單缸四衝程柴油機。進氣門在上，排氣門在上，噴油嘴居中。氣缸套外面包著一圈冷卻水套，水套的流道走向他直接用暖氣爐水套的最佳化方案改了一版——進水口在氣缸下部，出水口在氣缸上部，讓冷卻水從低溫區流向高溫區。曲軸箱底部是機油池，連桿大頭靠飛濺潤滑，主軸承和凸輪軸靠壓力潤滑。這個佈局他腦子裡已經轉過很多次，但今天是第一次能把所有子系統的匹配關係同時畫在一張圖上——不是零散的概念拼湊，而是一個完整的、可以往下分解的總體設計方案。
還差幾本工具書。材料學——缸體選鑄鐵還是鑄鋁，活塞選鋁合金還是鑄鐵，曲軸用什麼鋼材，都需要材料手冊的資料支撐。電工學——啟動電機和發電機的匹配計算，啟動電機的功率和扭矩曲線能不能在低溫環境下可靠啟動。這兩本書圖書館都有，湊空就去借。
他把草稿紙疊好夾進《內燃機原理》的書頁裡。
林遠把《內燃機原理》放到桌角，從桌上那摞書裡抽出了《機械設計》。這本書和《內燃機原理》是同一次從圖書館借回來的，一直擱在桌上，被《鉗工工藝學》和培訓總結壓在最底下。書脊還是新的，借書時貼在封底的借閱卡上只有他一個人的名字。他翻開目錄掃了一眼——機械傳動、軸系設計、連線件、公差與配合，四大部分，每一章後面都附了設計例項和計算表格。
他翻到第一章，開始讀。
開頭幾節講的是機械設計的基本準則——強度、剛度、耐磨性、振動穩定性。這些概念他在車間裡天天打交道，但書上用公式和定義把它們串成了一個體系。
讀到強度計算那一節，他想起上個月流水線上做過的一批排管支架，焊接角度總是偏，質檢師傅老劉查了好幾道工序才找到原因——支架彎折那道工序沒有統一的工藝引數，每個師傅全憑手感。當時他用經驗估了個公差範圍寫進工藝規範，問題就解決了。現在看書才知道，那背後是金屬板材彎曲回彈量的計算公式，跟材料的屈服強度和彎曲半徑有關。經驗管用的地方，公式早就把原理說清楚了；經驗不管用的時候，公式照樣管用。
他拿鉛筆在頁邊空白處寫了幾個字——“排管支架彎折回彈，見材料屈服強度”。
讀到軸系設計那一章，他停下來，在草稿紙上畫了一根軸的簡圖。柴油機曲軸的受力情況比書上講的普通傳動軸複雜得多——週期性變化的燃氣壓力、往復運動件的慣性力、旋轉件的離心力，全部疊加在曲軸上，每個曲柄銷的受力都在不斷變化。他在草稿紙上標了幾個力的大小和方向，又翻回書上的疲勞強度校核公式，對照著套了一遍。
曲軸軸頸的直徑不能光按最大爆發壓力來算，還得考慮應力集中和疲勞累積。他圈出一個大概的安全範圍，在旁邊畫了個問號——詳細計算需要具體材料的疲勞極限資料，這本書上的表格只列了幾種通用鋼材的引數，不夠用。
齒輪那一章他翻得最快。模數、齒數、分度圓直徑、中心距——這些引數他在車間裡見過無數次，技術科送來的圖紙上每一張都標著。但書裡不光講怎麼算，還講了為什麼這麼算。齒輪的失效形式不止一種——齒麵點蝕、齒根折斷、膠合、磨損，不同的失效形式對應不同的校核公式。設計一個齒輪箱，不是把模數選對了就行，潤滑方式、材料硬度、齧合精度，有一個因素沒考慮到，齒輪就跑不久。他在頁邊寫了個批註：柴油機正時齒輪，模數取小，精度取高，潤滑用壓力噴油。
讀到公差與配合那一章，他放慢了速度。這一章和他平時做活的關係最直接。他做七級軍工件，圖紙上標了公差，他照著做，分毫不差。但圖紙上的公差是怎麼定出來的，為什麼這個配合面選過渡配合、那個配合面選間隙配合，之前更多是靠經驗和照圖施工。
書裡把公差設計的邏輯講清楚了——配合性質的選用取決於零件的功能要求，公差等級的確定取決於加工經濟性和裝配精度的平衡。一個好的設計，知道什麼位置該嚴，什麼位置該松，而不是把所有配合面都往嚴了標。設計者是拿成本換精度，不是拿精度換精度。
他在草稿紙上畫了個簡單的裝配簡圖——柴油機的活塞銷和連桿小頭。活塞銷跟活塞銷座是過盈配合，跟連桿小頭襯套是間隙配合。同一個零件，兩端配合性質不同，因為功能要求不同。他在旁邊標註了配合代號，又圈出來，在旁邊寫了個“選型待定”——具體選哪個公差等級，得等材料學資料拿到手再說。
煤油燈的火苗微微跳了一下，燈芯該剪了。林遠把書頁折了個角合上，拿起剪刀把燈芯頂端的灰剪掉，火苗重新穩住。他靠在椅背上，喝了口水。剛才翻過的這幾章，每一章都跟他腦子裡那臺柴油機的某個子系統對上了——軸系設計對曲軸，齒輪對正時齒輪，公差配合對活塞連桿組的裝配精度。
這些知識不是孤立的，是互相咬合的。齒輪的模數跟軸徑有關，軸徑跟軸承選型有關，軸承的間隙跟公差等級有關。一個引數變了，一圈引數都跟著動。這才是機械設計的核心——不是把每個零件單獨算出來就完了，是讓它們在一起跑起來不出問題。還差材料學的資料來填進計算表格，還差電工學的知識來匹配啟動電機和發電機。不急，先把這本讀完再說。
他把搪瓷缸子擱下，重新拿起書，翻到剛才折角的那一頁，繼續往下看。窗外老槐樹的枯枝在夜風裡輕輕晃著，院裡已經徹底安靜了。暖氣片還燙著，屋裡暖和不燥。今晚把齒輪和軸系這兩章看完，剩下的傳動和連線件明晚再讀。至於材料學和電工學，改天抽空再跑一趟圖書館。
