一种教学演示用内燃机及其使用方法技术

技术编号：40167074 阅读：8 留言：0更新日期：2024-01-26 23:38

本发明专利技术提供了一种教学演示用内燃机及其使用方法，其结构与现有常规内燃机一致，通过燃料带动其运行，并设置透明气缸本发明专利技术设置透明气缸，并采用与现有内燃机一致结构并设置燃料箱向透明气缸内输送燃料，使得本教学用内燃机的结构与运行原理与现有内燃机一致，在运行过程中，学生可通过透明气缸清楚看到，活塞以及其它各部件的运动情况，更加快速清楚的理解和掌握内燃机结构以及工作原理，教学使用效果好。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于教学用具，涉及一种教学演示用内燃机及其使用方法。

技术介绍

1、内燃机作为现代科学
重要的动力装置，广泛应用于交通、生产、国防军事等重要领域。在当前内燃机教学中，通常采用动画模拟展示，如应用3d技术建构内燃机模型用于课堂演示；或用仿真的实物模型及其插图说明内燃机工作原理，以及带领学生到汽修工坊参观内燃机实物等。这些方法在增强学生兴趣方面虽能取得一定效果，但其体验性、便捷性欠佳，教学难点难以突破，学习后学生仍存留太多疑问，如内燃机四个冲程具体如何“无缝”衔接，如何实现火花塞只在做功冲程才点火，活塞往复运动如何实现飞轮圆周转动等等。

2、一台可发动的内燃机，需要实现燃料在密闭汽缸内连续地周期性燃烧，推动活塞对外做功，从而使得活塞带动曲轴连杆装置往复运动，这在当今工程
早已实现。但是，要实现在中学物理课堂中展示这样的内燃机主要有以下困难：一方面是不方便直接搬一台机车动力引擎的内燃机进课堂，因为工程应用领域的内燃机一般自身比较笨重，而且伴随发动过程还产生较多烟尘，不便在教室内长时间展示；另一方面，也是最为关键的因素，工程
的内燃机本身用金属壳体严实封装，不便于学生直接观察内燃机内部构件的运行原理，缺乏对内燃机的具身认知场景。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种教学演示用内燃机及其使用方法。

2、为此，本专利技术采取如下技术方案：

3、一种教学演示用内燃机，包括：

4、支架；</p>

5、透明气缸，所述透明气缸设置于支架上，透明气缸为底部呈敞口的筒形结构，所述透明气缸的顶部连接有混合进气管和排气管，所述混合进气管远离透明气缸的一端呈封堵结构，混合进气管的侧壁连接有进气管，混合进气管靠近透明气缸处设有进气阀，所述排气管上设有排气阀；

6、活塞，所述活塞位于透明气缸内并可在透明气缸内沿透明气缸长度方向来回移动，所述活塞的底端铰接有连杆；

7、曲轴，所述曲轴设置于支架上并位于透明气缸下侧，曲轴包括主轴颈和连杆颈，所述连杆远离活塞的一端与连杆颈铰接；所述主轴颈上套设有可随主轴颈转动的第一齿轮；

8、第二齿轮，所述第二齿轮设置于支架上并与第一齿轮啮合，第二齿轮与第一齿轮的传动比为1:2；

9、火花塞，所述火花塞设置于透明气缸内壁上侧；

10、燃料箱，所述燃料箱设置于支架上，所述燃料箱连接有输料管，所述输料管与进气管的侧壁相连接。

11、进一步地，所述进气阀包括位于混合进气管内的进气推杆，所述进气推杆的一端从混合进气管远离透明气缸的一端穿出，进气推杆可在混合进气管内沿混合进气管长度方向移动，进气推杆的内端固定有进气座圈，进气推杆上套设有第一弹簧所述第一弹簧位于混合进气管外部，第一弹簧的一端与进气推杆的外端连接、另一端与混合进气管远离透明气缸的一端连接。

12、进一步地，所述排气阀包括设置于排气管内的排气推杆，所述排气推杆的一端位于透明气缸内、另一端从排气管的侧壁穿出，排气推杆的内端设有排气座圈，排气推杆套设有第二弹簧所述第二弹簧位于排气管外部，第二弹簧的一端与排气推杆的外端连接、另一端与排气管远离透明气缸的一端连接，所述排气管的上侧设有支撑板，所述支撑板上铰接有呈弧形结构的拨杆，所述拨杆抵靠于排气推杆的外端，拨杆的底端铰接有拉杆，所述拉杆的底端固定有呈半圆形结构的凸块，所述凸块远离拉杆的一端与支架铰接，所述第二齿轮的一侧设有可随第二齿轮转动的凸轮，所述凸轮抵靠于凸块的下侧。

13、进一步地，所述曲轴的主轴颈上套设有飞轮。

14、进一步地，所述第二齿轮的边沿处设有可随第二齿轮转动的接触块，所述第二齿轮的一侧设有接近开关，所述接近开关固定于支架上，接近开关连接有控制器，所述控制器与火花塞相连接。

15、本专利技术还提供了一种教学演示用内燃机使用方法，包括以下步骤：

16、（1）采用权利要求1-7任意一项所述的教学演示用内燃机，转动飞轮通过连杆带动活塞在透明气缸内向上移动至上极限位置处；

17、（2）向燃料箱内加入燃料，然后连续转动飞轮带动活塞在透明气缸上下来回移动完成演示。

18、进一步地，所述步骤（2）中燃料为浓度75%以上酒精。

19、本专利技术的有益效果在于：设置透明气缸，并采用与现有内燃机一致结构并设置燃料箱向透明气缸内输送酒精燃料，使得本教学用内燃机的结构与运行原理与现有内燃机一致，在运行过程中，学生可通过透明气缸清楚看到，活塞以及其它各部件的运动情况，更加快速清楚的理解和掌握内燃机结构以及工作原理，教学使用效果好。

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【技术保护点】

1.一种教学演示用内燃机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种教学演示用内燃机，其特征在于，所述进气阀（11）包括位于混合进气管（3）内的进气推杆（111），所述进气推杆（111）的一端从混合进气管（3）远离透明气缸（2）的一端穿出，进气推杆（111）可在混合进气管（3）内沿混合进气管（3）长度方向移动，进气推杆（111）的内端固定有进气座圈（112），进气推杆（111）上套设有第一弹簧（113）所述第一弹簧（113）位于混合进气管（3）外部，第一弹簧（113）的一端与进气推杆（111）的外端连接、另一端与混合进气管（3）远离透明气缸（2）的一端连接。

3.根据权利要求1所述的一种教学演示用内燃机，其特征在于，所述排气阀（12）包括设置于排气管（4）内的排气推杆（121），所述排气推杆（121）的一端位于透明气缸（2）内、另一端从排气管（4）的侧壁穿出，排气推杆（121）的内端设有排气座圈（122），排气推杆（121）套设有第二弹簧（123）所述第二弹簧（123）位于排气管（4）外部，第二弹簧（123）的一端与排气推杆（121）的外端连接、另一

4.根据权利要求1所述的一种教学演示用内燃机，其特征在于，所述曲轴（8）的主轴颈（801）上套设有飞轮（19）。

5.根据权利要求1所述的一种教学演示用内燃机，其特征在于，所述第二齿轮（10）的边沿处设有可随第二齿轮（10）转动的接触块（14），所述第二齿轮（10）的一侧设有接近开关（15），所述接近开关（15）固定于支架（1）上，接近开关（15）连接有控制器（16），所述控制器（16）与火花塞（13）相连接。

6.一种教学演示用内燃机使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据按群里要求6所述的一种教学演示用内燃机使用方法，其特征在于，所述步骤（2）中燃料为浓度75%以上酒精。

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【技术特征摘要】

1.一种教学演示用内燃机，其特征在于，包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：王太军，唐忠敏，王利英，马斌，贾乙丙，李倩蓉，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：

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