CN103714740B - 模块化电控发动机模型 - Google Patents

Abstract

一种模块化电控发动机模型，包括机械部分和控制电路部分，机械部分由活塞、连杆、曲拐、气缸、汽缸盖、曲轴箱组装成单缸发动机模型，再由多个单缸发动机模型组装成直列式、V型、对置式多缸发动机模型。控制部分由单片机、位置感应器、LED灯、以及电源组成。位置感应器位于气缸上止点，作为单片机的输入信号，控制LED灯的工作，黄色LED灯亮表示点火做功，红色灯亮表示进气门开，绿灯亮表示排气门开，通过观察LED和活塞的运动情况，可以得到多缸发动机的点火顺利及进气门和排气门的开闭时刻。本发明能够用于大专院校发动机的教学实践中，帮助学生对不同形式，不同缸数发动机做功顺序和气门开闭时刻的理解。

Description

模块化电控发动机模型

技术领域

本发明涉及一种教学用具，具体是一种模块化电控发动机模型。

背景技术

目前，在大专院校发动机教学实践中，由于传统发动机模型零部件复杂、笨重，拆解、组装不便。并且发动机模型都是固定形态，功能单一。发动机的工作过程不够直观，对教学效果不是很理想，不利学生对发动机工作过程的理解。

发明内容

本发明的目的是提供一种模块化电控发动机模型，解决在发动机教学实践中，传统发动机模型，零部件复杂、笨重，拆解、组装不便；发动机做功过程不够直观，发动机模型功能单一的问题，通过模块化电控发动机模型，强化学生对不同形式、不同缸数发动机工作过程、点火顺利及气门开闭时刻理解，同时也锻炼学生的动手能力和编程能力。

本发明采用以下技术方案达到上述目的：一种模块化电控发动机模型，包括机械部分和控制电路部分，所述机械部分由活塞、连杆、曲拐、气缸、汽缸盖、曲轴箱组装成单缸发动机模型，再由多个单缸发动机模型组装成直列式多缸发动机模型、V型多缸发动机模型以及对置式多缸发动机模型；控制部分由单片机、各缸位置感应器、各缸LED灯、以及电源组成，位置感应器输出信号给单片机控制LED灯，通过观察LED灯的工作情况，可以得到不同形式、不同缸数的发动机点火做功顺序及进气门和排气门开闭时刻。

所述LED灯分为黄色LED灯、红色LED灯和绿色LED灯，其中，黄色LED灯位于汽缸盖中心，灯亮表示该气缸点火做功，红色LED灯位于进气门处，灯亮表示该气缸进气门打开，绿色LED灯位于排气门处，灯亮表示该气缸排气门打开。

所述的单缸发动机连接方式有两种，第一种是单缸发动机依次连接组装成多缸直列式或多缸V型发动机模型，另一种是单缸发动机交错连接组装成多缸对置式发动机模型。

所述单缸发动机模型由活塞与连杆小头、曲轴连杆轴颈与连杆大头连接成转动副，气缸与曲轴箱上箱体、曲轴箱上箱体与下箱体通过燕尾槽连接固定，曲拐的主轴颈固定在曲轴箱上。

本发明的突出技术效果在于：

1、发动机的零部件可以通用于直列式、对置式、V型发动机，提高零件的互换性，便于组装。

2、气缸、曲轴箱采用透明塑料制作和LED灯的使用，使发动机各缸点火做功顺序及进排气门的开闭过程明了，便于学生的理解。控制电路采用单片机编程控制，可灵活控制LED灯。能够广泛适用于大专院校的发动机教学实践中。

附图说明

图1是本发明所述的模块化电控发动机模型的直列式和对置式的单缸发动机结构示意图。

图2是本发明所述的模块化电控发动机模型的V型发动机的单缸发动机结构示意图。

图3是本发明所述的模块化电控发动机模型的曲拐连接结构示意图。

图4是本发明所述的模块化电控发动机模型的6缸直列式发动机模型组装后和电路控制电路的示意图。

图5是本发明所述的模块化电控发动机模型的8缸V型发动机模型组装后和控制电路的示意图。

图6本发明所述的模块化电控发动机模型的4缸对置式发动机模型组装后和控制电路的示意图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明所述的模块化电控发动机模型，以6缸直列式发动机模型，8缸V形发动机模型，4缸对置式发动机模型的技术方案为例作进一步描述。

如图1所示，本发明所述的直列式和对置式的单缸发动机模型结构，由点火LED灯1、进气门2、位置感应器3、进气门LED灯4、气缸5、活塞6、连杆7、曲拐8、汽缸盖9、排气门10、排气门LED灯11、燕尾槽结构12、曲轴箱上箱体13、曲拐8连接凸台14和曲轴箱下箱体15组成。汽缸盖9通过燕尾槽结构12固定在气缸5上，点火LED灯1位于燃烧室中间，进气LED灯4位于进气门2处，排气LED灯11位于排气门10处，位置感应器3位于气缸5的上止点，气缸5通过底部的燕尾槽结构12与曲轴箱上箱体13连接固定，曲轴箱上箱体13通过燕尾槽结构12与曲轴箱下箱体15连接固定，活塞6与连杆7小头组成转动副，连杆7大头与曲拐8的连杆轴颈42相连组成转动副。曲拐8的主轴颈41固定在曲轴箱上箱体13、曲轴箱下箱体15上。曲拐8主轴颈41端面连接凸台14与曲拐另一主轴颈41端面的凹孔18镶嵌，可以使相邻的曲拐8之间的角度按要求变化，同时传递动力。

如图2所示，本发明所述的V型单缸发动机结构，由点火LED灯1、进气门2、位置感应器3、进气LED灯、气缸5、活塞6、连杆7、曲拐8、汽缸盖9、排气门10、排气门LED灯11、燕尾槽连接机构12、曲拐8连接凸台14、V型曲轴箱上箱体16，V型曲轴箱下箱体17组成。V型单缸发动机模型两气缸间的角度为90度，其他零部件的连接关系与图1相同。

如图3所示，本发明所述的发动机模型曲拐连接结构，由均匀分布在曲拐8主轴颈41端面的凸台14与凹孔18组成。凸台14与凹孔18镶嵌连接可以得到不同两曲拐连杆轴颈的角度。

如图4所示本发明所述的电控六缸直列式发动机模型。电控六缸直列式发动机模型由控制器19，电线20、第一直列式单缸发动机21、第二直列式单缸发动机22、第三直列式单缸发动机23、第四直列式单缸发动机24、第五直列式单缸发动机25、第六直列式单缸发动机26和摇柄27组成，摇柄27通过卡槽28与曲拐8连接固定，控制器19通过电线20与第一直列式单缸发动机21、第二直列式单缸发动机22、第三直列式单缸发动机23、第四直列式单缸发动机24、第五直列式单缸发动机25、第六直列式单缸发动机26的电路连接。

如图5所示，本发明所述的电控八缸V型发动机模型，由控制器19、电线20、第一V型单缸发动机29、第二V型单缸发动机30、第三V型单缸发动机31、第四V型单缸发动机32第五V型单缸发动机33、第六V型单缸发动机34、第七V型单缸发动机35、第八V型单缸发动机36和摇柄27组成，摇柄27通过卡槽28与曲拐8连接固定，控制器19通过电线20与第一V型单缸发动机29、第二V型单缸发动机30、第三V型单缸发动机31、第四V型单缸发动机32第五V型单缸发动机33、第六V型单缸发动机34、第七V型单缸发动机35、第八V型单缸发动机36的电路连接。

如图6所示，本发明所述的电控四缸对置式发动机模型，由控制器19、电线20、第一直列式单缸发动机37、第二直列式单缸发动机38、第三直列式单缸发动机39、第四直列式单缸发动机40和摇柄27组成，摇柄27通过卡槽28与曲拐8连接固定，控制器19通过电线20与第一直列式单缸发动机37、第二直列式单缸发动机38、第三直列式单缸发动机39、第四直列式单缸发动机40的电路连接。

本发明所述的模块化电控发动机模型的工作原理及过程：

用手摇摇柄27，摇柄27带动曲拐8转动，曲拐8转动带动活塞6在气缸5内来回运动，当活塞6运动到上止点，碰到位置感应器3，位置感应器3输出信号给控制器19，单片机处理信号，通过电路控制各缸发动机点火LED灯1和进气门LED灯4，排气门LED灯11。点火LED灯1亮表示这个缸点火做功，进气门LED灯4红灯亮表示气门开，排气门LED灯11绿灯亮表示排气门开，通过观察各缸LED的工作情况，可以了解发动机的做功顺利和气门的开闭状态。

Claims (3)

1.一种模块化电控发动机模型，包括机械部分和控制电路部分，所述机械部分由活塞、连杆、曲拐、气缸、汽缸盖、曲轴箱组装成单缸发动机模型，再由多个单缸发动机模型组装成直列式多缸发动机模型、V型多缸发动机模型以及对置式多缸发动机模型；控制部分由单片机、位置感应器、LED灯、以及电源组成，位置感应器输出信号给单片机控制LED灯，通过观察各缸LED灯的工作情况，可以得到不同形式、不同缸数的发动机点火做功顺序及进排气门开闭时刻；其特征在于，所述气缸、曲轴箱采用透明塑料制作和LED灯的使用，使发动机各缸点火做功顺序及进排气门的开闭过程明了，控制电路采用单片机编程控制，可灵活控制LED灯，当活塞（6）运动到上止点，碰到位置感应器（3），位置感应器（3）输出信号给控制器（19），单片机处理信号，通过电路控制各缸发动机点火LED灯（1）、进气门LED灯（4）和排气门LED灯（11），点火LED灯（1）黄灯亮表示这个缸点火做功，进气门LED灯（4）红灯亮表示进气门开，排气门LED灯（11）绿灯亮表示排气门开，通过观察各缸LED的工作情况，可以了解发动机的做功顺序和气门的开闭状态。

2.如权利要求1所述的模块化电控发动机模型，其特征在于，黄色LED灯位于各缸燃烧室顶部，灯亮表示点火做功；红色LED灯分别位于气缸侧面的进气门处，红灯亮表示其气门打开；绿色LED灯分别位于气缸侧面的排气门处，绿灯亮表示其气门打开。

3.如权利要求1所述的模块化电控发动机模型，其特征在于，所述的单缸发动机模型连接方式有两种，第一种是单缸发动机模型依次连接组装成多缸直列式或多缸V型发动机模型，另一种是气缸交错连接组装成多缸对置式发动机模型。