CN110189613A - 一种透明酒精内燃机模型 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种透明酒精内燃机模型，包括燃油箱，燃油泵，动力缸，燃烧室、飞轮组件、调速点火器；所述燃油箱外层设有夹层水箱，内层连接燃油泵，该连接处还设有风门；所述燃油泵与动力缸布置于所述飞轮组件两侧，两者通过扫气导管连接，其内均设有活塞，且所述活塞均与飞轮组件连接；所述动力缸内设有燃烧室，外部设有连接燃油箱夹层水箱的水冷套；所述燃烧室处由透明耐火玻璃构成，内部设有火花塞，火花塞连接调速点火器。本发明体积小，实际操作过程中环保无害，并且能够很好地还原内燃机的工作过程，并且可以实现清楚地观察到燃烧室内的不同燃烧情况，具有很好的教学意义。

Description

一种透明酒精内燃机模型

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，更具体地，涉及一种透明酒精内燃机模型。

背景技术

内燃机是人类文明发展史上一个重大的发明，它的出现改变了人类的活动方式，极大地推动了交通工具的发展。

时至今天，内燃机作为交通工具的动力核心，其工作原理仍是相关学科教学中的重点。现有教学中的所用到的内燃机模型其结构较为复杂，体积较大，采用燃油材料进行驱动，因此从便携性以及环保方面考虑，其无法很好应用于教室中的教学；而体积较小的内燃机模型一般采用外部热源进行加热，从而使内部空气受热加压，起到推动活塞运动的作用，但是这无法很好还原内燃机内部燃烧产生高温高压气体推动活塞连杆机构做功的这一基本工作原理，并且无法很好观察燃烧室内的燃烧情况，教学效果不佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种环保、体积小、适合用于教学的透明酒精内燃机模型。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种透明酒精内燃机模型，包括燃油箱，燃油泵，动力缸，燃烧室、飞轮组件、调速点火器；所述燃油箱外层设有夹层水箱，内层连接燃油泵，该连接处还设有风门；所述燃油泵与动力缸布置于所述飞轮组件两侧，两者通过扫气导管连接，其内均设有活塞，且所述活塞均与飞轮组件连接；所述动力缸内设有燃烧室，外部设有连接燃油箱夹层水箱的水冷套；所述燃烧室处由透明耐火玻璃构成，内部设有火花塞，火花塞连接调速点火器。

进一步地，所述飞轮组件包括飞轮支架以及设置于中间的飞轮与分别安装在飞轮轴两端的拉线盘和点火触发轮。

进一步地，所述点火触发轮上连接燃油泵内活塞；所述拉线盘连接动力缸内活塞；两活塞的连接点在电火触发轮与拉线盘上的相对位置呈180°布置。

进一步地，所述点火触发轮上还设有沿飞轮支架上腰槽滑动的滑轮连杆结构与霍尔传感器。

进一步地，所述霍尔传感器通过信号电源线连接调速点火器。

进一步地，所述内燃机模型还包括固定各部件的底座；所述底座上设有供电装置。

进一步地，所述燃烧室设有排气管，其上设有消声器。

进一步地，所述风门上设有风门阀。

进一步地，所述风门阀为单向阀。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明所提供的透明酒精内燃机模型包括燃油箱，燃油泵、动力缸，燃烧室、飞轮组件、调速点火器等实现内燃机功能内燃机的必要组成部分，且均安装固定于同一底座上，体积小，应用酒精作为燃料驱动，废气环保无害，适合用于教室内的教学演示。

（2）本发明设置风门阀、调速点火器，且燃烧室由透明耐火玻璃组成，既可清楚观察燃料与不同比例空气混合时燃烧情况及其燃烧火焰的颜色，也可观察不同点火能量下燃料的燃烧情况，方便对比研究，具有很好的教学意义。

（3）本实验新型燃油泵与动力缸分开设置，外部采用飞轮代替传统曲轴，并利用燃油泵与动力缸中活塞自身的往复运动，就能达到吸入燃料并送至燃烧室的效果，结构简单，且易于操作，较高程度还原了内燃机将化学能转化为机械能并循环工作的过程，并且采用水冷周期循环散热方式，具有良好的安全性与可靠性。

附图说明

图1为本发明所提供透明酒精内燃机模型的总装配结构示意图；

图2为本发明所提供透明酒精内燃机模型的总装配结构示意图；

图3为飞轮组件结构示意图；

图4为飞轮组件结构示意图；

图5为动力缸结构示意图；

图6为风门结构示意图；

图7为底座结构示意图；

图8为调速点火器示意图；

图9为拉线绳示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明作进一步说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1、2、3、4、5所示，本实施例提供一种透明酒精内燃机模型，包括燃油箱1，燃油泵9、动力缸19，燃烧室20、飞轮组件、调速点火器26；其中，燃油箱1外层设有夹层水箱2，内层储存酒精燃料，燃油箱1的顶部设有燃料加注口3、燃料排出口5、胶套6，燃料通过注射器从燃料加注口3被注入，沿燃油管7即可流入燃油箱1内，注入燃料时打开燃料排出口5及胶套6，避免燃油箱1内形成真空，出现倒吸；燃油箱1外层的夹层水箱2通过进水管23与出水管22连接燃烧室20外层的水冷套21，燃油箱1内层通过燃油出气口4连接燃油泵9，在该连接处同时还设有风门10与风门阀39，风门阀39调节进入燃油泵9内的空气的量，使空气与燃料成一定的比例混合；燃油泵9内设有活塞181，活塞181尾部的连杆连接外部的飞轮组件，飞轮组件包括飞轮支架12以及设置于中间的飞轮13与分别安装在飞轮轴两端的拉线盘14和点火触发轮15，其中活塞181的连杆是固定在飞轮13一侧的点火触发轮15上，而在飞轮13的另一侧设有动力缸19，动力缸内的活塞182连接拉线盘14，随着飞轮的转动，活塞181、182在燃油泵9、动力缸19进行直线往复运动，点火触发轮15上还有一段伸出的滑轮连杆结构16，其尾部的滑轮34可沿飞轮支架上的腰槽35滑动，该腰槽将点火触发轮的前后转动范围限制为60°，即限制了活塞181在燃油泵9内往复直线运动的冲程，而点火触发轮15上还固定有霍尔传感器43，用于监测滑轮34的位置，确定点火角度，并通过信号电源线36连接调速点火器26，传递是否点火的信号。

燃油泵9的中部设有扫气导管24连接动力缸19及其内部的燃烧室20；燃烧室21外壁设有连接夹层水箱2的水冷套22，其内部设有火花塞28，火花塞连接调速点火器26；所有上述部件均直接或间接固定于底座29上，如燃油箱1直接布置于底座29上，动力缸与燃烧室由规定于底座29上的支架11支撑，飞轮组件由飞轮架12支撑，底座29设有多个防震垫支脚30，背面设置电池盒32，安装普通5号电池31即可实现供电。

本发明的具体工作方式如下：

首先，进行操作前的准备工作：在电池盒32内安装3节5号电池，电压为4.5V，对霍尔传感器43、调速点火器26进行供电；再用注射器将燃料（酒精或大于55°白酒）从燃料加注口3的燃油管7装入燃油箱1中，注入燃料时打开燃料排出口5上面的胶套6避免形成真空；之后拔下水冷套21出水口处的水管22，用注射器注入纯净水或矿泉水（防止不纯净的冷却水沉淀物进入缸体）4/5位置处，然后将水管恢复装入水冷套21出水口处；打开调速点火器26，将无极调速点火器旋钮27至最大（待稳定后可通过旋钮调整转速），点火器上的工作红灯33点亮，将滑轮连杆结构16中的滑轮34拨至腰槽35的最右端，因为两活塞的连接点在电火触发轮与拉线盘上的相对位置呈180°布置，当点火触发轮15一侧活塞181处于最外侧位置时，另一侧拉线盘14所连接活塞182处于其最大的压缩行程处，该处即为最佳点火角度；之后，将霍尔传感器43连接调速点火器26。

然后，启动内燃机进行工作：将长约25毫米的拉线绳40上（的线圈套在拉线盘14上的销钉38上，用食指套在拉线绳卡环42，朝一个方向拨动飞轮13，把拉线绳全都缠绕在拉线盘上，然后用力拉扯拉线绳卡环42，在飞轮13的惯性作用下，活塞181、182在燃油泵9和动力缸19内来回运动，活塞向外运动时，会使燃油泵19内的气压降低，燃油箱1内挥发的气态酒精将从燃料出气口4随着管道被压入燃油泵9内，同时外界空气会从风门10进入燃油泵9内，与酒精混合，活塞不断的往复运动将不断吸入气态酒精与空气，它们组成的混合气将被压入扫气导管24中，送至动力缸19，并进入燃烧室21，此处原理注射器及传统压水井原理类似；滑轮连杆机构16中的滑轮34由带磁物质组成，霍尔传感器感应到滑轮连杆机构16处于腰槽35最右端位置时，将给调速点火器26传递信号，以此命令火花塞28点火，从消声器25中听到燃爆声音即已经完成点火工作，混合气体在燃烧室内燃烧，产生高温高压气体推动活塞182向外运动，并作用于飞轮13上的拉线盘14，从而作为主动轮带动飞轮13另一侧的点火触发轮15转动；在高温高压气体与飞轮13惯性的作用下，活塞181、182将不断进行往复运动，从而实现循环工作；动力缸19内的活塞运动与现有的二冲程内燃机工作原理类似，活塞直线往复运动的同时以此打开与关闭扫气导管24的出气口与排气管的进气口，从而确保燃烧室在密闭环境下进行燃烧。

工作过程中，既可以调节风门阀门38以控制通入空气的量，使空气与酒精组成的混合气以不同比例进入燃烧室，而燃烧室21处由透明的耐高温耐火玻璃构成，可观察到不同比例燃料燃烧火焰颜色的不同，得知燃烧情况存在不同；同时也可以调节调速点火器26上的无机调速点火器旋钮27，控制火花塞28点火能量，观察燃烧室内不同燃烧情况，以上在实际教学过程中均具有重要意义。

显然，上述实例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种透明酒精内燃机模型，其特征在于，包括燃油箱，燃油泵，动力缸，燃烧室、飞轮组件、调速点火器；所述燃油箱外层设有夹层水箱，内层连接燃油泵，该连接处还设有风门；所述燃油泵与动力缸布置于所述飞轮组件两侧，两者通过扫气导管连接，其内均设有活塞，且所述活塞均与飞轮组件连接；所述动力缸内设有燃烧室，外部设有连接燃油箱夹层水箱的水冷套；所述燃烧室由透明耐火玻璃构成，内部设有火花塞，火花塞连接调速点火器。

2.根据权利要求1所述的透明酒精内燃机模型，其特征在于，所述飞轮组件包括飞轮支架以及设置于中间的飞轮与分别安装在飞轮轴两端的拉线盘和点火触发轮。

3.根据权利要求2所述的透明酒精内燃机模型，其特征在于，所述点火触发轮上连接燃油泵内活塞；所述拉线盘连接动力缸内活塞；两活塞的连接点在电火触发轮与拉线盘上的相对位置呈180°布置。

4.根据权利要求3所述的透明酒精内燃机模型，其特征在于，所述点火触发轮上还设有沿飞轮支架上腰槽滑动的滑轮连杆结构与霍尔传感器。

5.根据权利要求4所述的透明酒精内燃机模型，其特征在于，所述霍尔传感器通过信号电源线连接调速点火器。

6.根据权利要求1所述的透明酒精内燃机模型，其特征在于，还包括固定各部件的底座；所述底座上设有供电装置。

7.根据权利要求1所述的透明酒精内燃机模型，其特征在于，所述燃烧室设有排气管，其上设有消声器。

8.根据权利要求1所述的透明酒精内燃机模型，其特征在于，所述风门上设有风门阀。

9.根据权利要求8所述的透明酒精内燃机模型，其特征在于，所述风门阀为单向阀。