第133章 研發天團
推翻韃清後，大明居然成了列強！ 作者：大夢山海 投票推薦 加入書簽 留言反饋
搞定了軌道，蒸汽火車的研發算是正式拉開了序幕！朱靖坤則是將第一期的鐵路規劃圖交給了建設部，讓他們可以開始按照設計工藝建造鐵路了！
第一期的鐵路是福田鐵路與漳田鐵路，福田鐵路是從福州到大田的！前期的煤、鐵、銅、軍工、機械等都是在大田生產的！鐵路當然要從大田開始修建！
漳田鐵路是漳州到大田的！漳州是未來進攻廣州的橋頭堡，也是防禦福康安的第一陣地！連通大田不僅方便運輸貨物，也可以從福州坐火車直達漳州！
兩條鐵路的建設任務交給建設部，朱靖坤則開始一心撲到了蒸汽火車的研發上！別到時候鐵路修通了，火車還沒影子呢！
雖然朱靖坤知道研發蒸汽火車的難度，可他沒想到上來就在車機部分遇到了大難題，那就是變速箱！
蒸汽機的變速問題一上來阻礙了車機的研發。想給蒸汽機加裝變速箱，簡直是太瘋狂了！朱靖坤無論怎麽想都想不明白應該怎麽做！內燃機的變速箱是和發動機連接在一起的！但是蒸汽機屬於外燃型發動機，且傳動裝置也是外置的！
所以想給蒸汽機加裝變速箱簡直就是異想天開，但是火車又必須有變速裝置，要不然就無法控製車速，也無法控製扭矩。
既然無法在蒸汽機上加裝變速箱，那就隻能從傳動係統和車輪上想辦法了。
經過一個多月抓耳撓腮的研究，朱靖坤帶著車機組經過大量的實驗終於解決了這個問題。
最終設計完成的車頭，它的兩邊各有三個動輪，第三個動輪上裝著有被蒸汽活塞推動的搖杆，帶動輪軸上的曲拐，推動輪子轉起來。這個曲拐還會通過連杆帶動前麵兩個動輪同步轉動。
曲拐頭部還裝了一個偏心曲拐，當輪子轉起來時就會帶動上麵的偏心杆前後擺動，從而帶動上方的月牙板在支架上擺動。月牙板擺動時又帶動旁邊的半徑杆前後推拉運動，從而推動合並杆來移動氣室裏的閥門。
合並杆的另一端又連接著一根鐵棍，叫做結合杆，與被氣缸推動的十字頭相連，而十字頭又與聯動的搖杆相連，兩邊都是一套相同的結構。
在火車頭工作時，鍋爐中的高壓空氣通過上方的管道進入氣室，從而產生活塞運動為傳動結構提供機械能，如果這時司機將迴動機手柄調到中間的位置上，這時半徑杆就會移動到月牙開槽的中點上，不再上下擺動。
此時如果輪子正在轉動，合並杆就隻能被結合杆單獨推動，帶動氣室閥小幅振動，不能露出進氣口送氣，氣缸內活塞的運動跟著緩緩停止，火車就會停止了。
當需要前進啟動時，司機操作手柄前推，半徑杆就會往月牙槽的下方移動，從而使氣室閥的行程增大，使蒸汽推動十字頭搖動輪子前進。
而相反的，當司機往後拉機動手柄，那麽半徑杆就會往月牙槽的上半邊移動，當超過中心部位時，傳動結構就帶動輪子反向行駛，火車就因此開始倒退。
月牙板、偏心杆、半徑杆、結合杆和合並杆構成了火車換向的迴動機，並同時起到了無級變速的作用。
當蒸汽火車啟動時，司機需要用力地拉手柄。因為當車啟動時，需要很大的扭矩，就要將半徑杆推到底，使氣室閥的振幅達到最大，此時進氣口的打開時間最長，蒸汽推動機械結構做功的距離也就越長，也就是所謂氣缸的遮斷比就越高，相應的氣缸內的缸壓也就越大。
蒸汽火車的半徑杆在最大偏角時，氣缸內的遮斷比大約是70%，相當於汽車裏的一檔。
當達到一定時速的以後，就需要輪子以較小的扭矩來維持更高的轉速，司機可以通過減小半徑杆的偏角，使氣室閥振幅減小。
如此一來，進氣口露出時間較短，氣缸遮斷比減小，保持較低的平均壓力來維持火車高速的往複運動，就相當於汽車的高速檔。所以蒸汽火車頭在平時正常速度行駛中，氣缸的遮斷比通常會減小到30%左右。
車機組設計的這套變速係統真的是相當簡潔了，隻需要通過一根平平無奇的拉杆，和幾塊同樣普通的鐵片和鐵棍，就能完成蒸汽火車頭的轉向和無級變速。
車輪組設計的動輪組合也是巧奪天工，整套動輪係統包括彈簧懸掛裝置、輪對、導輪、從輪、軸箱、導輪轉向架、從輪轉向架和牽引裝置等構成。
輪對分導輪、動輪、從輪三種。安裝在機車前轉向架上的小輪對叫導向輪對，機車前進時，它在前麵引導，使機車順利通過曲線。機車中部能產生牽引力的大輪對叫動輪。機車後轉向架上的小輪對叫從輪，除了擔負一部分重量外，當機車倒行時還能起導輪作用。
軸箱和車輛的滑動軸承軸箱相類似，主要起潤滑作用，防止車軸在高速運行時過熱。彈簧裝置的作用主要是緩和運行時的振動，減輕車輪對線路的衝擊，另外還能把車架上部的重量平均分配給各個輪對。
車廂組設計了三款車廂以供選擇，有客廂、貨廂、貨客廂三種！
客廂寬3.3米，高2.8米，長28米，兩側有2人和3人的座椅，一排共五個座位，每節車廂可乘坐七十人。車廂中間有過道，靠窗有茶幾，每節車廂有兩個門，車廂尾部有廁所。座椅上方有放隨身行李物品的行李架。車廂內有電石燈用作照明。
貨廂寬2.8米，高2.8米，長16米，一節車廂可載重1200石！為了方便貨物裝卸，因此車廂沒有封頂，適合運輸不怕風吹日曬雨淋的貨物！
貨客廂與貨廂尺寸一致，不同的是車廂上側封頂，兩側有折疊座椅，一排八個，共十六個，但是若緊急運兵的話，中間那麽大的空位，能站能坐！就算都坐小馬紮，一節車廂保守也能拉一百七八十人！站著的話，能擠進去多少就擠進去多少！
整個火車的項目組，也就是連接組最輕鬆了，詹氏車鉤的原理就在朱靖坤的腦海中，將原理告訴他們，這些人以極快的速度就直接設計出了詹氏車鉤的製造圖紙！
至此，大明治下最厲害的物理學家、機械學家、動力學家組成的研發隊伍，在朱靖坤開著上帝視角的幫助下，曆經三個月的時間，整個蒸汽火車的研發終於全部結束了！
車頭、車廂、車輪、橫軸、懸掛、牽引、軌道等研發組提交的設計圖紙以及製造圖紙足足有五十多斤重！
第一期的鐵路是福田鐵路與漳田鐵路，福田鐵路是從福州到大田的！前期的煤、鐵、銅、軍工、機械等都是在大田生產的！鐵路當然要從大田開始修建！
漳田鐵路是漳州到大田的！漳州是未來進攻廣州的橋頭堡，也是防禦福康安的第一陣地！連通大田不僅方便運輸貨物，也可以從福州坐火車直達漳州！
兩條鐵路的建設任務交給建設部，朱靖坤則開始一心撲到了蒸汽火車的研發上！別到時候鐵路修通了，火車還沒影子呢！
雖然朱靖坤知道研發蒸汽火車的難度，可他沒想到上來就在車機部分遇到了大難題，那就是變速箱！
蒸汽機的變速問題一上來阻礙了車機的研發。想給蒸汽機加裝變速箱，簡直是太瘋狂了！朱靖坤無論怎麽想都想不明白應該怎麽做！內燃機的變速箱是和發動機連接在一起的！但是蒸汽機屬於外燃型發動機，且傳動裝置也是外置的！
所以想給蒸汽機加裝變速箱簡直就是異想天開，但是火車又必須有變速裝置，要不然就無法控製車速，也無法控製扭矩。
既然無法在蒸汽機上加裝變速箱，那就隻能從傳動係統和車輪上想辦法了。
經過一個多月抓耳撓腮的研究，朱靖坤帶著車機組經過大量的實驗終於解決了這個問題。
最終設計完成的車頭，它的兩邊各有三個動輪，第三個動輪上裝著有被蒸汽活塞推動的搖杆，帶動輪軸上的曲拐，推動輪子轉起來。這個曲拐還會通過連杆帶動前麵兩個動輪同步轉動。
曲拐頭部還裝了一個偏心曲拐，當輪子轉起來時就會帶動上麵的偏心杆前後擺動，從而帶動上方的月牙板在支架上擺動。月牙板擺動時又帶動旁邊的半徑杆前後推拉運動，從而推動合並杆來移動氣室裏的閥門。
合並杆的另一端又連接著一根鐵棍，叫做結合杆，與被氣缸推動的十字頭相連，而十字頭又與聯動的搖杆相連，兩邊都是一套相同的結構。
在火車頭工作時，鍋爐中的高壓空氣通過上方的管道進入氣室，從而產生活塞運動為傳動結構提供機械能，如果這時司機將迴動機手柄調到中間的位置上，這時半徑杆就會移動到月牙開槽的中點上，不再上下擺動。
此時如果輪子正在轉動，合並杆就隻能被結合杆單獨推動，帶動氣室閥小幅振動，不能露出進氣口送氣，氣缸內活塞的運動跟著緩緩停止，火車就會停止了。
當需要前進啟動時，司機操作手柄前推，半徑杆就會往月牙槽的下方移動，從而使氣室閥的行程增大，使蒸汽推動十字頭搖動輪子前進。
而相反的，當司機往後拉機動手柄，那麽半徑杆就會往月牙槽的上半邊移動，當超過中心部位時，傳動結構就帶動輪子反向行駛，火車就因此開始倒退。
月牙板、偏心杆、半徑杆、結合杆和合並杆構成了火車換向的迴動機，並同時起到了無級變速的作用。
當蒸汽火車啟動時，司機需要用力地拉手柄。因為當車啟動時，需要很大的扭矩，就要將半徑杆推到底，使氣室閥的振幅達到最大，此時進氣口的打開時間最長，蒸汽推動機械結構做功的距離也就越長，也就是所謂氣缸的遮斷比就越高，相應的氣缸內的缸壓也就越大。
蒸汽火車的半徑杆在最大偏角時，氣缸內的遮斷比大約是70%，相當於汽車裏的一檔。
當達到一定時速的以後，就需要輪子以較小的扭矩來維持更高的轉速，司機可以通過減小半徑杆的偏角，使氣室閥振幅減小。
如此一來，進氣口露出時間較短，氣缸遮斷比減小，保持較低的平均壓力來維持火車高速的往複運動，就相當於汽車的高速檔。所以蒸汽火車頭在平時正常速度行駛中，氣缸的遮斷比通常會減小到30%左右。
車機組設計的這套變速係統真的是相當簡潔了，隻需要通過一根平平無奇的拉杆，和幾塊同樣普通的鐵片和鐵棍，就能完成蒸汽火車頭的轉向和無級變速。
車輪組設計的動輪組合也是巧奪天工，整套動輪係統包括彈簧懸掛裝置、輪對、導輪、從輪、軸箱、導輪轉向架、從輪轉向架和牽引裝置等構成。
輪對分導輪、動輪、從輪三種。安裝在機車前轉向架上的小輪對叫導向輪對，機車前進時，它在前麵引導，使機車順利通過曲線。機車中部能產生牽引力的大輪對叫動輪。機車後轉向架上的小輪對叫從輪，除了擔負一部分重量外，當機車倒行時還能起導輪作用。
軸箱和車輛的滑動軸承軸箱相類似，主要起潤滑作用，防止車軸在高速運行時過熱。彈簧裝置的作用主要是緩和運行時的振動，減輕車輪對線路的衝擊，另外還能把車架上部的重量平均分配給各個輪對。
車廂組設計了三款車廂以供選擇，有客廂、貨廂、貨客廂三種！
客廂寬3.3米，高2.8米，長28米，兩側有2人和3人的座椅，一排共五個座位，每節車廂可乘坐七十人。車廂中間有過道，靠窗有茶幾，每節車廂有兩個門，車廂尾部有廁所。座椅上方有放隨身行李物品的行李架。車廂內有電石燈用作照明。
貨廂寬2.8米，高2.8米，長16米，一節車廂可載重1200石！為了方便貨物裝卸，因此車廂沒有封頂，適合運輸不怕風吹日曬雨淋的貨物！
貨客廂與貨廂尺寸一致，不同的是車廂上側封頂，兩側有折疊座椅，一排八個，共十六個，但是若緊急運兵的話，中間那麽大的空位，能站能坐！就算都坐小馬紮，一節車廂保守也能拉一百七八十人！站著的話，能擠進去多少就擠進去多少！
整個火車的項目組，也就是連接組最輕鬆了，詹氏車鉤的原理就在朱靖坤的腦海中，將原理告訴他們，這些人以極快的速度就直接設計出了詹氏車鉤的製造圖紙！
至此，大明治下最厲害的物理學家、機械學家、動力學家組成的研發隊伍，在朱靖坤開著上帝視角的幫助下，曆經三個月的時間，整個蒸汽火車的研發終於全部結束了！
車頭、車廂、車輪、橫軸、懸掛、牽引、軌道等研發組提交的設計圖紙以及製造圖紙足足有五十多斤重！