逆水行周 第2657节

那么，通过体积膨胀来推动活塞，就只有蒸汽能做到么？

当然不是，火药也可以。

火药是颗粒状固体，燃烧后产生大量气体，气体瞬间膨胀却在狭小的铳管无处可去，只能推动挡在面前的铅弹往前走。

因为气体膨胀的力气很大，所以能把铅弹“推”到很远的地方，构成杀伤。

火药在铳管里燃烧，产生的膨胀力能推动铅弹，自然也能在汽缸里燃烧，产生膨胀力推动活塞。

构想不错，现实里实现起来却很困难，譬如火药燃烧后会有残渣，会导致活塞的活动不畅，所以这一技术构思无法实现，连能够稳定运转的原型机都做不出来。

但是，由此产生了一个新的理论，那就是“内燃动力”，按照这种理论设计、制造出来的动力机，和蒸汽机不一样。

蒸汽机，其蒸汽产生于锅炉，需要用燃料加热水，才会有蒸汽，所以，燃料的燃烧是在汽缸外的装置——锅炉里，从这个角度来说，蒸汽机就是“外燃机”。

用火药燃烧、产生膨胀气体来推动活塞，这一技术构想失败了，但是原理却和蒸汽机有所不同，因为燃料的燃烧是在汽缸内，所以，这种动力机名为“内燃机”。

内燃机和外燃机相比，优点是启动快，因为外燃机要烧水产生蒸汽，而把常温状态的水加热到沸腾，需要很长的时间。

但内燃机不一样，燃料直接在汽缸内燃烧，可以说数息之内就能让动力机“动”起来，一快一慢，优势再明显不过。

其次，内燃机不需要笨重的锅炉，连带着锅炉里的水也不再需要，这意味着内燃机的体积不仅比外燃机要小，重量也能减轻不少。

由此可见，内燃机要比外燃机好，前提是能做出来。

用火药来推动汽缸内的活塞，这个构想很难实现，那么，用火油替代火药在汽缸里燃烧，行不行？

行，前提是将火油雾化，喷进汽缸里，然后燃烧。

然而，技术人员经过多年的努力后发现，火油内燃机的技术难关太多，突破起来很困难。

譬如，因为提炼技术不行，从石油里提取的火油其纯度不够，所以喷雾口容易堵，且火油燃烧后依旧有少量残渣，这会损坏汽缸内壁和活塞。

折腾了许久，技术人员们发现用火油做内燃机燃料这条路走不通，至少近期走不通。

火油内燃机的研制虽然失败了，但是有一项成果却是可行的，那就是电火花点火，这项技术很关键，无论最后用什么燃料，都可以运用这种点火方式点火。

技术人员们讨论后觉得，火药和火油燃烧后都有不同程度的残渣，那就烧煤气好了：烧气体燃料，怎么会有残渣呢？

这时，用煤炭制取煤气的技术已经成熟了（成本问题另说），煤气灯也很常见，甚至已经发现了压缩存储技术：用压缩机压缩煤气时，压力达到一定数值，煤气会变成液态，用特制的耐压煤气罐，可以存储很多煤气。

于是技术人员们想到了用煤气当做内燃机的燃料，开始研究如何让煤气在汽缸里燃烧、尽可能多的产生膨胀气体推动活塞。

宇文皛就是参与者之一，他还是一个技术攻关小组的组长，带领组员们，和其他小组一起协作，争取早日突破技术难关，制作出一台原理验证机。

功夫不负有心人，几个技术攻关小组相互合作，一起拿出了成果，制作出了煤气内燃机（技术验证机），并且将其装在特制的马车上。

这种用内燃机驱动的“自走车”，烧的煤气来自于车载煤气罐，跑起来的速度虽然比马车慢，但好歹有一辆车跑完了比赛全程。

报喜到此结束，宇文皛接下来是报忧。

他担心天子对于煤气内燃机有什么不切实际的幻想，此刻开始泼冷水“降温”：技术验证机，只是验证了这个技术可行，不代表马上就能实用化。

宇文皛借助几个模型，向宇文温介绍煤气内燃机目前碰到的瓶颈。

第一，润滑：煤气内燃机的汽缸，因为其活塞高频率的运动（比蒸汽机高很多），不断和汽缸内壁摩擦，所以需要良好的润滑。

这得有耐高温的润滑油，而还要有一种可靠的加油技术，能随时给工作中的活塞边缘添加润滑油。

这个技术目前没有突破，所以参加比赛的内燃机车——汽车，行驶了一段距离后就很容易“爆缸”，原因就是活塞润滑失灵，或者润滑油因为高温变得粘稠，导致活塞的活动不畅、卡死。

后果就是汽缸严重损坏或者爆裂，又称“爆缸”。

不仅如此，内燃机的活动部件还有曲轴、连杆、各类轴承等，如何让这些部件一直保持有效润滑，也是很关键的技术问题。

第二，电火花点火装置的耐用、可靠性：电火花点火装置，其顶端要插入汽缸内，也就是电极位于汽缸内，这样才能让产生的电火花点燃汽缸内的煤气。

煤气每燃烧一次，实际上就是爆燃一次，点护花点火电极就要承受一次冲击。

煤气内燃机运转起来，每分钟汽缸内的爆燃频率很高，时间一长，电极会损坏（损耗过大），或者工作不正常。

如果点火装置工作不正常，就会导致点火时间提前或延后，进而影响内燃机的正常工作。

所以，电火花点火装置的电极必须耐用，能撑够一定时间再更换，但是现在，这样的电极做不出来，现有电火花点火装置的电极可靠工作，不过是数小时而已。

因此，想要内燃机正常工作，要么选择耐用的电极材料，要么改良电火花点火装置，采用耐用、可靠的点火装置来点火。

第三，散热：燃料在汽缸里不停燃烧，释放出的热量被汽缸和活塞吸收，进而导致汽缸和活塞的温度攀升，连带着让曲轴、连杆等部件的温度也在升高。

温度过高，金属部件会膨胀，这时候部件之间的连接状态，与常温下是不一样的，处理不好的话，会引发一系列故障。

如何对汽缸进行有效散热，是个让人头痛的问题，如果汽缸温度过高，会导致刚进入汽缸的煤气直接被点燃，进而导致活塞的动作失控。

而此时进气口来不及关闭，燃烧的煤气会一直烧到储气罐里。

然后就是爆炸。

第四，也是最关键的一点：煤气在气缸内的热效率（燃烧-做功）不够，所以内燃机的输出功率不理想。

宇文皛说的四点，前三点可以归为寿命问题，而第四点，是最关键的效率问题，这个问题解决不了，内燃机没有前途。

若解决不了热效率低的entity，后果有二，其一，内燃机消耗的燃料很大，用蒸汽机来做比喻，就是耗煤量很高。

其二，内燃机的输出功率不够，那么同样的使用成本（燃料、维护费用）下，根本就比不过蒸汽机。

两种机器进行对比，需要统一的标准，宇文皛给出的标准，就是衡量动力机输出功率的单位——匹。

匹，就是一匹马的力量，又称“马力”。