【原创】澳宋动力8月11日更新番外

stephenwu

镭射 发表于 2020-12-19 12:57
十四
“你好啊。”车辆厂门口，张凯向出来迎接他的张力平打招呼。
这是1630年1月中旬的一天早上。除了动力 ...

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镭射

“最近这段时间，对你的非议有点多啊。”机械总厂的厂长办公室里，展无涯正在接待来访的动力机械总厂兼一分厂长张凯——自从田独开发开始，王洛宾去了田独之后，动力机械总厂厂长的职务就由张凯接替了。
“知道。”张凯无奈的笑笑，“人家急着等米下锅嘛。”
随着第一个五年计划的开始，各项建设项目都开始陆续展开，随之而来的，就是对原动机的需求量迅速增加。而所谓动力机械厂，实际上还只是一个作坊。之前张凯所说的那些车间部门，大多有名无实。全厂所拥有的设备，一共只有五样东西：动力机、变速箱、滑轮组吊车、化铁炉，外加一台机械总厂生产的简易通用机床。如此简陋的生产条件，试制原型机和小批量定制还可以，真要上量，就力不从心了。
“这正是我今天找你的原因。”张凯话头一转，“我要机械厂给我造一批自动机床。”
“自动机床？”展无涯玩味的重复了一句，反问张凯：“你也知道，我们的生产也安排得很满。你凭什么肯定我会答应？”
“我没肯定。”张凯坦然回答，“不过有一点我可以肯定：如果因为原动机的原因导致建设进度滞后，倒霉的肯定不只是我一个人。”
“好吧，服了你了。”展无涯笑起来，“你要什么样的？别和我说多轴数控机床，这玩意我们现在可造不出来。”
“不需要。只要仿形机床就行了。”张凯回答。
仿形机床是指按照样板或靠模具控制刀具或工件的运动轨迹进行切削加工的半自动机床，这个展无涯当然是知道的。所以他直接问道：“以我们现在的条件，只能搞最简单的机械仿形，够你用吗？”
“够用了。我需要四台，多长时间能造出来？”张凯问。
“一个星期吧。”展无涯回答，“你这次可是欠了我一个人情——你不知道加塞儿最遭人恨么？”

回到动力机械厂，又一个问题在等着张凯：田独方面要求他提供两台100马力的蒸汽机。
田独是露天开采的矿山，海南处在热带，即使是小冰期，降雨量也相当可观。这就需要有大功率的抽水设备。之前王洛宾就曾提出，田独矿需要一台100马力的蒸汽机来带动抽水机。本来张凯的想法是劝他用10台10马力蒸汽机代替，对于动力机械厂来说，这比造100马力蒸汽机容易多了。不料被王洛宾一口回绝——原因也很简单：用起来太麻烦，而且他也没那么多人手。
“好吧，那就按你说的，复刻18世纪的英国蒸汽机。不过我把丑话说在前头：热效率低的话你可别怪我！”张凯胳膊拧不过大腿，只好回头去研究那些老古董的资料。
本以为复刻那些老古董不存在大问题，可张凯没想到，他遇到了一个意料之外的麻烦——机加工。
汽缸缸套，这是蒸汽机的一个核心部件。汽缸套内嵌在气缸内，其作用是保护汽缸，承受活塞的摩擦损耗。因此，这个部件需要既耐磨，又坚固耐压。目前动力机械厂造汽缸套，用的是和兵工厂造炮管一样的办法：先用机床将一整块钢材切削成圆柱体，再对其镗孔，从而成型。为此，在建厂时，张凯专门找计委，为动力机械厂申请了一台和兵工厂同样的专用机床——展无涯带来的设备里包括C618K型数控机床，但这东西太金贵了，用来造炮管，展无涯实在舍不得，因此机械总厂针对兵工厂的需求，专门设计制造了一款专用机床。动力机械厂里安装的，就是张凯从计委要来的一台和兵工厂同型号的专用机床。
但在查了18世纪英国蒸汽机的资料后，张凯意识到了一个问题：这台连24磅海军炮都能搓出来的车床，小了！
“没错，是小了。”看着一脸难以置信的王洛宾，张凯有点幸灾乐祸，“这款机床是为造炮量身定做的，兵工厂现在造的口径最大的24磅海军炮的口径是148毫米，按照这个标准，它能够加工的圆柱体的最大直径被定在了300毫米。而你要的霍恩斯比蒸汽机，缸径就有560毫米。所以你要复刻这玩意，以我们现在的技术条件，没法搞出来。”
“那你总不能让我真的用10台蒸汽机吧！”王洛宾在电报里无奈的回复。
张凯再次回电：“我们可以用两台墨子一号上的蒸汽机组成联合动力，就能达到你要的100马力输出。”
“好吧，”王洛宾妥协，“能用上就行。”


重庆工业博物馆收藏的8000马力蒸汽机。这台蒸汽机于1905年英国谢菲尔德公司生产，虽然有两个汽缸，但它并不是真正意义上的双缸蒸汽机，而是两台独立的单缸蒸汽机，由一个倒Y形三通管分别提供蒸汽，乏蒸汽也是分别独立排放。

墨者无畏

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墨者无畏

这种气缸邦联的体制会不会有问题？

zhyayazh

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镭射

墨者无畏 发表于 2021-7-27 21:14
这种气缸邦联的体制会不会有问题？

不会。蒸汽机车的动力就是这样的构型。

吴驷杉

镭射 发表于 2021-7-27 09:50
“最近这段时间，对你的非议有点多啊。”机械总厂的厂长办公室里，展无涯正在接待来访的动力机械总厂兼一分 ...

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赞美更新！临高技术又进步了！

镭射

时间飞快，一晃就是1630年底了。在12月26日举行的全体年会上，通过了1631年度造船计划，执委会同意立刻开工建造1艘1630型巡洋舰、4艘500马力蒸汽拖船、12艘200吨级驳船和6艘风帆蒸汽混合动力的500吨级的船只。其中1630型巡洋舰需要一套200马力蒸气动力装置，4艘500马力蒸汽拖船需要4套500马力蒸汽动力装置。
研制这些船用动力装置的任务，顺理成章的落到了张凯担任厂长的临高动力机械厂的头上。
这个任务压下来，着实让张凯头疼了一阵子。
船用动力和陆地动力不同，受船体的限制，前者对体积和尺寸，以及燃料效率，都有比较严格的要求。张凯估算了一下，如果像之前满足王洛宾的需要所做的那样，用两台墨子一号的蒸汽机组成100马力的组合动力装置，用两套这样的蒸汽动力装置加上冷凝器，虽说可以满足1630年型巡洋舰的动力需求，但这样的话，再加上锅炉系统，整套系统的体积就太大了，根本没法装船。200马力尚且如此，拖船需要的500马力蒸汽动力就更不用说了。
这个办法行不通了，那就只剩下一个办法：搞多缸蒸汽机。
多缸蒸汽机对动力机械厂来说并不完全陌生。之前研制墨子二号的时候，蒸汽机部分参考捷克GRAMA VI型锅驼机和苏联SK-125型锅驼机采用复胀式气缸，就是为下一步研制多缸蒸汽机作技术准备。要想获得一套200马力级的蒸汽机，从技术上来说，可以墨子一号的汽缸系统为基础，研制一款三缸蒸汽机。墨子一号的蒸汽机在12个大气压下，可以输出75马力的最大功率，如果以它作为高压级研制一款三缸机，可以达到225马力的最大功率，足以满足1630年型巡洋舰的动力需求。但多胀式多缸蒸汽机有一个特点：因为下一级汽缸的工质是上一级汽缸所排出的乏蒸汽，压力和温度都不及上一级汽缸，为了获得与上一级汽缸相同的功率，下一级汽缸的活塞截面积就必须放大，这就导致汽缸的直径也必然要放大。一般说来，三缸复胀式蒸汽机的第三个汽缸，也就是低压汽缸的直径，基本都是第一级汽缸，也就是高压缸直径的两倍。如果用墨子一号直径210毫米的汽缸作为高压气缸，那么第三级低压汽缸的直径就会达到420毫米，这是动力机械厂现有机加工能力无法做到的。
如何解决这个问题？张凯在大图书馆里查找了一番资料，终于找到了一个可以一试的方案：单流式蒸汽机。
从结构上来说，根据汽缸内蒸汽的流动方向，蒸汽机可分为变（逆）流式和单（直）流式两种。所谓变流式蒸汽机，就是气缸只有一个口，蒸汽从这个口进入气缸，做完功后再从这个口派出，在气缸内的流动方向是周期性变化的。临高动力机械厂之前所造的那些，都属于变流式蒸汽机。所谓单流式蒸汽机，就是汽缸有两个口，蒸汽入口和出口。蒸汽从入气口进入汽缸，从出气口排出，在汽缸内始终是朝着一个方向作单向流动，所以被称为单流式蒸汽机。如果排气过程不做功，称为半单流式蒸汽机。因为入气口和出气口的温度恒定，不象其它蒸汽机那样不断变化，因此单流式蒸汽机的热效率较高，在同等条件下，可比变流式蒸汽机高出20%到30%。
从单流式蒸汽机的这个结构特点可以看出，相比传统的变流式蒸汽机，它的结构和柴油机更加接近，可以采用多个缸径相同的汽缸组成不同功率的机型，形成系列化，从而适应不同的应用环境。而且零部件通用程度也较高。

半单流式蒸汽机工作原理图。可以看出，它的结构与柴油机几乎完全相同，只是工质不同。


双工单流式蒸汽机

让张凯感到惊喜的是，他在大图书馆的资料里，找到了两份非常有用的资料：
一份是北京通用机械厂1958年生产的7/10马力锅驼机的资料。与临高动力机械厂到目前为止所仿制的其他锅驼机都采用变流式蒸汽机不同，这款锅驼机的蒸汽机部分采用的是半单流式蒸汽机。汽机基本性能指标：缸径106毫米，活塞行程120毫米，转速500转/分，持续工作压力7个大气压，持续输出功率7马力（最大短时间可用压力10个大气压，此时输出功率10马力），耗汽量16公斤/马力小时。
另一份是美国Dieter蒸汽机公司大约是在1900到1910年之间生产的一型单流式三缸蒸汽机的简单介绍。让张凯对它感兴趣的原因在于，这个机器的汽缸参数，和北京通用机械厂1958年生产的7/10马力锅驼机所使用的半单流式蒸汽机非常接近。对比如下：

	Dieter	北京通用
样式	立式三缸	立式单缸
额定马力	20	7/10
使用蒸汽压力（大气压）	7	7/10
气缸直径（mm）	98.4	106
活塞行程（mm）	114.3	120
转速（rpm）	600	500

美国Dieter蒸汽机公司单流式三缸蒸汽机


Dieter蒸汽机公司单流式三缸蒸汽机结构示意图

根据这两份资料，结合元老院对动力的需求，张凯制定了一个下一代蒸汽动力的研制计划，共分三步：
第一步，仿制北京通用机械厂1958年7/10马力锅驼机，特别是其蒸汽机部分，目的是掌握单流式蒸汽机的制造技术。
第二步，以北京通用机械厂1958年生产的7/10马力锅驼机所使用的半单流式蒸汽机为基础，通过采用多个缸径相同的汽缸的方式，组成不同功率的机型，鉴于这个系列的蒸汽机都采用106毫米缸径的汽缸系统，因此张凯将其命名为106系列蒸汽机。按照张凯的设想，这个系列除了单缸的1106型，还包括双缸的2106（14/20马力）、三缸的3106（21/30马力）、四缸的4106（28/40马力），以及六缸的6106（42/60马力）系列蒸汽动力，足以满足元老院的各种中低档动力需求。而首先要研制的，就是三缸的3106型蒸汽机。在北京通用机械厂1958年7/10马力锅驼机和美国Dieter蒸汽机公司单流式三缸蒸汽机的核心技术参数如此接近的情况下，直接照抄后者的设计，是最省事，最稳妥的做法。
第三步，在掌握了半单流式蒸汽机制造技术的情况下，基于墨子一号的210毫米X340毫米汽缸系统，研制210毫米X340毫米双工单流式蒸汽机，然后以它为基础，参考3106型三缸蒸汽机，研制单流式三缸蒸汽机。墨子一号的210毫米X340毫米汽缸系统在12个大气压下，输出功率可以在短时间内达到75马力，三个缸就是225马力，这就可以达到1630年型巡洋舰的动力需求了。两台这样的蒸汽机可以达到450马力的出力，也基本可以达到500马力拖船的要求了。
至此，元老院提出的动力要求，算是得到了初步的解决。

latra

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伍制使

支持开新坑

吴驷杉

镭射 发表于 2021-8-9 16:52
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镭射

一五计划的制订和开展，是大宋社会生产力发展的一个强大的推动力。106系列蒸汽机，是在一五期间诞生和发展起来的新型系列原动机产品。
几年来，在元老院的亲切关怀下，在临高机械总厂、临高车辆厂、博铺造船厂、临高县学学田农场等兄弟单位的大力支持下，临高动力机械厂的全体干部职工，遵照“独立自主、实事求是”的元老院基本方针，经过一系列的试制、试验工作，在反复实践的基础上，多次修改设计和扩大系列产品设计，终于设计、制造成功106系列蒸汽机。
现在，106系列蒸汽机已发展到8种机型，其中1106、2106、3106等型号已经计委批准，投入了批量生产。随着大宋工农业生产和伏波军建设的飞跃发展，106系列蒸汽机的研制和应用也必然会迅速的发展。
为了社会各界能够尽快熟悉106系列蒸汽机，并与各兄弟单位进行技术交流，我们在此对其作一个简单的介绍，以供参考。
从结构上来说，根据汽缸内蒸汽的流动方向，蒸汽机可分为变（逆）流式和单（直）流式两种。所谓变流式蒸汽机，就是气缸只有一个口，蒸汽从这个口进入气缸，做完功后再从这个口派出，在气缸内的流动方向是周期性变化的。临高动力机械厂之前所造的，都属于变流式蒸汽机。所谓单流式蒸汽机，就是汽缸有两个口，蒸汽入口和出口。蒸汽从入气口进入汽缸，从出气口排出，在汽缸内始终是朝着一个方向作单向流动，所以被称为单流式蒸汽机。如果排气过程不做功，称为半单流式蒸汽机。因为入气口和出气口的温度恒定，不象其它蒸汽机那样不断变化，因此单流式蒸汽机的热效率较高，在同等条件下，可比变流式蒸汽机高出20%到30%。
从单流式蒸汽机的这个结构特点可以看出，相比传统的变流式蒸汽机，它的结构和柴油机更加接近，可以采用多个缸径相同的汽缸组成不同功率的机型，形成系列化，从而适应不同的应用环境。而且零部件通用程度也较高。106系列蒸汽机就是一款单流式蒸汽机。这是它与临高动力机械厂以前产品的最大不同之处。
106系列蒸汽机是一种性能良好、结构先进，可满足多种用途的原动机。整个系列分为立式单缸的1106L，卧式单缸的1106W，直列2、3、4、6缸的2106、3106、4106、6106和V型8、12缸的8V106、12V106等。所有系列产品的汽缸直径为106毫米，活塞行程为120毫米，标准转速为500转/分，单缸功率为7/10马力（7个标准大气压/10个标准大气压），实现了较高程度的系列化、标准化、通用化。目前已发展的8种产品中，功率范围广（见附表），能适应多种机械的配套。

106系列蒸汽机在不同蒸汽压力/转速条件下的输出功率（马力）

	1106	2106	3106	4106	6106	8V106	12V106
0.7Mpa/350rpm	7	14	21	28	42	56	84
1.0Mpa/500rpm	10	20	30	40	60	80	120

106系列的主要服务对象是工农业生产，包括工厂动力、发电、农用排灌等。系列中的一些产品及其变型，还可用于发电机组、船用主辅机、矿山机械、工程机械等。根据“106系列蒸汽机基本用途型谱”的初步方案，本系列有8个基本型，几十个基本变型，给进一步扩大配套使用范围提供了充分的可能。
在研制106系列蒸汽机期间，临高动力机械厂还与一些相关单位合作，对106系列蒸汽机进行了配套试验。如直列双缸的2106型蒸汽机，曾在临高县学农场综合加工厂进行配套使用试验。临高县学农场综合加工厂的前身是临高县学学田碾米厂，安装有一台试制型10马力蒸汽机作为动力。后来碾米厂扩建，除了碾米机，又增加了三台轧花机，两台弹花机，一台磨面机，一台发电机。面对这些设备，之前的10马力蒸汽机就显得力不从心了。经由农场方面主动联系，动力机械厂在综合加工厂安装了一台2106型蒸汽机。这台蒸汽机交替驱动多种设备，输出功率经常在14到20马力之间浮动，工作环境恶劣。经500小时使用考核，用户反映新产品工作运行正常，性能稳定，工作可靠，而且功率大。相比原有的试制型10马力蒸汽机，新2105型蒸汽机更省燃料，新机耗煤量为4大斤每马力小时，而老机要5大斤。使用500小时候磨损情况正常。
总之，106系列蒸汽机作为中小功率的工农业用动力机械是比较理想的，106系列的大量投产，必将对大宋的工农业生产，以及伏波军的建设，作出应有的贡献。

W-sheep

解决探伤技术，提高无缝钢管品质，争取把蒸汽压力做到3～5MPa

镭射

W-sheep 发表于 2021-8-11 16:31
解决探伤技术，提高无缝钢管品质，争取把蒸汽压力做到3～5MPa

可见的将来不要想了。现在能做到的就是：稳定工作0.7MPa，最大1.0MPa，极端状态1.2MPa。

W-sheep

简易的磁探、涡流探并不难，前者都不需要动用管控物资，后者也只是不超过10个晶体管的事情，余下的器材都是临高水平可以自制的。如果马逆连10个三极管都不肯批的话，元老院还是早死早超生吧

werudite

镭射 发表于 2020-4-22 10:22
基本设定是：这个同人文的主角，不是某个人，而是这个名叫“澳宋动力”的公司，类似旧时空美国的通用动力 ...

通用电气才是GE，而且，通用电气的动力比通用动力强。GE在航空发动机方面是领头羊。

吴驷杉

镭射 发表于 2021-8-11 13:44
一五计划的制订和开展，是大宋社会生产力发展的一个强大的推动力。106系列蒸汽机，是在一五期间诞生和发展 ...

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镭射

werudite 发表于 2021-8-11 23:47
通用电气才是GE，而且，通用电气的动力比通用动力强。GE在航空发动机方面是领头羊。 ...

多谢指正，是我记错了