第八百九十六章 艰巨的优化任务

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对水力的利用只需要两个齿轮就可以胜任生产，水力解决了磨面所需的人力畜力，可，缺磨啊，豆子的事仍没解决。

粉碎机的效率不如磨盘的原因在于，粉碎机转速不够，转速不够的原因在于，人力和畜力无法达到足够高的转速，成功利用了水力，使得粉碎机的高速旋转成为了可能。

几日后，匠人们打造了两片巨大的木质齿轮，李孟羲带着人个工具第三次来到了小溪边。

水车，齿轮，还有粉碎机，全部安装好之后，在水流的作用下，水车开始启动，带动着粉碎机以同样的转速开始启动。

水流的速度确实不慢，有相当于畜力两倍的速度，可似乎这个速度仍然不够。

李孟羲站在小溪边，看着哗啦啦流淌的溪水，提高粉碎机转速的方法，会有哪些呢？

用控制变量法对所有因素加以分析。

在水车与轮盘粉碎机这一组工具中，构成因素包括，水，水车，齿轮，粉碎机轮盘。

水有水质，水流流动方向，水流量，水流速度，水流落差等区别。

水质对水车无多大影响。

水流流动方向，似乎水流方向完全与水车转动方向一致时，水流的作用会发挥到最大，反之，假如水流方向跟水车相互倾斜，倾斜的流水对桨页产生的力量会弱上很多。

李孟羲不由朝面前小溪看去，小溪蜿蜒曲折左拐右拐的。

再转头看向水车，水车恰好架在水弯处，那里的水流相比水车是斜着的。

水流不直，水流撞在曲折水道上力量会不停冲击到岸上，水的力量会被不停的分散。且，水流方向如果倾斜于水车，水的力量将减弱好几成。

李孟羲猜测，就水流方向这一点，若有足够笔直的河道，若水流的方向跟水车完全平行，达到这样程度，估计可提升一成的效率。

于水的因素，除方向，还有水流量，水越大，冲劲越足，这毫无疑问。

于水的速度，水速越快，会驱使着水车转的越快，这毫无疑问。

于水流落差，高处砸下来的水流具有更强大的动能，这是极好的提高水速的方式。

所以，在水车——粉碎机系统中，于水这个因素提升效率的方法有了，可以筑坝，提高水位，提升水流速度，然后，修整河道，使河道尽可能笔直，使水流的力量尽可能少的消耗，水车安装时，水车要尽可能平行于水流方向。

于水流量这一点，水流量大小似乎跟水车入水深浅有关，水车太高，超出水面，等于无水，水车入水太浅，等于水流量极小，水车完全没入水中，则似乎水车都转不动了。

那，对水车来说，最佳的入水深度，该是怎样？

入水深度跟桨叶有关？还是跟水车有关？还是都有关？

如果只跟桨叶有关，那桨叶入水多少，水力利用效率最高？

如果是跟水车有关，那水车入水深度等于水车半径多少时，水力利用最高？

水车形制简单，就一种圆形，桨叶则就复杂了。

要想测试最佳入水深度，得先统一桨叶，得先找到最佳的桨叶外形才行。

——

在水车系统中，除了水的因素，第二个因素，是水车。

那，水车本身对效率影响因素，会有哪些？

不知道，不妨分析所有因素。

一架水车，其本身的所有变量有，水车材质，水车大小，水车厚薄，水车轮轴，水车支撑辐条。大抵这些。

于材质，越轻的材质转的越快。

于水车大小，水车越大效率越高还是越小效率越高，不知，但除效率，有另一个不得不考虑的因素——制造难度。越大的水车需要的木头越长，水车过大的时候，就不得不使用大量的隼接结构，在水车的整个木加工过程中，隼接过程无疑最是费时费力。所以，从生产难度和制作效率来考量，水车不是越大越好，也不是小了好，而是能兼顾制作效率和水力利用效率两点的最好。

于水车厚薄，水车厚薄跟效率有何关系，不能知。

于水车轮轴，水车轮轴跟普通车辆轮轴是一个东西，提高轮轴效率的方法是，轮轴里涂上一点油降低摩擦力，或者是，变滑动摩擦为滚动摩擦，李孟羲脑海中突然想起了一个极其重要的部件。

古代的车辆，是一根木头硬磨的，是没有滚动轴承的。

车轮的行驶过程中，车轮与地面是一个摩擦力，车轮与车轴又是一个摩擦力。

李孟羲依稀记得，一般情况下，滑动摩擦力是滚动摩擦力的三倍。

三倍摩擦力意味着，如果把木头车轴换成钢珠轴承，那不需要增加其他任何改进，不需要增添任何动力，直接就可使车辆运载力提升三倍。

没有钢珠轴承，一个人拉着木轴车辆，他只能拉三百斤，而只需要换个钢珠轴承，直接能拉的动至少一倍于此的重物。

做以分析，人拉车的力量，所受到的阻力有两个，一个是，车轮与地面的摩擦力，一个是车轮与车轴的摩擦力。

滚珠轴承能直接使其中一个摩擦力缩小三倍，使车整体的摩擦力锐减，也从而使得同样的力量，人可以拉的动更重的车。这就好比，在冰面上人能把极重的物品给推动，这是一样的道理。

从这一点，轴承是车辆最重要的部件。

小小一个轴承，其作用不亚于马鞍马蹬之于马匹的作用。

轴承虽小，可小小一个轴承，可使任何一个车辆的运载力平添三倍，这可是三倍！

李孟羲突然就意识到了，钢珠轴承乃是神器。滚珠轴承似乎也并不难造，农村的架子车，似乎就是一个槽里边加上几个大钢珠，因为结构简单粗糙，时不时总有钢珠会掉出来。

彷照农村的滚珠轴承，制造难度只在钢珠这里。

所以，钢珠该怎么造？

如果再早一些，李孟羲不知道造圆珠技术。可不久前，为给河蚌种珍珠的时候，陶匠们发明了板槽造珠法。

所谓板槽造珠法，在两个木板上各刻出半个圆珠，然后，把一团泥放到槽上，两个板一合，相互滑动摩擦着，不一会儿，泥巴就被团成圆的了。

陶匠们用板槽法制作的泥丸非常的圆润，从形状来说，已经能满足制造钢珠的需要了。

但此中有一个问题，泥丸不需要太大的强度，钢珠却要承载着车体巨大的重量，板槽法制造的钢珠结构必定疏松脆弱，似不堪承担起车辆的重负。可要是用锻造的方法，用锤子去砸出一个标准的圆球，这加工难度大到逆天。

用其他方法，制造不了足够圆的钢珠，用板槽法可以制造出足够圆的钢珠，钢珠强度却不够，而要想通过锻打方式增加钢珠的强度，却又势必要破坏钢珠的形状，补救强度的方法，就只剩热处理，只剩淬火、渗碳这两种有限的方法。

当李孟羲想到，板槽法生产的钢珠可能不堪作为大型车辆的轴承来用，但，用在其他地方倒是完全可以。

板槽钢珠不足以支撑起一车重物的重量，但水车要轻的多，且水车还有一部分在水里，重量就更轻了，板槽钢珠或许能承受的住。

于水车，轮轴这一因素，钢珠的加入，可将水车效率再提升一截。

——

于齿轮，齿轮这东西李孟羲既熟悉又陌生，熟悉是因为，他已经知道两个垂直齿轮可以将水车与磨盘联动，但除此以外，他不再知道任何和齿轮有关的知识了。

对于完全陌生的东西，探究方法仍是那个方法，控制变量法。

于一个齿轮而言，其变量有，材质，大小，形状，厚薄，齿数，齿的分布，齿的长短，齿的形状，齿的宽窄，大抵这么些变量。而这些所有变量对齿轮有怎样的影响，李孟羲全然不知。

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这需要巨量的测试，需要收集巨量的数据，才能在数据当中找到规律。

这还只是单个齿轮所需的测试。

齿轮又是联动使用的部件，两个齿轮之间，不同形状的齿轮放到一起，不同大小的齿轮放到一起，不同齿数的齿轮放到一起，这其中又有怎样的关联，这全然不知道。

大概有近一百个测试点，而每一个测试点，最少也要有三十种不同样本，再考虑到为尽可能排除偶然。降低误差，每一个样本要设计几百个数据。

通算下来，在水车——齿轮——齿轮——粉碎机这一个系统中，最少需要做三百种不同的零部件，而需收集的数据，六十万个朝上。

李孟羲站在水边，迷茫了一下。

六十万个数据啊……

他转头，看向一旁围着磨盘看的饶有兴致的匠人们，“你们想跟我学学问吗？”李孟羲问。