第七十二节 府兵授田升级版（2 / 2）

老黄头的制作工坊已经增加到了一个高炉，三个铁砧。生意做起来以后，老黄头一共招了六个学徒，加上自己儿子跟着自己打造关键的活塞环和缸套，并且进行渗氮处理作为核心技术之外，普通的铸造气缸和活塞，锻打曲轴和部件的任务，都统统让学徒来完成。

实际上这也不完全算学徒，他们都在少府监的职业体系下干了七八年，都是二十七八岁成家立业的小伙子，拿得是小工的工资。一个月八百钱。这点工资显然不够一家之用，他们的媳妇大都在家也有点副业，开小吃摊，兼织布缝纫做衣服之类。工匠的老婆，一般也是工匠。这种同业相亲，也是后来形成“四民”的基础之一。

经过第一期冷气机的销售，作坊一共生产了二十多台气缸和活塞套件。李志坚就在原来产品的基础上，在气缸盖的进气排气口上加以改进，做一个凸轮连杆控制开闭的气门，代替原来活塞的单向气阀。

大多数人印象中的蒸汽机，就像课本和影视作品中到的一样，巨大，笨重。有着巨大的汽缸，活塞连杆和主轴。在蒸汽火车上，巨大的主动轮由一组连杆连接起来，接在一个直径四十公分的大气缸上。

这样大的活塞和汽缸，在蒸汽气压5个大气压左右，可以做到单缸功率大概500千瓦到00千瓦。

但是实际上，蒸汽机也可以做的很小，装在汽车上。在769年，法国人尼古拉斯库格诺特就用蒸汽机作为动力，制造出了第一台“汽车”。0年，蒸汽机的老家，英国人理查特里维西克把这样的蒸汽汽车的速度提高到每小时千米。后来，他发现蒸汽机的启动和关闭大麻烦太慢了，实在不适合做小型汽车，于是他就改在矿山铁路上，这个蒸汽机车的速度空载可以达到每小时25公里。

在这个阶段，蒸汽机的效率非常低下，可能只有5%不到。蒸汽机几乎是只靠蒸汽压力推动机器，大量的热能都被散热器白白消耗了。一般使用单气缸，单向推动，因此需要一个巨大的飞轮使气缸排气复位。这个飞轮后来在柴油机上也出现了，在很多老式的双缸柴油机上，同样需要一个巨大的飞轮，利用它的惯性才能让气缸完成压缩的过程。

后来改进的蒸汽机就用各种各样的方法使这个过程更加合理，更加高效。于是出现了很多进化版高级的蒸汽机。

直到今天，凡是气缸式的蒸汽机，根据这些特性也可以分为三类。第一类就是双动式，活塞往复都可以在做功。火车头上的气缸就是这种双动式的气缸。

第二类是多胀式。它由好几个直径不同的气缸组成，每一个气缸都是单动式的，高压蒸汽在高压气缸中做功后还继续在低压气缸中做功。常见的就是三胀式，因为它的蒸汽降温后还能继续返回锅炉加热，比较省水，所以轮船多使用这一种。

第三种就是理论效率最高的单流蒸汽机。它的构造和柴油机比较像，因为要使用相对比较复杂的配气策略（它用凸轮调整进气门和出气门的开闭，给蒸汽足够的膨胀时间），而且总是需要很多气缸一起工作，因此它也是在后来机床普及，零件制造技术比较高的时候才出现。只是这个时候内燃机的实用化已经基本上将蒸汽机赶下了历史的舞台。

李志坚设计的这一型小型的单流蒸汽机就是在冷气机的气缸结构基础上，加上一个锅炉和冷凝器组成的。它的设计功率是约20匹马力（4千瓦）。这样的功率，带动大型冷气机，小型机床，煤矿抽水机，等等……都是可以用的上的。

选择这个数值，也是有考虑的，因为冷气机装的地方，大都是贵族的主人的起居室。这样的空间，都是比较大的。要达到好的制冷效果，让二十匹马一起在后院拉磨，效果实在是又闹腾又蛋疼。

对需要锅炉和冷凝器的蒸汽机而言，更小的功率就实在是有点不值得了。小功率的动力一般都是使用轻便的内燃机而不是蒸汽机。

现代更小功率的热机出现在摩托车上，大概是到6千瓦。不过小排量摩托车已经被电瓶车给赶走的差不多了吧。小型汽车的发动机大概在0千瓦以上。

单流式蒸汽机本体可以制作的比较轻便，问题在于锅炉和冷凝器，确实比较笨重。因此这一款蒸汽机暂时不会用在汽车或者机车上。毕竟这个也是要积累经验以后，才能投入到可靠性要求更高的地方去。

李志坚再次打开他的穿越金手指，开始粗略计算单流式蒸汽机的大致数据。