工匠拿起工具打开了蒸汽机外面的盖子，方寻让人重新启动蒸汽机。
没了外壳的遮挡，里面的工作环境被看得一清二楚，方寻也找到了事故的原因。
问题出在了离心调速器上。
离心调速器的作用是，当蒸汽机启动后，通过锥齿轮将转动传动到离心调速器的转轴上，带动连杆机构上的两个钢球绕转轴转动，钢球的惯性令其做离心运动，而弹簧则对两个钢球提供向心力。
钢球的离心运动带动套筒向上运动，杠杆将套的运动传递到蒸汽阀门，调节阀门的开度，而阀门的开度又调节了蒸汽进给量，调节蒸汽机转速。
在蒸汽机运转过程中，当转速超过设定转速时，弹簧的弹力小于钢球所需向心力，做离心运动，带动蒸汽阀门，减小开度，进气量降低，蒸汽机转速降低。
当蒸汽机转速小于设定转速时，弹簧弹力大于钢球所需向心力，钢球向转轴靠拢，带动蒸汽阀门增大开度，进气量增大，蒸汽机转速增加。
从而，离心调速器通过弹簧和钢球所需的向心力达到调节蒸汽机转速的目的，令蒸汽机转速始终保持在一个稳定的设定值。
现在离心调速器上面的弹簧身，不知道什么时候已经被拉得就快变成一条直线了。
看来黄铜材质的弹簧是行不通了。
李世民昨天已经派人去高奴县采集洧水了，如果不出意外的话一个月左右就能送回第一批石油。
造纸厂的修建也在同步进行，这件事倒不用方寻操心，他的工作是带领工匠修建造纸厂的命脉——锅炉房。
剩下的只要看着方寻给的设计图工作，出差错的可能性微乎其微。
本着不浪费的原则，方寻还向李世民提议，下令让人修建几条从长安通往周边城市的主干道。
现在先让工人把主干道的基础工作处理完毕，等石油送回长安了，就可以用直馏法生产出汽油。
用直馏法除了能生产汽油之外，还可以获得沥青，用沥青制作碳黑也是一样的。
碳黑目前的消耗量还不是很大，剩下的沥青就可以用来修建沥青路面，可以说是一举两得。
至于生产出来的汽油，目前来说就只能先存放起来，留到以后再做打算。
按理说，石油生产汽油和沥青，沥青制得碳黑，汽油作为燃料带动生产线工作，就已经是一条很完美的工业生产线了，根本不需要再去搞什么蒸汽机和锅炉房。
但问题是发动机的结构太过复杂，就算方寻全身心的投入去研究，恐怕也要三五年才能完全搞懂。
诚然，如果只是原理的话，确实是不难。
不就是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程这四大冲程么。
吸气冲程，进气门打开，排气门关闭，活塞向下吸入空气并进入汽油。
压缩冲程，两门关闭，活塞向上压缩汽油和空气，形成可燃混合气，当活塞运动至最顶部时，压缩冲程结束，将机械能转化为内能。
做功冲程，点火系统启动，把充分混合的气体点燃，燃爆的气体瞬间向外膨胀把活塞向下推行，将内能转化为机械能。
排气冲程，排气门打开，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出，当活塞运动至最顶部时，排气阀关闭。
听起来似乎很简单，但仅仅是做功冲程用到的那个火花塞，就能让人花费大量功夫去研究和制作。
就算把上述问题全解决了，也还只是刚刚开始。
就目前的工艺水平，就连制作曲轴都是件难事。
曲轴作为发动机中最重要的部件，它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。
曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。
因此要求曲轴有足够的强度和刚度，轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。
曲轴安装好了连杆，下一步就是装上活塞了。
活塞销是装在活塞裙部的圆柱形销子，它的中部穿过连杆小头孔，用来连接活塞和连杆，其作用是把活塞承受的气体作用力传给连杆，或使连杆小头带动活塞一起运动。
为了减轻重量，活塞销一般用优质合金钢制造，并作成空心。
上面步骤都完成了，再装上缸体，接下来是缸盖，缸盖里面的部件还有进气门和排气门以及它们的弹簧和顶杯。
以及关键部件，凸轮轴。
它的作用是控制气门的开启和闭合动作，虽然在四冲程发动机里凸轮轴的转速是曲轴的一半，不过通常它的转速依然很高。
而且需要承受很大的扭矩，因此设计中对凸轮轴在强度和支撑方面的要求很高，其材质一般是优质合金钢或合金钢。
由于气门运动规律关系到一台发动机的动力和运转特性，因此凸轮轴设计在发动机的设计过程中占据着十分重要的地位。
到了这一步，还仅仅是完成了一半而已。
所以说，发动机制作难度，并不是像网文里面写的那样，只要主角画张设计图，然后把它丢给工匠就可以了的。
想到这些，方寻的头又疼了。
“云阳侯，您过来看一下，机器看起来好像不太正常。”
蒸汽机制作出来了，方寻让人开机测试，自己则想趁着这个空档休息片刻，没想到刚刚下没多久，工匠就过来叫醒了他。
一听机器不正常，方寻也不敢怠慢，“噌”的一下跳了起来就赶去了锅炉房。
“咔……咔……咔……”
走到锅炉房一看，方寻顿时傻眼了，这机器就好像玩游戏时，网络信号不好一样，一卡一卡的。
方寻围着蒸汽机转了两圈，也没有发现那里不对劲。
“不应该啊……”
方寻喃喃自语道，这可是往复式蒸汽机，按理说不会出现这种情况才对。
方寻：“你们把蒸汽机拆开。”
在方寻的授意下，两名工匠拿起工具打开了蒸汽机外面的盖子，方寻让人重新启动蒸汽机。
没了外壳的遮挡，里面的工作环境被看得一清二楚，方寻也找到了事故的原因。
问题出在了离心调速器上。
离心调速器的作用是，当蒸汽机启动后，通过锥齿轮将转动传动到离心调速器的转轴上，带动连杆机构上的两个钢球绕转轴转动，钢球的惯性令其做离心运动，而弹簧则对两个钢球提供向心力。
钢球的离心运动带动套筒向上运动，杠杆将套的运动传递到蒸汽阀门，调节阀门的开度，而阀门的开度又调节了蒸汽进给量，调节蒸汽机转速。
在蒸汽机运转过程中，当转速超过设定转速时，弹簧的弹力小于钢球所需向心力，做离心运动，带动蒸汽阀门，减小开度，进气量降低，蒸汽机转速降低。
当蒸汽机转速小于设定转速时，弹簧弹力大于钢球所需向心力，钢球向转轴靠拢，带动蒸汽阀门增大开度，进气量增大，蒸汽机转速增加。
从而，离心调速器通过弹簧和钢球所需的向心力达到调节蒸汽机转速的目的，令蒸汽机转速始终保持在一个稳定的设定值。
现在离心调速器上面的弹簧身，不知道什么时候已经被拉得就快变成一条直线了。
看来黄铜材质的弹簧是行不通了。
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