第七十五章 柴油机改装完成
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要知道，如果要把一台汽油机彻彻底底地改成柴油机，那得完完全全地更改核心的机械构造。
这种跨燃料的改造，几乎就等同于重新设计一台发动机了。
从压缩比、点火方式，到缸体强度、活塞结构，再到供油系统，甚至是冷却和润滑油路，全部都要推翻重来。
但好的一点是，这个时代的汽油机结构，远比后世那些布满电控线束各种传感器满天飞的现代发动机要简单得多。
归根结底，它就是一套机械活塞反复运动的曲柄连杆机构，再加上一个化油器。
纯机械、纯物理，只要手头有钢材、有机床，完全靠手搓就能够把它给搓出来。
而此刻的鞍钢，最不缺的就是有经验的老师傅。
更何况，眼前还有周春生这么一个实打实的技术大牛在这里顶着。
周春生可是正儿八经东京帝国大学机械科毕业的高材生，理论底子和工程制图能力在这个年代绝对是顶尖水平。
再加上蒋凡，只要两人配合就完全没有问题。
时间紧迫，蒋凡不再犹豫，立刻拉着周春生开始了对发动机的评估测绘和理论设计。
两个人一头扎在坦克边上，爬上爬下，一人手里拿着一把游标卡尺和一本记录本，开始了一个零件一个零件的精细测绘。
缸体、活塞、连杆、曲轴、凸轮轴、气门、飞轮、油底壳……
每一个零件的具体尺寸和磨损情况，全部都被他们俩详细地记录在案。
周春生的工程制图功底确实极好，仅凭一支铅笔一把三角尺和一个圆规，就能在图纸上，把复杂的三维零件完美展开成标准的加工图纸。
而蒋凡则在一旁，把每一个测量数据在脑子里反复核对，同时飞快地换算着这台发动机改成柴油机之后的受力变化。
“蒋工，缸径和行程的设计图都画出来了。”
周春生半个身子趴在气缸盖上，反复量了好几遍，才抬起头认真地说道：
“缸径92毫米，行程100毫米，总排量大概在2.6升左右。”
蒋凡立刻在脑子里迅速过了一遍：
“排量不小啊，这么算下来，原厂的功率标定应该在30到40匹马力上下。”
“但这玩意儿是典型的汽油机，最大扭矩输出的转速区间偏高，得轰到四五千转才能出全劲。而我们要做的柴油拖拉机啊，讲究的是低转大扭，必须在2000转左右，就得把扭矩峰值甩出来。”
“所以，压缩比必须得改。”
周春生闻言眉头一皱，手里拿着计算尺，一边快速推拉计算一边说道：
“原厂的压缩比，我刚才算了下，应该在6.5:1左右吧，但这柴油机如果要靠气缸内的超高压和高温来实现压燃，压缩比至少得硬生生提升到16:1才行。”
不愧是周春生啊！
只不过，一听到16:1这个数字，蒋凡还是忍不住“啧”了一声。
要知道，这个压缩比放到后世的现代柴油机上，已经算偏低了。
但对于眼前这台的老古董来说，这几乎是地狱级的改造难度。
活塞行程不变，要把压缩比从6.5硬生生提到16以上，意味着要么加长连杆，要么大幅加深活塞顶部凹坑的深度以减小燃烧室容积，要么就得把整个气缸盖重新设计。
而且，最致命的问题是，压缩比暴增之后，气缸内部燃烧爆炸时的峰值压力，至少要翻上一倍有余。
现有的那层薄薄的铸铁缸体根本扛不住这么大的机械负荷。
如果不做强化，强行压燃，那么第一脚油门踩下去的瞬间当场就得炸缸。
周春生听到蒋凡指出的这些致命隐患，也伸手摸了摸原厂缸体外壁的厚度，神色凝重地点了点头：
“这倒也是啊，这玩意儿当年就是给小鬼子的薄皮轻型坦克用的。”
“他们为了减重，估计压根就没有考虑过大负荷的压燃工况，铸铁件设计的冗余极小。
“要硬改的话，咱们得重新制模、浇筑，用更高标号的球墨铸铁，或者试一试加厚高强度钢套。”
“不用试了，直接重新浇。”
蒋凡斩钉截铁地拍板：“咱们鞍钢现在最不缺的就是钢，直接按咱们画的新图纸，开一套木模，重新浇铸一个加厚的强化缸体出来。”
“关键部分的壁厚，至少在原基础上加两层，尤其是气缸套的支撑部以及底部的曲轴主轴承座，必须做死加固。”
“那活塞和连杆呢？”
周春生翻着手里的测绘数据，眉头越皱越深：
“高压缩比工况下，活塞顶部的热负荷和机械负荷都会暴增，原厂那个平顶的铸造铝活塞绝对扛不住压燃的高温高压，没跑几十个小时就得碎裂。”
蒋凡在脑子里飞快地过了一遍，以前做工业科普视频时磕过的那些内燃机设计资料，沉吟片刻后给出了解放方案：
“活塞顶部重新设计燃烧室形状，改成带有涡流凹坑的浅盆型结构。”
“这样在压缩上止点时能产生强烈的空气涡流，优化油气混合速度，大幅提高燃烧效率。”
“活塞材质换成耐高温的铝热合金，尺寸上，活塞裙部往下加长，减少活塞上下运动时的侧向摆动敲缸。”
周春生听得连连点头，手中的铅笔如飞，在图纸上飞快地把新型燃烧室的轮廓勾勒了出来，同时精准地加了几笔关键的尺寸标注。
画完后，他笔尖一顿，抛出了整场改造最核心的难题：
“那么喷油系统怎么解决？厂里现有的设备，可没有加工精密柱塞偶件的能力啊。”
这确实是个极其棘手的问题。
柴油机的精密喷油嘴加工精度要求极高，柱塞和套筒之间的配合间隙，往往要控制在千分之几毫米的微米级别。
以鞍钢目前那些破旧的机床精度，别说自己造，连修都够呛。
但是，蒋凡早就有了对策，立刻说道：
“直接用最原始的单体泵方案！”
“咱们把每个气缸独立弄一个泵油单元，通过凸轮轴上的凸轮，直接机械驱动柱塞往下压油。”
“这种设计虽然体积笨重，但胜在结构极其简单，可靠性也极高。”
“而且全靠纯机械传动，不需要任何超高精度的元件，咱们现在的机床完全搓得出来。”
周春生听完之后，沉默了足足十几秒。
他正在飞快地构造着这套机械式直列泵的空间结构。
片刻之后，他缓缓点了点头：
“可以，我们可以直接利用缸体凸轮轴那一侧预留的法兰位置，外接一套齿轮驱动机构，把动力接给单体泵。”
听到周春生已经彻底开窍了，蒋凡立刻让他照着这个大方向，把具体尺寸全部确定下来。
只要供油这条路能走得通，至于喷油嘴，大不了先用单孔或者两孔的低压方案。
雾化效果差点就差点，拖拉机又不需要多高的排放标准，只要能把柴油强行喷进去压燃，看算成功了。
攻克了最难的核心原理后，接下来，两个人便完全进入了一种高度专注的忘我状态。
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但好的一点是，这个时代的汽油机结构，远比后世那些布满电控线束各种传感器满天飞的现代发动机要简单得多。
归根结底，它就是一套机械活塞反复运动的曲柄连杆机构，再加上一个化油器。
纯机械、纯物理，只要手头有钢材、有机床，完全靠手搓就能够把它给搓出来。
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再加上蒋凡，只要两人配合就完全没有问题。
时间紧迫，蒋凡不再犹豫，立刻拉着周春生开始了对发动机的评估测绘和理论设计。
两个人一头扎在坦克边上，爬上爬下，一人手里拿着一把游标卡尺和一本记录本，开始了一个零件一个零件的精细测绘。
缸体、活塞、连杆、曲轴、凸轮轴、气门、飞轮、油底壳……
每一个零件的具体尺寸和磨损情况，全部都被他们俩详细地记录在案。
周春生的工程制图功底确实极好，仅凭一支铅笔一把三角尺和一个圆规，就能在图纸上，把复杂的三维零件完美展开成标准的加工图纸。
而蒋凡则在一旁，把每一个测量数据在脑子里反复核对，同时飞快地换算着这台发动机改成柴油机之后的受力变化。
“蒋工，缸径和行程的设计图都画出来了。”
周春生半个身子趴在气缸盖上，反复量了好几遍，才抬起头认真地说道：
“缸径92毫米，行程100毫米，总排量大概在2.6升左右。”
蒋凡立刻在脑子里迅速过了一遍：
“排量不小啊，这么算下来，原厂的功率标定应该在30到40匹马力上下。”
“但这玩意儿是典型的汽油机，最大扭矩输出的转速区间偏高，得轰到四五千转才能出全劲。而我们要做的柴油拖拉机啊，讲究的是低转大扭，必须在2000转左右，就得把扭矩峰值甩出来。”
“所以，压缩比必须得改。”
周春生闻言眉头一皱，手里拿着计算尺，一边快速推拉计算一边说道：
“原厂的压缩比，我刚才算了下，应该在6.5:1左右吧，但这柴油机如果要靠气缸内的超高压和高温来实现压燃，压缩比至少得硬生生提升到16:1才行。”
不愧是周春生啊！
只不过，一听到16:1这个数字，蒋凡还是忍不住“啧”了一声。
要知道，这个压缩比放到后世的现代柴油机上，已经算偏低了。
但对于眼前这台的老古董来说，这几乎是地狱级的改造难度。
活塞行程不变，要把压缩比从6.5硬生生提到16以上，意味着要么加长连杆，要么大幅加深活塞顶部凹坑的深度以减小燃烧室容积，要么就得把整个气缸盖重新设计。
而且，最致命的问题是，压缩比暴增之后，气缸内部燃烧爆炸时的峰值压力，至少要翻上一倍有余。
现有的那层薄薄的铸铁缸体根本扛不住这么大的机械负荷。
如果不做强化，强行压燃，那么第一脚油门踩下去的瞬间当场就得炸缸。
周春生听到蒋凡指出的这些致命隐患，也伸手摸了摸原厂缸体外壁的厚度，神色凝重地点了点头：
“这倒也是啊，这玩意儿当年就是给小鬼子的薄皮轻型坦克用的。”
“他们为了减重，估计压根就没有考虑过大负荷的压燃工况，铸铁件设计的冗余极小。
“要硬改的话，咱们得重新制模、浇筑，用更高标号的球墨铸铁，或者试一试加厚高强度钢套。”
“不用试了，直接重新浇。”
蒋凡斩钉截铁地拍板：“咱们鞍钢现在最不缺的就是钢，直接按咱们画的新图纸，开一套木模，重新浇铸一个加厚的强化缸体出来。”
“关键部分的壁厚，至少在原基础上加两层，尤其是气缸套的支撑部以及底部的曲轴主轴承座，必须做死加固。”
“那活塞和连杆呢？”
周春生翻着手里的测绘数据，眉头越皱越深：
“高压缩比工况下，活塞顶部的热负荷和机械负荷都会暴增，原厂那个平顶的铸造铝活塞绝对扛不住压燃的高温高压，没跑几十个小时就得碎裂。”
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“这样在压缩上止点时能产生强烈的空气涡流，优化油气混合速度，大幅提高燃烧效率。”
“活塞材质换成耐高温的铝热合金，尺寸上，活塞裙部往下加长，减少活塞上下运动时的侧向摆动敲缸。”
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这确实是个极其棘手的问题。
柴油机的精密喷油嘴加工精度要求极高，柱塞和套筒之间的配合间隙，往往要控制在千分之几毫米的微米级别。
以鞍钢目前那些破旧的机床精度，别说自己造，连修都够呛。
但是，蒋凡早就有了对策，立刻说道：
“直接用最原始的单体泵方案！”
“咱们把每个气缸独立弄一个泵油单元，通过凸轮轴上的凸轮，直接机械驱动柱塞往下压油。”
“这种设计虽然体积笨重，但胜在结构极其简单，可靠性也极高。”
“而且全靠纯机械传动，不需要任何超高精度的元件，咱们现在的机床完全搓得出来。”
周春生听完之后，沉默了足足十几秒。
他正在飞快地构造着这套机械式直列泵的空间结构。
片刻之后，他缓缓点了点头：
“可以，我们可以直接利用缸体凸轮轴那一侧预留的法兰位置，外接一套齿轮驱动机构，把动力接给单体泵。”
听到周春生已经彻底开窍了，蒋凡立刻让他照着这个大方向，把具体尺寸全部确定下来。
只要供油这条路能走得通，至于喷油嘴，大不了先用单孔或者两孔的低压方案。
雾化效果差点就差点，拖拉机又不需要多高的排放标准，只要能把柴油强行喷进去压燃，看算成功了。
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