Смоленская Русь. Княжич 1 (СИ) - Алексей Янов (мир бесплатных книг .TXT) 📗
Повесив на доску большой лист бумаги, типа ватмана, я принялся указкой тыкать в нарисованную мной схему двигателя, объясняя его устройство и принцип работы.
– Так вот, господа–товарищи, – аудитория внимала каждому моему слову затаив дыхание. – Как из моих слов вы уже поняли, основа работы двигателя – это попеременный нагрев и охлаждение заключённого в цилиндре рабочего тела – воздуха.
Мне уже было понятно, что заставлять работать над двигателем никого не придётся, а наоборот, надо следить, как бы они единовременно, все разом не забросили свои основные трудовые обязанности, увлёкшись новым делом.
– Система поршень – цилиндр работает по простой схеме, – я показал указкой на своём чертеже их местонахождение. – Воздух (рабочее тело) изолирован от внешней среды цилиндром и поршнями. Поршни, в свою очередь, соединены с приводным механизмом. «Вытеснительный поршень» двигается вверх и вниз по цилиндру, перемещается сам и перемещает вслед за собой воздух между горячими и холодными полостями цилиндра. Такое свободное движение поршня обеспечивают приваренный с боку цилиндра трубчатый теплообменник (регенератор) используемый как нагреватель и холодильник, разделённые стальной сеткой регенератора. Внизу, как вы видите, в холодной полости цилиндра, расположен второй, так называемый «рабочий поршень».
Сделав небольшой перерыв, чтобы уже сказанная мной информация улеглась в их головах, я продолжил.
– Вся эта система работает следующим образом. Рабочий поршень перемещаем в крайнюю верхнюю (мёртвую) точку, для этого достаточно провернуть маховое колесо. Далее растапливаем топку и ждём когда вытеснительный поршень, под действием горячего воздуха, начнёт своё движение вниз, заодно перемещая воздух в теплообменник (в систему холодильник–регенератор–нагреватель) и далее в горячую полость. Вытеснительный поршень достигает рабочего поршня и под давлением разогретого воздуха оба поршня вместе перемещаются вниз, пока они не займут своё крайне нижнее положение (в это время происходит поворот коленчатого вала). Рабочий поршень продолжает оставаться в крайне нижнем положении, а вытеснительный поршень перемещается вверх, вытесняя горячий воздух через теплообменник (систему нагреватель–регенератор–холодильник) в холодную полость цилиндра, и цикл завершается.
Система привода, назовём её кривошипно–балансирной, через балансир, с помощью двух рычагов соединяется с рабочим и вытеснительным поршнями, а рабочий поршень приводится непосредственно от коленчатого вала. Главная задача этого приводного механизма, чтобы движения поршней на протяжении всего цикла не совпадали по фазе, иначе ничего работать не будет.
Закончив выступление, я сел за стол и принялся рассматривать своих «инженеров», а они зачаровано разглядывали натянутый на доску холст бумаги, со схематичным изображением двигателя. Стоит ли говорить, что моя речь произвела фурор. Сначала озарение от услышанного приходило то к одному, то к другому, и они вскакивали, поражённые до глубины души … в то время как другие продолжали соображать, понимая, что им только что княжич рассказал о чём–то важном, но представить, как лёгкий воздух будет вращать тяжёлые железные детали машины, могли пока только с трудом. Слово «давление» оставалось для многих присутствующих непонятным абстрактным понятием, а потому, как это самое «давление» может действовать на практике, сквозь дебри их мозга ещё не доходило. Ничего, с первыми опытными образцами скоро дойдёт до всех!
– Товарищи мастера! – мне пришлось повышать голос, чтобы заглушить начавшейся галдёж. – Поскольку двигатель внешнего сгорания проект очень большой, в одиночку его не потянуть, поэтому нам надо объединить усилия! Проект предлагаю возглавить Микуле Белову!
Микула растерялся от неожиданного известия и лишь спросил:
– А как же мои пушки?
– А что пушки? – я лишь пожал плечами, – отрабатывай, как и раньше технологию чугунного и бронзового литья, чтобы уменьшить брак. А пока возглавишь мастеров, что будут работать над двигателем внешнего сгорания, думаю, от желающих войти в эту группу у тебя отбоя не будет.
Собрание согласно загудело.
– Но если тебе двигатель не интересен, то мы можем и другого человека поискать под это дело?
– Нет–нет, то есть да! Интересен! – запутался в словах Микула. – Вот только осилю ли я его? Не могу поручиться!
– Ведь уже сказано, – я попытался вернуть мастеру уверенность в собственных силах, – каждый из нас тебе должен будет помогать по мере возможностей. Ну вот, например, Нажир, какое он имеет отношение к порученному тебе делу?
– Дык никакого! – удивился Микула.
– А вот и не правда! – после этих моих слов Нажир, казалось, смутился ещё больше Белова, но от удивления. – Имеет он к этому делу отношение, и самое прямое!
Все мастера дружно уставились в сторону Нажира, а тот лишь как рыба беззвучно открывал и закрывал рот, слишком уж опешил он от заявления княжича, что, дескать, он имеет какое–то отношение к впервые жизни увиденному им чертежу немыслимой до сели машины.
– Принцип работы машины все поняли? – перевёл я внимание мастеров от Нажира на себя. – Разогретый воздух создаёт в замкнутом пространстве давление на поршни. Так?
Мастера, поддакивая, дружно закивали головами.
– А разве порох, сжигаемый в стволе ружья, не создаёт давление? Пуля–то вылетает из ствола не из–за того, что она огня испугалась, – мастера стали лыбиться, послышались смешки – а под действием силы давления пороховых газов. А теперь подумайте, имеет ли ружьё отношение к двигателю внешнего сгорания? Конечно, имеет! – сам ответил на свой вопрос, – у них один принцип работы, только в ружье взрывчатое газовое давление, а здесь, – я указал на чертёж, – за счёт разницы температур.
– Скажем, приводные механизмы кто тебе будет помогать делать? – спросил я у Белова и сам вместо него ответил, – те же мастера, что делали приводы к водяным колёсам и воздуходувкам. И так далее.
– Теперь давайте примерно разберемся, какие детали нам нужны, – помогал я растерявшемуся Белову вести производственное совещание. – Литейщики должны отлить блок цилиндров из чугуна, головки цилиндров – из стали или бронзы, трубки нагревателя, поршни, шток поршня, трубки холодильника, регенераторы, да и в целом весь теплообменник – предпочтительно из стали, если не получится, то из бронзы. Кривошипы, шатуны, картер – отлить из чугуна. Топливную горелку – желательно из листовой стали.
Мастера–металлурги принялись старательно записывать мои пожелания.
– Конкретно кто, и конкретно, что будет отливать, – обратился я к мастерам, – определитесь между собой. Смастерить цилиндр или те же поршневые кольца будет много сложнее чем отлить, например, картер. Здесь я вам не советчик, сами разберетесь, кому и за что браться. В качестве смазки попробуем использовать угольный дёготь со смолой и салом … – и я ещё минут десять активно фонтанировал различными мелькающими в голове идеями, а потом удалился, оставив мастеров одних, осмысливать всё ими услышанное за сегодня.
И работа закипела! Поршень окончательно подгоняли к цилиндру электролическим способом (гальванопластика). Физика процесса проста до безобразия: поршень опускали в раствор латунного купороса и подключали его к «вольтову столбу», что вызывало осаждение на поршень меди.
С цилиндрами пришлось повозиться. Выкраивать листы, потом выгибать их, для получения требуемых форм. Всё–таки, это были не паровые котлы с высоким давлением, заполненные водой, поэтому я отказался от долгого и муторного процесса клёпки, сделав котлы сварными. Сваривать железные листы кузнечным способом, было для местных мастеров куда привычней, чем заклёпывать стальные листы. Поэтому теплообменник сделали железным. Кромки свариваемого цилиндра нагревали в горне до белого каления, а потом, на чугунной оправе ударами молотка загибали внутреннюю кромку на наружную, сваривая их вместе.
Днище делалось из одного листа, его нагревали в калильной печи и придавали ему сферическую форму выбивкой молотами в чугунной изложнице. Всё никак не доходили руки сделать нормальный винтовой пресс! Выгибка листов производилась вручную на желобчатой чугунной доске, с помощью ударов деревянными балдами.
