【原创】澳宋动力8月11日更新番外

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
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 ...

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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