瓦特(19)_學達書庫

一九

　　在1765年11月第一次進行的試驗失敗以後，卡倫公司似乎已放棄了為瓦特製造一個鐵鑄汽缸的努力，因為這台金內爾的發動機最初被重新安裝在索荷的時候，它的汽缸是用錫錠製成的，底部則是銅的。還有一個外層汽缸，也就是蒸汽箱，可能是用木頭製作的，而且它的管狀表面冷凝器與瓦特曾經在金內爾為進行最後一系列試驗所研製的沒有什麼兩樣。汽缸底的閥門，採用當時紐科門式發動機上普遍使用的那種擺動式扇形片狀閥，驅動方法也一樣，然而，這兩種閥門卻大不相同，那就是紐科門式閥門只能打開蒸汽進入汽缸的惟一的一條通路，就好像是照相機上的快門能打開一個孔隙那樣簡單。

　　而瓦特的閥門則必須起到兩種作用：首先，它必須起到一個平衡閥的作用，把蒸汽引進汽缸的下部，由於它使活塞兩面的壓力保持平衡，所以能夠用下降泵杆的重力，把活塞拉到汽缸的頂端。然後，這個閥門必須把蒸汽入口關閉，打開排氣閥，從而讓蒸汽從汽缸進入冷凝器。為了取得這一效果，瓦特把這個閥門封裝在一個蒸汽室內，並且把它設計成一個敞口盒的形狀，而不是扇形平板形狀。在蒸汽室裡，這個閥門在兩個入口上擺動，交替地把汽缸通向蒸汽室的入口打開，然後又使蒸汽經由這個敞口盒和冷凝器相連通。然而，瓦特出於後面將會提到的原因，很快便放棄了這種類型的閥門，不過其意義在於它在原理上為馬修。默裡的「D」形滑動閥預先做了準備，而這種滑動閥則成了以後一百多年蒸汽發動機的標準部件。

　　在這一點上應該說明的是，這台在金內爾的發動機像瓦特按照他所製造出來的第一批發動機一樣，都有一個頂端開口的汽缸，這個汽缸被封閉在外層汽缸即蒸汽箱內，活塞杆穿過外層汽缸內的密封墊延伸出來。閥箱裡的蒸汽是由蒸汽箱的底部供給的，頂部則沒有任何蒸汽調節閥，這就是說，工作時汽缸的上半部同鍋爐始終是相通的。

　　開始的時候，瓦特為解決活塞漏氣這個問題，做出了持久而又艱辛的努力，他早先在金內爾的時候也是如此，為了解決這個難題，瓦特進行過種種嘗試，採用了不同尋常的防漏辦法，其中包括用馬糞和牛屎做原料，制型紙也就是經反復輾軋製成的紙，還有帽子製造商用的那種毛氈布，以及他在過去已經試驗過的各種特殊的舊紙板等。他還嘗試過在活塞上面放重物，把襯墊壓下去。所有這些辦法都沒有取得成功。直到那個用錫錠做的汽缸有某部分破裂的時候，這些試驗才告以結束。後來在博爾頓的建議下，從他朋友約翰。威爾金森那裡，為這台發動機購了一個新的鐵鑄汽缸。這個威爾金森是雷克瑟姆附近的伯沙姆有名的鐵匠。這在瓦特完善他的發明所進行長期拼搏的故事中，是一個具有決定性意義的事件。

　　伊薩克。威爾金森和他的兩個兒子約翰及威廉，是英國鐵匠中最早的兩大家族之一，另一個是在科爾布魯克代爾的達比家族。約翰。威爾金森出生在坎伯蘭。他的父親在開始謀生時還是個小農場主，後來相繼在巴克巴羅、洛伍德和在卡特默爾的林代爾煉鐵廠合夥經營過，直到後來他有了伯沙姆式高爐，才另立門戶，並於1753年遷居登比郡。在約翰。威爾金森的鼎盛時期，那時，他在雷克薩姆附近的伯沙姆和布裡姆博，在希羅普郡布羅斯裡附近的新威裡，以及在斯塔福德郡比爾斯頓附近的布拉德裡都有高爐和鑄造廠。

　　對他而言，「鐵人」這個詞是具有雙重含義的，因為他不僅對鐵費盡心思，而且有著堅定不移的意志和決心，脾氣就像從他的熔爐裡流出來的熾熱的鐵水那樣暴躁。他曾經負責建造過第一艘鐵船，當這艘鐵船在布羅斯裡的塞文河下水的時候，使得所有那些滿以為會看到這條船像一塊石頭那樣沉入水底的人驚詫不已。根據他的觀點，任何東西都可以用鐵製作得更好。而他更令人毛骨悚然的樂趣之一，就是向他的客人們展示出他為自己的最終歸宿所鑄的一口鐵棺材（事實上這口鐵棺材做得太小，這本來會使他大發脾氣的，但對於那些負責鑄造這口鐵棺材的人來說，幸運的是在把他放進這口棺材的時刻到來之前，是不會被發覺這口棺材做小了的）。

　　然而，威爾金森在工程方面卻一點不古怪，1774年1月，他還獲得了一項新的鏜床的發明專利權。威爾金森原本是為了給大炮鑽孔而研製這種機器的，但是他後來卻製造了一種改進了的適於為一端敞口汽缸鑽孔的新式鏜床。這種為蒸汽機汽缸鑽孔的鏜床的意義是顯而易見的。它有一根15英尺長的空心杆，鏜杆兩端都由軸承支撐著。刀頭隨著鏜杆旋轉，並可依靠穿過內孔中心的刀杆通過整個長孔。要鏜削的汽缸堅固地架置在鏜杆兩軸之間的托架上。由於使用這種機器，才第一次有可能使汽缸內腔從頭到尾都真正做得既圓又勻。而過去那些機器，例如斯米頓安裝在卡倫的那種機器，只能滿足第一個條件，因此，對瓦特來說毫無用途，威爾金森恰巧在這個時刻造出這種機器來，殊不知他的發明對於瓦特來說卻是一樁不謀而合的美事。

　　新鑄的鐵汽缸於1775年4月運到索荷。一絲不苟的瓦特寫道：「這個汽缸算不上十全十美，不過看起來卻沒有什麼重大差錯。」活塞問題雖沒有直接得到解決，但看來是由於瓦特的固執，而不是因為新汽缸有什麼缺陷。如果說瓦特作為一個發明家有什麼過錯的話，那就是他極不願意接受現成的實際經驗和別人的主張。這種執拗的態度無疑是來自驕傲。當這種態度使他決不甘心於美中不足而力爭完美無缺時，那就是一種寶貴的品質，但當這種態度使他為獵奇去獵奇而不願把一點榮譽讓給別人時，那就會變成一種消極因素。

　　正因為這樣，紐科門式發動機活塞上所使用的那種麻墊系統，經過長期的實際應用而有所發展，並且證明令人感到滿意是理所當然的。但是，紐科門式發動機上的麻墊經常滲水，瓦特便因此不願採用，認為它不適合於他汽缸裡的那種更熱更乾燥的工作條件，在這一點上，他曾下決心準備在畜糞混合物的熏人臭氣中奮鬥數月而依然執迷不悟。儘管如此，瓦特的發動機最後採用的活塞襯墊式樣，同紐科門式發動機上所使用的還是沒有什麼不同，是用壓緊了的麻繩和麻絮繞成一道道的圓圈，然後再塗上大量的油脂做成的。

　　在瓦特對表面冷凝器所進行的持久試驗中，同樣明顯地表現出他固執的性格，最後，他放棄了這些試驗，轉而採用向排氣管裡噴注冷水這個比較簡單的方法，這是紐科門式發動機原理的再次應用，雖然其方式不同。

　　儘管這些麻煩在某種程度上是瓦特自找的，但在發動機性能方面確實有所進步，以至後來瓦特在寫給他在格裡諾克的父親的信裡能夠說道：「我發明的第一台發動機現正在運轉，其結果表明它遠遠勝過迄今造出來的其他任何一種發動機。」博爾頓雖然過去曾公開說過他無異於改行當一名工程師，但在這台發動機的試驗過程中，他卻興致有加，才思敏捷。當瓦特在倫敦從事與發明專利權法案有關的活動時，他負責繼續進行這些試驗，而且他寫出來的進度報告表明，他的觀察是非常敏銳的。例如當他建議在冷凝器上安裝一個真空計量器時，他曾寫道：

　　我認為應該把某種計量表附加在冷凝器上，人們可以通過計量表看到真空度，因為沒有一個在外面可以看得見的標誌，就不可能對裡面的具體情況的出判斷。

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