瓦拉发明了调速器

瓦特在 1789 年发明的蒸汽机中使用的离心调速器,在当时引起的轰动不是太大;瓦特重视动力系统,只把调速器看成是蒸汽机上的一个附件。然而它是第一台通过改变燃料输入量而有效地控制速度的装置,是使一台机器能进行自动调节的一切反馈装置的鼻祖,在发明史上的地位已确定无疑。瓦特的调速器是由一对离心摆组成,最远处与蒸汽机的旋转飞轮相连,直接连在一个套筒上,套筒又与汽缸的进汽阀连接。当飞轮转动较快时,两个球体就向外摆动,使套筒下降;当速度减慢时,球体就随之下垂,迫使套筒上升。汽阀可开大开小,以维持均匀的速度。

瓦特调速器的历史,也许可追溯到中世纪和文艺复兴时期机器上有时用来代替飞轮的球—链装置或球—杆装置。然而这些装置只发挥飞轮的功能, 通过贮存能量、使钻床或曲柄产生较有规律的运动来带动工具越过“死点”; 它们不能控制速度或功率输入,最多只是对调速器的造型有所启发。直到力学发展了,人们知道了钟摆的性能,懂得了离心力后,才有人想到利用球— 杆组合装置来进行控制。

磨坊工人经常碰到的一个问题是无法利用强风力。因为当轴旋转很快 时,磨石容易向上移动,扩大两块磨石之间的距离,以至夹在两块磨石当中的谷粒不能完全磨碎。人们靠手将两块磨石拉紧,使它们之间保持适当的距离。直到 1787 年,托马斯·米德才想出一种方法,将两个摆分开挂在驱动磨石的正齿轮上,通过链条和万向节提升和调节拉杆。另一对摆与风车翼板相

连,这样就使后者随速度的变化而张合。磨坊工人只要改变翼板承受的风力, 就能调节旋转轴的速度。两年后,斯蒂芬·胡珀用齿条和扇形齿轮代替链条, 设计了一台可以同它匹敌的机器,取得了专利权。

与此同时,约翰·伦尼在伦敦建的第一个用蒸汽驱动的磨房——“阿尔比恩磨房”。装有和米德调速器一样的调速器。博尔顿在 1788 年 5 月给他的合作者瓦特写信说,“有一种调节顶磨石和底磨石之间的压力或距离的装置。用这种调节装置,蒸汽机运转得越快,上下磨石就越密合⋯⋯当蒸汽机停止运转时,顶磨石就升起⋯⋯这是由于两个铅镇重的离心力所致。全速运转时, 铅镇重水平上升;运转减慢时,铅镇重就下落。它们通过这种方式对杠杆产生作用。”这一定是瓦特的妙想,因为虽然这种调速器最初是用在磨石上, 而不是用在蒸汽机上,但在 1788 年底前,瓦特就按后一种用途将它进行改装了。由于他知道自己不能声称发现了这个基本原理,因而没有想申请专利权。他先于竞争对手对调速器采取保密措施。