第469章自动阀门

当晚，王徵翻开《远西奇器图说》。 这本书他写了二十年，里面记录了他见过的、造过的、听说过的各种机械。 水车、风磨、虹吸、杠杆、滑轮、螺旋。 他翻到齿轮传动那一章。 偏心轮。 他在三十年前设计水力磨坊时用过这个结构。 一个圆轮，轴心不在圆心，而是偏了一小段距离。 当轮子转动时，偏离轴心的部分会推着连杆来回运动。 连杆的运动轨迹，可以用几何算出来。 偏心距越大，连杆的行程越长。 他放下书，拿起笔，开始画图。 与此同时，萨默塞特也在画图。 他在英国时做过类似的实验，用一种带偏心的轴杆来驱动水泵的阀门。 两个人在正堂的方桌前画了两天，画出了两套完全不同的方案。 王徵的方案是偏轮加连杆。 偏轮装在飞轮轴上，通过一根连杆连接滑阀。 偏轮每转一圈，连杆推动滑阀来回滑动一次。 萨默塞特的方案则不同。 他设计的是一种凸轮轴，在轴上开出不同角度的凸起，用这些凸起来控制多个阀门的开闭时序。 “偏轮简单，但时序只有一个，只有开和关。” 萨默塞特用笔点着自己画的凸轮轴：“凸轮可以控制不同阶段，比如进气阀开，排气阀关，或者进气阀关，排气阀开。” “我可以让阀门在不同的位置有不同的动作。” 王徵皱眉：“你说的这个凸轮，曲面该怎么算？” 萨默塞特愣住了。 他画的凸轮曲面是凭经验画的，大概是个螺旋线的形状。 但具体每一个位置该凸起多少、角度该是多少，他确实没有算过。 “这个...需要后期的试验。” “那还不如用偏轮。” 王徵把他的图纸推回去：“偏轮的连杆行程可以精确计算。偏心距、连杆长度、滑阀行程，这几个数据用陛下教的几何方法就能算出来。” “但你的凸轮曲面，怎么算？” 萨默塞特沉默了片刻，不得不承认：“目前暂时算不出来。” 两人争论了两天，图纸画了一大摞，谁也说服不了谁。 薄珏没有参与争论。 他从头到尾都蹲在作坊里，面前是一台木工车床。 车床是他在苏州时自己做的，用脚踏板驱动，皮带带动主轴旋转。 主轴上的卡盘是他亲手打磨的，精度可以车出比头发丝还细的铜线。 但他现在车的是木头。 巴沙木，一种软木，好车，吃刀不吃力。 他先车了一个圆盘，直径三寸。 然后在圆盘上画了一条线，线偏离圆心约莫四分。 他把这条线当成偏轮的轮廓，开始车削。 半个时辰后，第一个木制偏心轮模型完成。 他在偏轮的边缘钻了一个小孔，穿入一根细铜丝，铜丝另一端连接一根小木棍。 他用手转动偏轮，木棍跟着来回移动。 他盯着木棍的移动轨迹，眉头皱了起来。 “行程太短了。” 于是，他把偏轮拆下来，重新画线，这次偏心距加大到六分。 又车了一个，装上。 “这次行程够了，但太慢了。” 薄珏反复调整了不知多少次，把不同偏心距、不同连杆长度的组合全部做出来，一个个试。 每一次他都在偏轮上刻下编号，在记录本上写下对应的行程和速度数据。 第四个模型，偏心距五分二，连杆长八寸，行程八寸五分，太快。 第七个模型，偏心距四分八，连杆长一尺，行程七寸，太慢。 第十三个模型，偏心距五分整，连杆长九寸。 薄珏转动偏轮，木棍来回移动。 行程恰好八寸，速度刚好。 他盯着那根来回移动的木棍，忽然站起身。 徒弟阿福一直蹲在旁边给他递工具，看见他忽然站起来，吓了一跳：“先生，怎么了？” “成了。” 薄珏说罢，他走到王徵和萨默塞特争论的那张方桌前，把木制偏轮模型放在图纸正中央。 “偏心距五分，连杆长九寸。” 他没有多余的话，拿起炭笔，在原图纸上画了一个新方案。 飞轮的旋转轴上，安装一个偏轮。 偏轮通过连杆连接一个滑阀。 滑阀是一个铜制的扁平滑块，嵌在气缸进气口和排气口之间的滑槽里。 当飞轮转动时，偏轮带动连杆，连杆推动滑阀在滑槽里来回滑动。 当活塞运动到一端时，滑阀正好滑动到进气口打开、排气口关闭的位置。 蒸汽进入气缸，推动活塞向另一端运动。 当活塞运动到另一端时，滑阀正好滑动到进气口关闭，排气口打开的位置。 废汽从排气口排出，冷凝水注入，大气压力将活塞推回。 进气与排气的切换，完全由飞轮自身的旋转来控制。 不依赖于任何人工操作。 王徵盯着图纸，目光从偏轮移到连杆，从连杆移到滑阀，又从滑阀移回偏轮。 本小章还未完，请点击下一页继续阅读后面精彩内容！ 他猛地一拍桌子：“就是这个！” 自动阀门机构装机用了两天。 薄珏亲手车制了偏轮和滑阀。 偏轮用锻铁车成，表面淬了火，硬得能刻玻璃。 滑阀用黄铜车成，嵌在滑槽里严丝合缝，抹上一层桐油后，滑动时几乎没有任何阻力。 连杆用熟铁锻打而成，两端各铆一个铜套，套在偏轮和滑阀的销子上。 飞轮轴上新开了一个键槽，偏轮用一枚铁键固定在轴上。 点火前，八个人站在机器旁，各怀不安。 王徵蹲在锅炉前，亲手调整了炭火的分布。 薄珏站在气缸旁，用手转动飞轮，试了试滑阀的滑动是否顺畅。 萨默塞特盯着压力表，嘴里念叨着什么。 宋应星摊开记录本，笔已经握在手里。 张焘站在排气口旁，手里攥着一块抹布，准备随时堵漏。 孙和鼎三兄弟站在最外围，不敢靠太近。 “点火。” 王徵划着火折子，点燃了锅炉下的炭火。 火苗舔着铜底，锅炉里的水开始咕嘟作响。 压力表上的水银柱缓缓上升。 半个大气压。 一个大气压。 一个半大气压。 两个大气压。 ...... 这一次，不需要人去人工开启。 八个人的目光同时落在那个嵌在滑槽里的黄铜滑阀上。 蒸汽从锅炉里涌出来，顺着铜管冲到气缸进气口。 此刻，进气口还关着。 蒸汽没有进去，压力在管道里憋着，压力表上的水银柱继续上升。 两个半大气压。 然后，偏轮转到了一个特定的角度。 滑阀被连杆推动，滑动了一小段距离。 进气口，竟然自己开了。