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在朝政發(fā)生巨變的同時(shí)，一個(gè)劃時(shí)代的發(fā)明在邙山大學(xué)的實(shí)習(xí)作坊中誕生了。這個(gè)發(fā)明，就是雙缸連動(dòng)式蒸汽機(jī)。
必須指出，蒸汽機(jī)的研制工作和劉備幾乎完全無關(guān)。從立項(xiàng)到現(xiàn)在，一直是邙山大學(xué)現(xiàn)任祭酒劉洪在負(fù)責(zé)推動(dòng)。該項(xiàng)目開始于兩年前改水力搖桿鍛床為蒸汽鍛床的嘗試，這次嘗試起源于邙山實(shí)習(xí)作坊工匠劉承、胡寧兩人的一個(gè)小創(chuàng)意，其最初目的，是用蒸汽舉起更重的鍛錘來鍛造大塊的鐵塊，該項(xiàng)目進(jìn)展非常順利，只用了六個(gè)月的功夫，一個(gè)蒸汽升舉鍛錘，自由落體完成沖擊的大型鍛錘就研制成功了。這個(gè)創(chuàng)新成果引起了邙山大學(xué)物理教授劉平的注意，很快，他就想到一個(gè)新的方案，就是改單向升舉為雙向推動(dòng)，目的是為了制造一個(gè)小型速動(dòng)式的鍛錘，在提高鍛錘的工作速度的同時(shí)，徹底蘀代目前的人力煅打。這次嘗試更加順利，不到三個(gè)月的功夫，新式鍛錘就制作完成。
這兩個(gè)成就，被劉洪作為執(zhí)政邙山大學(xué)期間的重大業(yè)績(jī)，寫入了提供給邙山實(shí)習(xí)作坊大股東審閱的年度報(bào)告之中。劉備在去年八月看到這個(gè)報(bào)告，當(dāng)時(shí)他并不看好這個(gè)成果，因?yàn)樗J(rèn)為在沒有不銹鋼的情況下，與蒸汽接觸的部件會(huì)很快銹蝕以至不能使用，為此，劉備還特地將這個(gè)意見轉(zhuǎn)達(dá)給了邙山大學(xué)。不料這次回京之后，劉備突然聽說，邙山大學(xué)的蒸汽鍛錘不僅成功使用至今，而且已經(jīng)試制出連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的蒸汽機(jī)了。
這個(gè)消息，讓劉備多少感到有些意外，因?yàn)楹笫勒羝麢C(jī)的發(fā)展，是經(jīng)歷了近百年的逐漸改進(jìn)，才最終形成了提供轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力的蒸汽機(jī)的，而邙山大學(xué)卻在兩年不到的時(shí)間中，就搞出了真正意義上的蒸汽機(jī)，這不免讓人難以置信！
不過事實(shí)勝于雄辯，就在劉備意想不到之間，蒸汽機(jī)就真的誕生了！其實(shí)這一切的誕生，完全是一種必然，因?yàn)橼綄W(xué)發(fā)展到今天，已經(jīng)積累了三十多名精通物理學(xué)的教師，就在劉平專心于改進(jìn)雙動(dòng)式的鍛錘的同時(shí)，一個(gè)叫袁立的機(jī)械學(xué)助教提出了將鍛錘的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過曲軸連桿轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的想法，并劃出了原理示意圖。這個(gè)想法一提出，就得到劉平、劉承、胡寧四人的肯定，并且立即向邙山大學(xué)祭酒劉洪申請(qǐng)立項(xiàng)撥款。由于這個(gè)原理示意圖非常簡(jiǎn)單明了，因此馬上得到劉洪的全力支持的，故此這項(xiàng)研究工作得以很快鋪開。
其實(shí)蒸汽機(jī)的原理并不復(fù)雜，加上簡(jiǎn)易車床、萬能磨床發(fā)明之后，機(jī)械加工的精度大大提高，制作出高配合度的汽缸活塞，已經(jīng)成為可能，將單向活塞運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)的曲軸連桿系統(tǒng)，劉備早在打稻機(jī)和人力雙拐式水車中就已經(jīng)采用，金屬軸承性能的提高，又進(jìn)一步增加了轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)方式的效率，而雙向速動(dòng)式蒸汽鍛錘的成功，已經(jīng)為蒸汽機(jī)的誕生鋪平了最后的道路，邙山大學(xué)的蒸汽機(jī)正是誕生在這一系列的成果之上。
當(dāng)然，在劉備眼里，這個(gè)蒸汽機(jī)并不完美，比如高溫蒸汽在推動(dòng)活塞做功一次之后，就直接排放掉，故此效率很低，以至即使以最大的火力加熱，現(xiàn)有鍋爐的供氣還是不足，要不了一刻鐘就得停轉(zhuǎn)，而且沒有加裝大質(zhì)量的飛輪蓄能，故此轉(zhuǎn)速不夠平穩(wěn)。劉備在親眼看過這個(gè)蒸汽機(jī)原型之后，指出了三條改進(jìn)意見，一是建議將鍋爐改成三個(gè)室，一個(gè)預(yù)熱室和兩個(gè)高壓產(chǎn)氣室，用急火使兩個(gè)較小的高壓蒸汽室產(chǎn)生高壓蒸汽，然后輪流供氣做功，做完功的蒸汽冷凝水則收集入無壓力的預(yù)熱鍋爐用余火加熱至接近沸點(diǎn)，在一個(gè)高壓鍋爐不供氣之時(shí)，想法將預(yù)熱鍋爐內(nèi)接近沸點(diǎn)的水壓入這個(gè)鍋爐，這樣就可以保持足夠的熱水產(chǎn)生高壓蒸汽，而且可以利用余熱，節(jié)約燃料。第二是加裝一個(gè)夠分量的皮帶輪作為飛輪，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。第三是讓研制人員通過改變活塞直徑和活塞行程，找出最佳的活塞口徑和活塞行程間的關(guān)系，為將來正式定型打下基礎(chǔ)。
應(yīng)當(dāng)說，在這臺(tái)原始的蒸汽機(jī)上，還是存在一些讓劉備驚訝的技術(shù)，比如給零件表面鍍耐腐蝕金屬防銹的方法，能精確控制高溫高壓蒸汽開關(guān)的閥門、在高壓蒸汽的壓力下能向外膨脹起到密封作用的碗型活塞環(huán)，這些東西的出現(xiàn)，都是劉備之前沒想到過的，這次，都被邙山作坊的工匠們自主的研究了出來。
其實(shí)給鐵表面鍍銅的工藝，早在西漢時(shí)期就被工匠們掌握了，這次邙山學(xué)就是利用了這個(gè)技術(shù)。將蒸汽機(jī)中重要零部件造好之后，處理干凈，然后整個(gè)浸沒到膽水（天然的硫酸銅需石被稱為石膽，這東西易溶于水，溶液稱膽水，藍(lán)色）之中，然后加熱熬煮，鐵會(huì)將硫酸銅中的銅離子置換出來，這樣零件表面很快就會(huì)鍍上一層單質(zhì)銅，因?yàn)閱钨|(zhì)銅與錫的親和性非常好，因此很容易將錫水直接熱鍍到零件表面，拋光之后，就在零件表面形成了兩層致密的鍍層，隔絕了水汽的入侵，自然就能解決鐵的防銹問題。
蒸汽機(jī)的發(fā)明成功，讓劉備且喜且憂，因?yàn)檫@么重大且具有劃時(shí)代意義的發(fā)明，居然是在他不知不覺間出現(xiàn)的，這表明他創(chuàng)辦邙山大學(xué)，傳播科技知識(shí)的想法已經(jīng)取得了積極的成果，因此心內(nèi)欣喜。憂的是，隨者科技知識(shí)的廣泛傳播，發(fā)明創(chuàng)新從此不再是他劉備的專利了，天知道今后會(huì)出現(xiàn)什么樣驚人的發(fā)明？投石機(jī)？火藥？輪船？汽車？如果真是，那劉備苦心構(gòu)筑的防線就等于白干了，由于有了這些想法，劉備當(dāng)日是心事重重的回到了家中。
還真是怕什么來什么，劉備當(dāng)天在邙山作坊看完蒸汽機(jī)剛回到家，就有一個(gè)自稱是他學(xué)生的人跑來求見。此人確實(shí)是劉備的學(xué)生，名叫王石，京師雒陽人，匠戶人家出身，邙山大學(xué)一期畢業(yè)，畢業(yè)后分到冀州任工官，黃巾之亂時(shí)，棄官逃回雒陽，因此失去官位。此次求見劉備，還領(lǐng)著一個(gè)箱子，說是獻(xiàn)給恩師的一個(gè)攻城利器，搞得很神秘。等劉備看到箱子里的東西之后，-->>