第182章 火油机惊破苍穹,动力革命奠基石

扶苏更是被这生动的描述逗得前仰后合,爽朗的笑声在机器的轰鸣中格外清晰。这公输昂,真是个活宝!一个被师父打怕了的天才技术宅!不过,这种“话痨”式的研发人员,在需要高度协作和沟通的科技创新领域,可比那种沉浸在自己世界、拒绝交流的“闷葫芦”要可爱得多,也要高效得多!

他止住笑声,看向眼前这位因为陛下的关注而更加兴奋、眼神灼灼放光的公输昂,眼中充满了极其浓厚的兴趣和期待:“公输昂,不必多礼。你的师尊和茅院长一路上对你的这项发明可是赞不绝口,推崇备至,甚至不惜用‘价值半载国赋’、‘帝国瑰宝’这样的词汇来形容。可是把朕的胃口吊得足足的。来,现在就给朕好好介绍介绍,眼前这些轰鸣的钢铁杰作,究竟是何等惊天动地的神奇物件?其原理为何?妙在何处?朕,洗耳恭听,很是好奇。”

公输昂一听皇帝陛下亲自点名,并且表现出如此浓厚的兴趣,立刻如同被点燃的火箭,精神百倍,脸上焕发出极度自豪的光彩,仿佛终于找到了世界上最懂他、最识货的知音听众。他连忙侧身引路,声音都因激动和急切而拔高了几分,语速不自觉地加快:“陛下圣明!陛下请看!就是此物!这一切的核心!”

他带着众人走到最近的一台正在全力工作的奇特机器旁。这台机器大约有半人多高,结构紧凑而充满工业力量感。其核心是一个厚重坚固的铸铁气缸体,外面紧密地包裹着一层层的散热鳍片,以驱散那惊人的燃烧热量。气缸上方是一个结构异常复杂的缸盖,由精钢打造,上面连接着许多粗细不一、走向清晰的铜管——有进气的,有排气的,还有似乎是输送油料的。缸盖上还凸起着几个造型奇特的阀门机构,通过精巧的摇臂与一根不断旋转的细长金属轴相连。

一根粗壮有力的曲轴从气缸体一侧有力地伸出,通过一根结实的连杆与气缸内部看不见的活塞相连。此刻,这根曲轴正在以一种令人目眩的速度高速旋转,带动着一个沉重的铸铁飞轮,发出稳定而极具威慑力的低沉轰鸣。飞轮又通过多层牛筋皮带,将这股澎湃的动力高效地传输给一旁那台正在以惊人速度切削一块钢坯、火星四溅的铣床。那铣床的工作效率,肉眼可见地比旁边工坊里同型号但由蒸汽机驱动的机床快了不止一筹!

“陛下,此物学生与参与研制的诸位师兄弟将其命名为——‘神工·火油动力机’!”公输昂的声音带着无与伦比的自豪和一种开创新时代的使命感,他彻底进入了状态,开始滔滔不绝、极其详尽地讲解起来,语速快而清晰,细节丰富,果然是个“话痨”天才无疑。

“此物之灵感诞生,并非凭空而来,实乃学生长期痴迷于观察、苦苦思索,最终受学院两大现有奇迹启发,融会贯通而来!”他伸出两根手指,目光炯炯。

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“其一,便是学院的动力基石——蒸汽机!”他语气充满敬意,“学生长期痴迷于其精妙绝伦的构思——利用燃烧煤炭之热能,加热清水转化为高温高压之蒸汽,再以蒸汽之膨胀伟力推动气缸内之活塞做往复直线运动,最后通过巧妙的连杆曲轴机构,将这直线运动转化为稳定而持续的旋转运动,从而输出机械动力。此乃‘化热为力’之典范,堪称巧夺天工!”

“然而,学生亦观察到其巨大弊端:过程冗长,热能需经水汽二次转换,损耗巨大;且体型笨重,离不开巨量煤炭与活水,束缚极多。”他话锋一转,指向第二个灵感来源。

“其二,便是工学院与化学院诸位博士联合研制成功的载人热气球!”他眼中闪烁着悟道般的智慧光芒,“学生曾多次痴迷地观看热气球壮丽升空之景象,对其球体下悬挂的那具神火喷灯印象极深,为之震撼!那喷灯通过加压,将化学院提炼之‘火油’雾化喷出,遇明火即形成猛烈、集中、温度极高之烈焰,瞬间加热球囊内之空气,产生巨大浮力,竟能托举庞然球体与人员升入苍穹!学生当时便萌生一个大胆至极的想法:蒸汽机之热,源于燃煤烧水,何其间接迂回!为何不能像这神火喷灯那般,直接燃烧一种更容易点燃、能量密度更高、更易携带之液体燃料,并想方设法让这燃烧……不,是让这爆燃,直接发生在密闭的气缸内部呢?!以此产生更直接、更猛烈、更高效、更紧凑的动力呢?!”

扶苏听得心脏狂跳不止,几乎要蹦出胸腔!内燃! 这小子竟然纯粹依靠自己的观察、思考和摸索,抓住了内燃机最核心、最本质的思想——让燃料在气缸内部燃烧爆炸,直接做功!这是何等的天才!何等的悟性!

公输昂完全沉浸在了创造与分享的狂热之中,手舞足蹈地比划着,每一个细节都不愿放过:“于是,自那时起,学生便开始了漫长、枯燥、失败远多于成功、甚至堪称危险的尝试之路。最初,学生思路仍未完全摆脱蒸汽机桎梏,尝试做一个微缩的燃烧室,烧火油来加热空气,想用热膨胀的空气去推动活塞。结果……惨不忍睹,效率低得令人发指,甚至远不如老老实实烧开水产生蒸汽。”

“经历无数次失败后,学生几乎要放弃此路。转机来源于一次在化学院的观摩。”他眼中重现当时的光彩,“彼时化学院正在分馏提炼运来的火油,学生见到那些匠师将不同沸点的组分,分离出来,得到一种清澈如水、却极易挥发燃烧、危险性极高的‘轻油’,操作稍有不慎甚至遇到明火就会发生瞬间的爆燃!学生当时非但未惧,反而如同被惊雷劈中,茅塞顿开——学生要的就是这个!要的就是这瞬间的爆燃!要的就是这狂暴的冲击力!”

他激动地猛地一拍大腿,“学生思路彻底扭转!立刻回去重新设计。首要难题是如何将这种‘轻油’与空气高效混合。学生苦思冥想,设计了一个特殊的雾化混合装置”,他指着机器上部一个带有细小喷口和调节旋阀的铜制部件,“利用高速气流将液态‘轻油’击碎、雾化,使其与适量空气充分混合,形成极易燃烧的混合气体。”

然后,他指着气缸盖上那个复杂的打火机构:“混合油气进入气缸后,如何点燃?最初是用烧红的铁丝小心翼翼地从预留小孔伸进去点,危险且不便。后来学生借鉴了联合火器局为燧发枪研发的可靠打火石机构,将其极度微型化、精密化,置于气缸内部特定位置,通过一套与曲轴联动的精巧控制机构,确保在活塞运行到最合适位置的瞬间,击锤落下,啪!产生强烈火花,精准点燃混合气!”

“然而,这并非简单点燃即可!”公输昂语气变得极度严肃,“最关键、最核心的一步,在于时序与控制!学生深刻认识到,绝非简单将油气点着就行,必须精确控制整个过程!”他指着那根不断旋转的凸轮轴和与之连接的气门摇臂。

“学生呕心沥血,改进了蒸汽机简单的气路结构,设计了全新的进气门和排气门,并通过这套凸轮轴机构与曲轴精确联动!”他详细解释道,“其循环大致如下:曲轴旋转,首先带动活塞下移,此时进气门被凸轮顶开,混合油气被吸入气缸;随后活塞上行,进气门关闭,混合油气被剧烈压缩,温度和压力骤升;当活塞即将到达顶点时,压缩比达到最大,点火机构瞬间动作,火花闪现——嘭!!! 一次剧烈无比、可控的爆炸在密闭气缸内瞬间发生!产生难以想象的巨大压力,狠狠地将活塞向下推动,这股磅礴巨力通过连杆,转化为曲轴旋转的强大扭矩!这才是动力的真正来源!”

他喘了口气,继续激情澎湃地描述:“爆炸做功后,活塞再次上行,此时排气门被凸轮机构顶开,燃烧后的废气被排出;排气完毕,活塞再次下移,新一轮的进气开始……如此进气、压缩、爆燃、排气,四个步骤循环往复,周而复始,动力便源源不断地、高效地从这根曲轴上输出!学生将其称为‘四步轮回之火工真诀’!”

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公输昂脸上洋溢着创造者目睹神迹般的光辉,仿佛回顾那段岁月依旧心潮澎湃:“陛下,您是不知道,为了找到最合适的油气混合比例、最佳压缩程度、最精准的点火时机,学生和团队经历了多少次失败!炸裂、烧毁、卡死的缸盖不计其数,实验室墙壁都被熏得漆黑!但每一次失败都让我们离成功更近一步!终于,苍天不负有心人,我们找到了那个完美的平衡点!陛下,您此刻所听闻、所目睹的,便是最终定型、可稳定运行的‘神工·火油动力机’!其动力之澎湃、响应之迅捷,远超学生最初最乐观的想象!”

他指着旁边那台明显比蒸汽机驱动的同款铣床工作速度快上数倍、切削力道也更加凶悍的机器,无比自豪地说道:“单就以单位体积和重量所能输出的持续动力计算,学生经过严谨对比测算,这样一台‘神工·火油动力机’,其有效功率恐怕足以抵得上二十台乃至三十台同等体积的蒸汽机!而且它启动极快,无需漫长的烧水升压过程,旋钮一拨,片刻即达全功率;它对操纵指令的反应极其灵敏,增速减速几乎随心而动;它更轻便,可以分散布置,无需依赖庞大的中心动力源和复杂的传动系统!”

扶苏已经完全被公输昂这详尽无比、精彩纷呈的讲解彻底震撼了!虽然眼前这台机器肯定还非常原始,噪音震耳欲聋,油烟气味刺鼻,效率、可靠性、耐久性恐怕都远不能和成熟的内燃机相比,但最核心的原理通了!进气、压缩、做功、排气——这分明就是一台原始的四冲程汽油机的原型!这是何等的跨越!这是真正的动力革命!

他仿佛看到了无限广阔的应用前景!正如公输昂所展望的,这机器彻底摆脱了对巨量冷却水和煤炭的依赖,只需要化学院不断精炼提供的“轻油”!这意味着动力单元可以做得更小,可以更加分散地布置,可以应用于蒸汽机极其受限甚至是难以企及的领域——交通工具!

公输昂显然早已思虑深远,他双眼放光,继续向皇帝描绘着激动人心的蓝图:“陛下!此物之潜力,其应用前景之广阔,绝不仅仅局限于驱动工坊里的这些机床!那简直是杀鸡用牛刀,大材小用!学生近日已在茅院长、师尊以及诸位师兄弟的指导帮助下,全力以赴攻关两个更宏大的方向:一是如何将其进一步小型化、轻量化、功率强化后,应用于帝国的火车之上;二是如何将其完美集成到‘腾云壹型’履带车乃至更小型的运输车辆之中!”