我的世界动力系统详解 – 机械师设计指南

前言

机械动力模组正在获得越来越多的关注，动力系统作为模组的亮点之一对此功不可没。本篇教程将针对这一设计新颖的能量系统作详细的说明，希望能帮助到喜欢机械动力模组的各位玩家。

本教程侧重概念与原理方面的讲解，对于方块和物品的用途不作过多深入。对此会考虑单独出一篇教程。

动力系统概述

通常来说，动力系统包括以下组成元素：

• 动力源

• 传动结构

• 耗能机器

动力源即产生动力的装置或机器，例如 水车 风车轴承 ，不同动力源产生的应力和转速不同，一个动力系统中可以有多个动力源。

传动结构起到接受并传递动力的作用，同时也能对动力变速，传动结构常用的方块包括 传动杆 齿轮 大齿轮 十字齿轮箱 等。一般来说我们希望动力源能够驱动多个机器或远处的机器，或者希望对动力进行变速以满足需求，就需要使用到传动结构。

耗能机器即接受动力并进行各种工作的机器，例如 动力辊压机 动力搅拌器 ，不同能耗机器消耗的应力不同且不随其他因素改变，输入的转速越快工作速度越快。

额外需要注意的是，相比于其他模组中传统的电力能量系统，动力系统中不存在储能装置，或者说动力系统不存在“惯性”。机器在接入动力后不论工作与否，都会持续消耗能量，这一点在设计动力系统时需要注意。

应力、转速与速度应力

以如图所示系统为例，讲解动力系统中的基本概念：应力、转速与速度应力。

系统包含作为动力源的 水车 和作为能耗机器的 动力辊压机 ，通过 传动杆 连接，并且安装了 速度表 和 应力表 以方便查看速度和应力状态。

戴上 工程师护目镜 可以方便我们查看动力系统的状态。我们可以看到：

水车产生了256su的速度应力

传动杆的转速是16RPM （即每分钟16转）

系统的速度应力是256su ，其中128su被消耗 ， 整个网络有50%的速度应力被消耗（虽然GUI显示为“应力”但其实际代表值为速度应力）应力表不显示应力？

动力辊压机消耗了128su的速度应力

仅仅是观察并不足以说明应力、转速和速度应力的关系，但是如果将它们带入中学物理就十分好理解了。

• 应力即扭矩。对于动力源而言，其应力代表产生的力的大小。对于耗能机器而言，其应力则是机器施加阻力或摩擦力的大小。

• 转速就是转速。

• 速度应力是应力和转速的乘积，对应的物理概念是功率。我们知道力乘以做工距离等于能量，力乘以速度等于功率，扭矩乘以转速也差不多。

结合以上说明，重新解释这个系统：

• 水车产生了256su的速度应力，水车的转速是16RPM，可以推算出水车的应力其实是16。

• 速度表和应力表显示的数值与水车产生动力的情况一致。

• 动力辊压机消耗了128su的功率，其接收的转速为16RPM，可以推算出其应力是8。

• 水车提供了16的动力，辊压机施加了8的摩擦力，动力大于摩擦力，故系统可以正常运行。

• 另一种解读方式：水车提供了256su的功率，辊压机消耗了128su的功率，提供的功率大于消耗的功率，故系统可以正常运行。

过载和变速

前面分析了一个正常工作的系统中，动力应该大于阻力，那么当阻力大于动力时会发生什么呢？

将辊压机的数量增加到三个，看看会发生什么。

三个辊压机消耗的速度应力为384su，大于水车提供的256su，系统过载了。（或者等效地说消耗的应力是24，大于水车提供的16，不过由于应力表不直接显示应力，以速度应力说明更加直观）

过载后整个系统都停止了转动，什么都不能做了。

对于过载，GUI已经贴心地提醒我们，要么添加更多的动力源，要么进行减速。

添加动力源这点很好理解，一个水车能带动2个辊压机，两个水车就能带动4个辊压机。

不过添加动力源这种方法并不总是适用的，有时候需要在动力源不变的情况下使系统继续工作，这就需要用到变速。

如图所示设置一个大齿轮和齿轮：

在机械动力模组中，大小齿轮之间的传动比是1:2，也就是说，当动力通过大小齿轮传输时，小齿轮的转速是大齿轮的两倍。大齿轮的转速是小齿轮的一半。

依据这点，可以得知：

• 现在辊压机接收的转速是原来的一半，即8RPM。

• 每个辊压机消耗的速度应力是8*8=64su，三个一共消耗64*3=192su，小于水车提供的256su。

• 系统又能正常工作了。那么代价是什么呢？

通过降低辊压机工作的速度，系统恢复了运行。不过辊压机的转速降低了一半，工作速度也比原来慢了一半。

总结：

• 系统中消耗的速度应力大于产生的速度应力时系统会过载，从而停止工作。或者说系统中阻力大于动力时，不过用速度应力衡量更方便。

• 通过变速降低机器工作速度，从而降低机器消耗的速度应力，可以减轻系统负载，代价是机器工作速度变慢。

当然，容易想到的是，通过变速提升机器工作转速，以消耗更多速度应力为代价，提升机器的工作速度。

如图所示，下方的辊压机经提速工作速度明显大于未经提速的上方辊压机：

结语

至此，机械动力模组中动力系统的讲解就已基本完成，非常感谢您的阅读，在此还有一些需要说明的：

• 教程使用的模组版本是v0.3c，不排除后续更新会有所改动，考虑到概念和原理性的内容不会有较大更改，本教程应该长期有效。

• 本教程仅针对动力系统讲解，不过不排除后续会制作其他方面的教程。

祝您游玩愉快。