《大宋的变迁》224章 打造蒸汽机

    送走范仲淹后，吴梦抓紧蒸汽机的打造试制，高压蒸汽机引擎有多种造型，但最主要的是往复活塞和蒸汽轮机，蒸汽轮机现在是不用考虑的，台湾目前要做的是往复活塞式，往复式蒸汽机又分为双动式蒸汽机和多胀式蒸汽机。

    双动式蒸汽机：带压蒸汽技术被发明后下一个重要的改进是使用双动活塞，带压蒸汽在一个汽缸压力降低到普通大气压或在其凝结过程中可以推动另一个汽缸。

    大多数往复式发动机今天依然使用这个技术，汽缸完全封闭来防止蒸汽逃散，一根滑杆通过一根摇臂轴和曲壁将往复运动转换为旋转运动。

    另一个曲臂和轴承用来控制阀门，假如两个双动活塞同时被使用时，一般它们的曲臂相正好差90度，这样一个引擎在任何时候都做功。

    多胀式蒸汽机是另一种蒸汽机，一般由三个直径不断增大的单动汽缸组成。

    从锅炉出来的高压蒸汽首先推动第一个和最小的一个活塞，当这个活塞开始回退时一部分扩张的蒸气被驱入第二个汽缸推动它的活塞，这样继续使用在第一个汽缸膨胀的蒸汽。第三个汽缸使用在第二个汽缸中膨胀的蒸汽。

    这种蒸汽机尤其对海上的轮船非常重要，因为它的蒸汽在做功的过程中不断减压后可以重新进入锅炉加热。

    海上的轮船必须节约用水，海上没有淡水可加，蒸汽机可能很长时间无法补充水，一直到第二次世界大战大多数商船都使用这种蒸汽机，后世1905年以前所有的战舰也使用这种蒸汽机，缺点是它的效率稍低。

    另一种往复式蒸汽机是单流蒸汽机，蒸汽机中阀门由凸轮来控制。汽缸容积最小时入汽阀门打开。然后入汽阀门关闭，蒸汽膨胀。汽缸容积最大时汽缸侧面的排气阀门打开。这些排气口与凝结腔相连，它们使汽缸内的压力降低到大气压以下。轴承的惯性使活塞重新向上运动。

    吴梦搞的第一台蒸汽机便是单流蒸汽机，采用飞轮的惯性来渡过连杆的死点。他接下来的事情便是从铜管开始，毕竟铜管熔点低，材质软，容易开孔。

    轧制无缝铜管的轧辊可以用铁铸造，轧制铜管时需要在管内附着游动芯头，吴梦用用坩埚炼出优质的钢材，退火先车削加工成游动芯头半成品，淬火后精加工然后打磨抛光外圆。

    轧辊材质是生铁，加工流程稍微简易，先上车床加工成毛坯，然后在外圆上车削圆弧，再用成型砂轮上水力磨床精加工。

    台湾的机加工能力现在有了初步的规模，轧机的打造当然不成问题，可水轮机的动力偏小且很不稳定，吴梦直接拆下了车床的电机，用牛皮带和轧机相接，先轧制出管材再说。

    接下来是铜管，首先要把铜材热轧制成圆棒，然后钻孔，再将游动芯头放于铜管内开始冷轧，经过数道轧制后，吴梦终于得到了两百多米符合使用要求的铜管。

    解决了无缝铜管的问题，跟着来的就是密封的问题，目前台湾水压机的密封材料是苎麻，可是在高温高压下苎麻是不合适的，以现有的条件最好是火浣布（石棉）制作的盘根。

    后世的含油石棉盘根是用石棉浸在特殊润滑剂硅油处理，而且蒸汽机气缸内的活塞环也得使用铅粉油浸石棉钢丝盘根，硅油是不要想了，先用硫化猪油代用，

    其实最好的润滑剂是用鲸鱼的油脂硫化，比后世的硫化矿物油好用许多，吴梦念了句阿弥陀佛，待到蒸汽机大量生产时只能对鲸鱼大开杀戒。

    吴梦以红外线温度仪和水沸点为基准，制作了几十支水银温度计，用于硫化猪油的温度测量。先将猪油在锅中加热到118c，然后加入猪油一成五份量的提纯硫磺粉，不停搅拌升温到160-165c，并保温8-12小时，继续搅拌，直到提出试样滴在玻璃片，不再有粒状物而呈均匀透明的油层为止，这硫化猪油就成功了。

    接下来的石棉纺织、压制和油浸比较简单，吴梦放手让学子们去弄了。

    蒸汽机锅炉的汽包（锅筒）也是个关键问题，是锅炉工质加热、蒸发、过热的连接枢纽，吴梦考虑到是第一次试制，他没有采用组合式的**或者用钢板打造，而是铸造了一个整体式的**，开了好几个孔作为注水、蒸汽出口、压力表测试口、火管出口，吴梦让王二郎车制了带螺纹的法兰盘，采用石棉盘根密封后与外接管道相连。

    最后一个重要因素便是气缸，汽缸一般为是熟铁铸造，但汽缸的加工是个很大的难题，当初瓦特改良蒸汽机之时，就是借助了镗炮孔的镗床才把误差降到了15毫米之内。

    没有好的镗床，气缸的同心度、光洁度、与活塞的间隙配合便无法达到要求，做出来的蒸汽机漏气严重，顶多只能提提水而已。

    镗床目前暂时没有，好在试制的蒸汽机不过是个小汽缸，吴梦直接把汽缸放上了微型铣床的工作台上，以铣代镗，对汽缸的内壁精镗了一遍。

    现代化的机床自然加工精度极高，镗出来的汽缸的尺寸公差、形位公差、椭圆度、光洁度都符合吴梦的期望值。

    汽缸内的活塞直接用铸铁来制作，铸造成型后先粗车，然后在活塞上车了两道凹槽，用于安放活塞环，最后上磨床精磨。

    活塞环采用黄铜作为后级活塞环，铅粉油浸石棉钢丝盘根作为前级活塞环，这样可最大限度避免汽缸漏气的问题。

    打造蒸汽机的日子以来，吴梦从未如此忙碌过，连带智能和尚、丁睿等一帮学子几乎是日日以机械厂为家，不停的加工、返工，铸造、热处理、配置润滑油、泡制含油石棉盘根，试验试验再试验，累得人仰马翻。

    现下锅炉**和汽缸的大问题解决了，后面就是一系列配件，并不是太复杂，以现在台湾的加工能力都没有太大的问题。

    吴梦将飞轮、连杆、节气阀、离心式调速器、滑阀、行星式齿轮那些部件的图纸交给了丁睿，让他和张岩林带着众学子和工匠们去打造，他得休息几日才可复原。

    翌日一早，李五推着吴梦在海边小筑的小花园内漫步，基隆的酷夏时常暴雨如注，今日却是个大好的晴天，绚丽的朝霞映在一望无际的海面上，令人心旷神怡。

    三五成群的孩童在沙滩上捡拾贝壳，嬉笑打闹，沙滩上的巡逻厢军时不时大声呵斥这些顽童，禁止他们跑去海水之中。

    顽童们表面上唯唯诺诺，待厢军一走开又往海里窜，领头的厢军虞侯没奈何，只得吆喝军士们老鹰抓小鸡般将孩童们一个个拎上了沙滩

    吴梦惬意的深深呼吸了一口略带腥味的海风，瞧着海边的顽童那调皮的德性，嘴角不由挂上一缕微笑，这才是生活，没有阴谋算计，没有大起大落，只有丰衣足食和孩童们无忧无虑的欢乐

    他正在享受眼前的安逸时，林贵平和智能和尚联袂到来却打断了他的雅兴。