爱迪生(31)_应天故事汇

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三一

爱迪生在递交这份专利申请的同时，又递交了另外一份专利申请，因此他又获得了第248430号专利特许证。这项发明关系到列车电气制动的方法。发明的基本内容如下：每一根轴上都装有一个又重又大的铁圆盘，这个圆盘位于功率强大的电磁体两极之间。如果电磁体被激励起来，电磁体就能阻止圆盘的旋转，这样就能使列车的速度变慢。客车上装有机械制动闸。爱迪生根据所获得的经验，提出通过滑接电线间为电动机供电。其他研究电力牵引的电工技师，其中包括约翰·芬尼，查理·范杰波列和弗兰克·斯普拉格，都先后在不同时期说出了这种想法。这种想法占了上风，1888年在里士满城第一辆有滑接电线系统的电车投入运行。　　三　　门罗园的试验性的电气化铁路，在1880年—年中和1881年的部分时间里运行了。铁路公司对此很感兴趣。美国卓越的铁路业活动家维拉德，在1881年9月14日与爱迪生签订了下列协定：爱迪生在门罗园要建筑一条2.5英里长的电气化铁路，并应为该路建造三种类型的车厢和两台机车，即一个客运机车，另一个是货运机车（电动机车用现代的名称来说，也就是电力机车）；应保证列车运行有一定的速度，特别是规定电力牵引客车的时速为60英里。维拉德尔还提出了一个经济性的补充条件：用电气化铁路进行运输的费用，要比当时用蒸汽牵引进行货运的运价低。如果在试验爱迪生根据这项协定而制出的设备时，获得良好结果的话，那么维拉德就打算开始把在国家一些产粮区的最少有50英里长的铁路区段电气化的工程交由爱迪生承办。　　在门罗园建筑新的电气化路线的工程，是在1881年秋开始的，而于1882年建成备用。这条路修建得比1880年的第一个试验区段更加完善。线路几乎是笔直的，没有转弯处，道碴铺得像铁路通常铺的那样厚。钢轨与枕木之间的绝缘性能是可靠的，是用沿着线路敷设的专门地下电缆来供电。预先制造了机车，这是为了能在铁路建筑中运送材料。货运电力机车能牵引六到八节平板车或车厢。与1880年最初设计的机车不同，因为那实际上只是一个能使用的模型。新的机车有一个司机室，前面有格条护板和照明探照灯，也就是说采用了蒸汽机车上的某些东西，因为电力机车和蒸汽机车的使用情况在某些方面是相同的。控制器安装在驾驶室内司机的座位下面。电动机与轮轴间是皮带传动。客运电力机车的自重五吨，货运电车机车的自重十吨。　　试验进行得很顺利，但由于某些原因，维拉德放弃了供正常使用的50英里线路设备的订货。爱迪生的试验工作进行得很成功，遂于1882年6月19日，接受了在瑞士建筑电气化铁路的工程。爱迪生研究制造铁路电力牵引系统期间，他的助手是弗兰克·贾利延·斯普拉格。该人于1881年—1882年间在欧洲参加了电工技术展览会，而爱迪生在伦敦的代表约翰逊帮助他进到门罗园工作。斯普拉格在爱迪生那里主要是研究运输电气化问题，特别是研究发电机的传动和牵引装置。斯普拉格在爱迪生那里工作了两年就成了这方面的专家，他决定离开门罗园，独立去完成把电用于传动和牵引方面的发明。他制造出了一台非常好的直流电动机，这种电动机由爱迪生公司接受进行生产。电动车辆和电车上的两台发动机并联系统，就是他发明的。　　根据斯普拉德的设计，在里士满制造了美国第一辆电车，并使市里的桥架铁路都使用了电力牵引。电车和电气化铁路的巨大发展，是在19世纪80年代后五年开始的，特别是90年代开始的。许多商行，其中包括埃克梅耶尔和岳克尔谢工厂、威斯汀豪斯工厂、汤姆生—胡斯顿工厂及其他工厂，都开始生产电气牵引装置设备。在欧洲，柏林的西门子—哈尔斯克商行在这方面表现得特别积极。从1892年起，爱迪生公司就与其他许多工业行会合并，变成了现在仍享有世界声誉的“通用电器公司”康采恩。后来电力牵引技术的发展，与爱迪生没有直接关系，主要是由各种工业行会，特别是“通用电器公司”的研究工作的大规模展开促成的。其他许多比较小型的工业组织，以及市政局，也都开始发展市内电力运输建筑工程。但是，爱迪生还是有着巨大功绩的。他由于处在运输电气化的发源地，成为把制造电力牵引的设想变为现实的第一个人。他也是十分了解电力牵引的实质、可能性和优点并指出它发展方向的人。　　四　　托·阿·爱迪生多年来对各种类型的蓄电池的研究工作，也属于他的运输电气化研究工作的一个重要部分。电力牵引，可以通过把别处的供电设备的电力例如把沿线上某个地方发电装置的电力接到机车上的办法来实现，但也可以用自身所装有的电源的电力，包括放在电动机车本身内或车厢内的有相应蓄电量的蓄电池组实现牵引。爱迪生认为蓄电池车（即电动车）具有重大意义。19世纪90年代，当出现汽车时就产生一个问题：是发展汽油发动机的汽车还是发展电动车，两者那一种才合算。当时，汽油发动机的发展刚刚开始，所以提出这种问题是理所当然的。无论是汽车的汽油发动机，还是有蓄电池组的电动机，都各有自己的拥护者和反对者。在上一世纪末，蓄电技术已有半个世纪的历史，取得某些成就并在许多方面得到应用。　　蓄积电能的基本原理早在1801年—1803年为里特的试验所证实，但这一发明长期没有得到应用。1854年，德国军医威廉·伊奥泽夫·津斯捷坚观察到了一种与电池所常见的电极极化不同的极化现象。这种现象是：在电流通过浸入在稀硫酸中的铅电极时，正电极就覆盖上了二氧化铅（PbO2），然而负极却没有发生任何变化。如果把这种电池进行短时间闭合，使别的电流不再经过这一电池，那么这一电池就产生出比通常那种极化电流强度更大的电流。而这一电流在二氧化物未耗尽前，总是不断地出现。津斯捷坚从这些观察中没有做出任何具体结论。5年以后，即在1859年，法国工程师加斯通·普兰捷没有受津斯捷坚的影响，观察了电流极化的这种特殊形式，制造出了一种铅蓄电池。这就为蓄电池技术奠定了基础。　　普兰捷蓄电池是预先多次充电和放电，以便使蓄电池中的铅板表面能有更多的细孔来改进蓄电池的作用和增加蓄电池的蓄电量。1882年，卡米尔·福尔改进了普兰捷蓄电池，专门把负极板涂上一层铅丹，这就加速了负极板的定形和铅蓄电池的性能改进。蓄电池的应用范围已开始扩大，所以许多人专门研究改进蓄电池，俄国专家们作出了巨大贡献。1881年，季·亚·拉钦诺夫教授提出了通过加热碱里的铅提取覆盖在蓄电池极板上的活性物质的方法。试验结果，提出了与金属铅混合在一起并固着在蓄电池铅板上的粉状二氧化铅。1881年到1883年，在耶·帕·特韦里季诺夫的指导下，喀琅施塔得布雷军官学校曾制造出了一种新奇的铅蓄电池，这种蓄电池在国外引起许多人仿制。就在这时，巴·尼·别那尔多斯制造出了适用于需要产生剧烈冲击电流的电焊工作的专门蓄电池组。巴·尼·亚布罗齐柯夫提出了某些关于改变蓄电池结构的合理化建议。　　在60年代至70年代之间所颁发的铅蓄电池的专利特许证的数量，在各国都是很大的。在这些年，直流电的拥护者和交流电的拥护者之间，发生了激烈的斗争。直流电已得到了很好的研究，已有了把直流电用于照明的经验，直流发电机在变为发动机使用时性能也很好。但远距离输送直流电实际上在当时是不可能的，因为不能用变压的方法提高直流电压，而对于远距离输送电能来说，输送高压电流是适宜的，而在经济上也是合算的。所以，研制出了高压直流发电机，它能发出适用于电力输送的电流，同时，也可以把几台发电机串联起来获得高压直流电。用这种方法，可以把高压直流电作远距离电能输送。　　存在的问题上，在线路另一端的用户在用电时却十分复杂，因为直流电不能变压，降低电压是不可能的。蓄电技术可以用来解决这个问题。可以利用远距离输往消费地区的高压直流电为大型蓄电池组充电。这些蓄电站要根据用户数量及其对电能的需求量来按地域布局，而用户就从蓄电站那里获得所需电压的电流。由于蓄电站能够扩大由中心发电站所生产的直流电的供电地区，这就巩固了直流电拥护者的阵脚。因此在上世纪80年代前5年，各方面对蓄电池的需求一时猛增。

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