第100章 金手指

吴天佑首先去了内燃机小组。

当吴天佑看到那台所谓的内燃机时，差点没笑岔气。当然，科研是件严肃的事，他当然不可能当着他们的面笑出来，否则后果很严重。

这台内燃机属于往复式活塞内燃机，可以说是蒸汽机的翻版。仅仅是使用燃烧燃料使空气膨胀，来代替高压蒸汽来推动活塞运动。原理是没错，不过他们没有找到方法。

要想增大输出功率，最有效的方法是是提高气缸内空气的压缩比。燃料在高压缩比的空气里燃烧后，能有效提高热效率，输出更大的功率。

在后世的内燃机（发动机）里，压缩比最大的当属柴油发动机。它是将吸入气缸的空气高度压缩，使其温度超过燃料（柴油）的自燃温度，再用高压空气将燃料吹入气缸，使之着火自燃。这就造成，同样大小的柴油发动机的输出功率远大于汽油发动机。所以，后世的大型货车几乎清一色都是柴油车。

吴天佑把这个理论讲给了研究人员听，然后把内燃机的“四冲程”工作原理和他们讲述一遍。并告诉他们，可以用四个甚至八个同样的气缸通过一个联动机构依次做功，获得更加平稳的功率输出。这其实就是四缸的“四冲程”内燃机的工作原理。

研究人员都以惊恐的目光注视这位年轻的王爷，不知道他从哪里学到这么详细的内燃机知识。因为这些一听就觉得很有道理的理论，在这个世界上还没有人发表过。当然，他们不敢问，吴天佑自然也不会说，说了也没人信。

离开内燃机小组，吴天佑来到蒸汽轮机研究组。当看到那台所谓的蒸汽轮机时，吴天佑几乎憋出内伤，好不容易才忍住了。

首先可以肯定的是，他的原理是正确的，也知道蒸汽压力越高输出功率越大。但他的问题就在于，它几乎是照搬水车的工作原理，只不过是用高压蒸汽代替水流罢了。这属于单级冲动式汽轮机，根本不可能有大功率输出。而多级反动式才是汽轮机的发展方向。

历史上，1882年瑞典拉瓦尔制成第一台单级冲动式汽轮机，功率只有5马力（3.67千瓦）。而眼前这台稍好点，是7马力，可能是蒸汽压力较高的缘故吧。

吴天佑不得不把反动式汽轮机的工作原理讲给他们听，然后继续说道：

“你们有没有发现，你们排放的蒸汽仍然有很高的压力。你们完全可以再增加一组转轮，用这些排放的高压蒸汽推动。当然，由于压力小了，蒸汽体积膨胀了，所以二级的转轮需要有更大的空间让蒸汽通过。你们可以按照这个原理加装三级、四级...直到蒸汽压力很难再利用为止。这，就是多级反动式蒸汽轮机的工作原理。”

泥马，原来蒸汽轮机还可以这么玩。这个道理其实并不复杂，只是当初大家根本没往这方面想而已。现在讲开了，大家也就明白了。

蒸汽轮机工作原理虽然不复杂，但要实现它，却需要非常复杂巧妙的设计，这就不是吴天佑的专长了。他动动嘴还行，让他动手实现的话，纯粹是想多了。

出了汽轮机小组，他顺便去看了看交流电机研究组。交流电机研究组的条件就比前两个组好多了。

在直流电机方面，1832年皮克西制成永久磁铁手摇直流发电机，它是世界上首台报导制造的直流发电机。1 845年惠斯通制成首台电磁铁励磁的直流发电机(以前用永久磁铁)。1851年辛斯特登提出用通电线圈代替永久磁铁，作为电机的励磁。

1852年～ 1856年英法联盟公司成立，并制成蒸汽机驱动的电磁式直流发电机，发电机首次进入工业、商业运用领域。1860年 巴辛诺特应用电机可逆原理，制成第一台既可作发电机运行，又可作电动机运行的直流电机。

这些成熟的理论，直接支持了交流电机的研发工作。虽然他们并不清楚，为什么吴天佑要舍弃已经成熟的直流电机不用，偏要研发交流电机。但他们还是埋头苦干，并取得了不错的成绩。

交流电动机就是利用交流电形成不断变换的磁场，利用几组有相位差的交流电形成旋转磁场作为定子，从而推动转子旋转，达到电能和动能的转换。

吴天佑查看了电机使用的接线方式和使用的驱动电流。发现他们是用将单相交流电分裂成两个互差90度的两相交流电，然后将这个两相电流，接入电机，这明显是一台在后世绝迹了的二相异步电动机。如果不是在书本上看到过，吴天佑都不知道它的存在。

后世普遍使用的交流电机有单相异步电动机和三相异步电动机，至于使用同步电动机是非常少见的。至于为什么历史淘汰了二相电机，吴天佑并不清楚。但历史既然淘汰了它自然有淘汰的理由，这个吴天佑也懒得深究，他也决定不采用二相异步电动机。

以后世中国为例，国内使用的电频都是50赫兹，民用电压是单相220伏，工业用电是三相380伏。所以，家用电器如洗衣机、风扇、抽油烟机等都是使用单相电机，工厂里使用的基本都是三相异步电动机，以鼠笼式结构为主。

吴天佑当场和研究人员讲解了如何用三组相位差为120°的交流电、利用旋转磁场实现电能动能转换的原理，并介绍了构造简单、经济、可靠的鼠笼式电机结构，让他们开发三相异步电动机。但鼠笼式电机最大的缺点，就是难以实现调速。

其实在使用中，交流电机和现在已经成熟的直流电机并没有明显的优劣。为什么吴天佑要执着地开发交流电机，原因就在于远距离的电力输送上。

大家都知道，电力输送要依靠导线，也就是我们常说的电线。电力在通过导线时，因为导线有电阻就会产生发热现象，这就是电力输送时的损耗。

而这个电力损耗和电流值的平方成正比。

所以，远距离的电力输送必须采用高电压、低电流的形式输送，以降低线路损耗。这就是为什么后世的中国，到处可见高压输电线的根本原因。

交流电很容易通过交流变压器升高电压，而直流电在今世的世界里提高电压的难度大、成本高，会严重阻碍电力在全国范围内推广使用，吴天佑当然不会使用。