Постепенно, совершенствования Уатта, позволили использовать их на фабриках и мельницах, заводах и лесопилках. Но чрезвычайно низкий КПД и громоздкость не позволяли использование на транспорте. Сейчас начали их ставить на пароходы и поезда.
Принцип двигателя наружнего сгорания простой, в топке сжигают уголь, над ней находится бак с водой. Образующийся пар вытесняет воду и воздух, поступает по трубе в машину, которая может находится на удалении. Там, попадая в цилиндр, пар приводил в движение поршень и вращал вал. От которого и запитывался определённый механизм через маховик. Со временем паровая машина прошла длинный путь, усложняясь и используется даже в 21-м веке.
Я хочу построить промежуточный вариант горизонтальной одноцилиндровой паровой машины высокого давления (свыше 60 кг/см), двойного действия. КПД такой машины должен превысить 30 %, по сравнению с существующими — не более 10 %., а это существенная разница. То есть производит работу в три раза больше при меньших габаритах.
Главные отличия планируемой машины от существующей — это принцип двойного действия. Сейчас поршень опускается под собственным весом и пар толкает его только в одну сторону, вверх. В моей он будет толкать поршень и в верх и вниз с помощью золотника.
Второе новшество, это конденсация пара отдельно от цилиндра. Сам цилиндр в герметичной тепловой рубашке всегда держится горячим. Машина таким образом всегда готова к работе и на 30 % меньше требует топлива.
Такие изменения я планировал, не считая мелких.
После моего объяснения, хлопцы шибко увлеклись задачей. Нам предстоит собрать паровик на стенде. Топка и медный бак для воды над нею уже был готов. Так что на неделю работы нам.
Помню, первый момент, когда мы собрали конструкцию и подали на неё пар. Все понимали, что должно произойти, но когда заработал поршень, хлопцы засвистели, заулыбались, как будто выиграли в казино. Я тут же скомандовал скидывать пар, потому что предохранительных клапанов, кроме аварийного ещё пока не было.
По мере обрастания предохранительной арматурой, мы смогли перейти к натурным испытаниям. Я подбирал методом тыка, диаметр золотника. Именно он приводился в движение тягой от экцентрика, сидящего на валу. И он играл очень важную роль, обеспечивал подачу пара в обе полости цилиндра. Я добивался, изменяя его диаметр, стабильность работы системы и скорости вращения вала. Не менее важен был центробежный регулятор для снижения подачи пара при уменьшении нагрузки.
Экперименты заняли у нас около месяца, постоянно приходилось отправлять Терентия на завод, переделывать детали. Когда нам удалось подобрать диаметр и вес маховика на валу, работа паровика стала напоминать мне привычную картину. Двигатель приобрёл плавность в работе, создавая постоянную нагрузку. Гоняя паровик на стенде нам удалось добиться его безопасной и стабильной работы. Дав ему намолотить часов 30, я понял, что пока ничего добавлять не следует. Через чур несовершенные пока станки для изготовления точных деталей. Даже поршневую группу сделали из толстостенной трубы, расточенной на станке и притёртой цилиндром в работе.