一种四缸发动机模型组件及模型

【技术领域】

本发明涉及教学用具、模型和玩具领域，具体涉及一种四缸发动机模型组件及模型。

【背景技术】

四缸发动机，又称为引擎，是一种把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器，通常是将化学能转化为机械能。发动机的主要部分是气缸，气缸是整个汽车的动力源泉。四缸发动机主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等部件组成，其工作原理是将汽油(柴油)的热能，通过在密封气缸内燃烧气体膨胀时，推动活塞做功，转变为机械能。四缸发动机多用于轿车的发动机、摩托车、油锯和其他小功率的动力机械中。

随着汽车行业的飞速发展，作为汽车核心部件的发动机技术尤其重要，发动机的质量代表了汽车的质量。在一定程度上，发动机的设计代表了一个国家的工业发展情况。发动机的研究对于推动我国的工业发展有着重要的意义。这就对我国的发动机专业人才提出了较高要求，然而，目前对该专业的教学普遍采用书本原理讲解、动画及视频观看的形式，缺乏实体形式的教学设备和用具，学生无法实际操作，体验感较差。

【发明内容】

本发明提出一种四缸发动机模型组件及模型，其为教学工作提供实体形式的教学用具，辅助学生学习发动机的相关知识。

根据本发明提出的四缸发动机模型组件，其包括：

支架组件，支架组件包括左侧板、右侧板、第一活塞通道固定板、第二活塞通道固定板、第一气门通道固定板、第二气门通道固定板，第一活塞通道固定板、第二活塞通道固定板、第一气门通道固定板和第二气门通道固定板连接在左侧板和右侧板之间，并且，第一气门通道固定板和第二气门通道固定板位于第一活塞通道固定板和第二活塞通道固定板的上方；

气缸，气缸设置在第一活塞通道固定板和第二活塞通道固定板之间；

活塞，活塞安装在气缸的下端；

曲轴组件，曲轴组件设置在活塞的下方，其包括主轴、曲轴、飞轮，曲轴和飞轮安装在主轴上，活塞通过活塞连杆与主轴连接；

一对节气门凸轮组件，其设置在第一气门通道固定板和第二气门通道固定板的上方；

带传动机构，带传动机构设置在支架组件的一侧，并且，在节气门凸轮组件和曲轴组件之间传递动力。

在一个实施方式中，左侧板和右侧板均为L形，包括横板和竖板，第一活塞通道固定板、第二活塞通道固定板、第一气门通道固定板和第二气门通道固定板连接在左侧板和右侧板的竖板之间。

在一个实施方式中，第一活塞通道固定板和第二活塞通道固定板上下布置；第一气门通道固定板和第二气门通道固定板并排布置，并且，第一气门通道固定板和第二气门通道固定板的外侧倾斜向下。

在一个实施方式中，左侧板和右侧板的横板之间连接电池盒固定板。

在一个实施方式中，气缸的上方设置第一气门组和第二气门组，第一气门组和第二气门组分别安装在第一气门通道固定板和第二气门通道固定板上。

在一个实施方式中，节气门凸轮组件包括节气门凸轮主轴、节气门凸轮和限位轮，节气门凸轮和限位轮安装在节气门凸轮主轴上，节气门凸轮作用于第一气门组和第二气门组。

在一个实施方式中，带传动机构包括同步带、第一带轮、第二带轮和第三带轮，同步带同时与第一带轮、第二带轮和第三带轮啮合，第一带轮与一对节气门凸轮组件的其中之一的节气门凸轮主轴共轴，第二带轮与曲轴组件的主轴同轴，第三带轮位于第一带轮的下方以及第二带轮的一侧，以至于同步带在装配状态下围成一个三角形。

根据本发明提出的一种四缸发动机模型，其包括：

由透明材料制成的支架组件，支架组件包括左侧板、右侧板、第一活塞通道固定板、第二活塞通道固定板、第一气门通道固定板、第二气门通道固定板，第一活塞通道固定板、第二活塞通道固定板、第一气门通道固定板和第二气门通道固定板连接在左侧板和右侧板之间，并且，第一气门通道固定板和第二气门通道固定板位于第一活塞通道固定板和第二活塞通道固定板的上方；

气缸，气缸具有透明的壳体，其设置在第一活塞通道固定板和第二活塞通道固定板之间；

活塞，活塞安装在气缸的下端；

曲轴组件，曲轴组件设置在活塞的下方，其包括主轴、曲轴、飞轮，曲轴和飞轮安装在主轴上，活塞通过活塞连杆与主轴连接；

一对节气门凸轮组件，其设置在第一气门通道固定板和第二气门通道固定板的上方；

带传动机构，带传动机构设置在支架组件的一侧，并且，在节气门凸轮组件和曲轴组件之间传递动力。

本发明的四缸发动机模型，根据发动机的基本工作原理，呈现出直列四缸发动机的各个部件及相互之间连接关系、运动关系，为汽车专业的教学工作提供实体形式的教具，便于学生们从外部直观地学习发动机的相关知识，有助于教学工作的开展。

【附图说明】

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明首选实施方式的四缸发动机模型组件的示意图；

图2是图1中发动机模型组件的支架组件的示意图；

图3是图1中发动机模型组件另一侧的示意图，其中，支架组件被拆去；

图4是图3中发动机模型组件的侧面视图；

图5是图3中发动机模型组件的曲轴组件的示意图。

附图中：

100为模型组件，1为支架组件，2为气缸，3为活塞，4为曲轴组件，5为节气门凸轮组件，6为带传动机构，8为微型减速直流电机，11为左侧板，11a为左侧板横板，11b为左侧板竖板，12为右侧板，12a为右侧板横板，12b为右侧板竖板，13a为第一活塞通道固定板，13b为第二活塞通道固定板，130为活塞通道孔，14a为第一气门通道固定板，14b为第二气门通道固定板，140为气门通道孔，15为电池盒固定板，30为活塞连杆，41为主轴，42为曲轴，43为飞轮，51为节气门凸轮主轴，52为节气门凸轮，53为限位轮，54为同步齿轮，60为同步带，61为第一带轮，62为第二带轮，63为第三带轮，70为气门，71为第一气门组，72为第二气门组。

【具体实施方式】

下面将结合附图、通过对本发明的优选实施方式的描述，更加清楚、完整地阐述本发明的技术方案。

如图1所示，本发明首选实施方式的四缸发动机模型组件100，包括支架组件1、气缸2、活塞3、曲轴组件4、一对节气门凸轮组件5和带传动机构6。气缸2、活塞3、曲轴组件4、节气门凸轮组件5和带传动机构6均安装在支架组件1上。

如图2所示，支架组件1包括左侧板11、右侧板12、第一活塞通道固定板13a、第二活塞通道固定板13b、第一气门通道固定板14a、第二气门通道固定板14b。

左侧板11和右侧板12具有相同的构造，两者相对设置。具体地，左侧板11和右侧板12均为L形状，包括横板11a，12a和竖板11b，12b。第一活塞通道固定板13a、第二活塞通道固定板13b、第一气门通道固定板14a和第二气门通道固定板14b连接在左侧板的竖板11b和右侧板的竖板12b之间。其中，第一活塞通道固定板13a和第二活塞通道固定板13b上下布置；第一气门通道固定板14a和第二气门通道固定板14b位于第一活塞通道固定板13a和第二活塞通道固定板13b的上方，且并排布置，第一气门通道固定板14a和第二气门通道固定板14b的外侧向下倾斜，呈“八”字形状。

第一活塞通道固定板13a和第二活塞通道固定板13b上设有多个活塞通道孔130，用于安装气缸2。第一气门通道固定板14a和第二气门通道固定板14b上设有多个气门通道孔140，供气门通过。

左侧板的横板11a和右侧板的横板12a之间连接电池盒固定板15，该电池盒固定板15上固定安装电池(图未示)。

如图3和图4所示，气缸2设置在第一活塞通道固定板13a和第二活塞通道固定板13b之间。本申请涉及四缸发动机，因此有4个气缸，气缸2的上端和下端分别位于第一活塞通道固定板13a和第二活塞通道固定板13b的活塞通道孔130内。活塞3设置在气缸2的下端。

每个气缸2的上端设置两个气门70，这两个气门70分别向着气缸2两侧的上方延伸，形成倒“八”字形状。气缸2两侧的气门70构成第一气门组71和第二气门组72，第一气门组71和第二气门组72的气门的上端分别与第一气门通道固定板14a和第二气门通道固定板14b上的气门通道孔140一一对应，并穿过气门通道孔140。

如图5所示，曲轴组件4设置在活塞3的下方，其包括主轴41、曲轴42、飞轮43，曲轴42和飞轮43安装在主轴42上，飞轮43位于主轴42的一端。主轴42穿过左侧板11和右侧板12上的孔，从而将曲轴组件4支撑在左侧板11和右侧板12上。活塞3通过活塞连杆30与主轴41连接，从而可以带动曲轴组件4旋转。

一对节气门凸轮组件5并排布置，分别设置在第一气门通道固定板14a和第二气门通道固定板14b的上方。节气门凸轮组件5包括节气门凸轮主轴51、节气门凸轮52和限位轮53，节气门凸轮52和限位轮53安装在节气门凸轮主轴51上。节气门凸轮主轴51穿过左侧板11和右侧板12上的孔，从而将节气门凸轮组件5支撑在左侧板11和右侧板12上。限位轮53设置在节气门凸轮主轴51的两端，在装配状态下，限位轮53与左侧板11和右侧板12的内侧面相接触，用于限定节气门凸轮组件5的轴向位移。节气门凸轮52与气门70一一对应，在工作过程中，节气门凸轮52作用于气门70，用于推动气门70上下运动，实现开启和关闭。两个节气门凸轮主轴51的一端分别安装同步齿轮54，两个同步齿轮54相互啮合。

带传动机构6设置在支架组件1的一侧，用于在节气门凸轮组件5和曲轴组件4之间传递动力。具体地，带传动机构6包括同步带60、第一带轮61、第二带轮62和第三带轮63，同步带60同时与第一带轮61、第二带轮62和第三带轮63啮合。

第一带轮61与一对节气门凸轮组件5的其中之一的节气门凸轮主轴51同轴，位于节气门凸轮主轴51的一端，与同步齿轮54相对。第二带轮62与曲轴组件4的主轴41同轴，位于主轴41的一端，与飞轮43相对。第三带轮63位于第一带轮61的下方以及第二带轮62的一侧，因此，同步带在60装配状态下围成一个三角形。第三带轮63安装在右侧板12的横板12a上，与一个微型减速直流电机8的输出轴共轴，直流电机8设置在横板12a内侧，第三带轮63设置在横板12a的外侧。第三带轮63由直流电机8驱动以一个较低的速度旋转，直流电机8由电池固定板15上的电池提供电力。优选地，第三带轮63与第二带轮62处于同一水平线上。

本申请的四缸发动机模型利用微型减速直流电机8驱动带传动机构6运动，为发动机模型提供动力，带传动机构6带动曲轴组件4、节气门凸轮组件5运动，从而使得气缸2和活塞3运动，活塞3的运动又带动曲轴组件4转动，由此形成发动机模型的循环运动。

本申请的四缸发动机模型的支架组件1的均采用透明材质制成，气缸2的壳体也采用透明材料制成，模型组件100的其他零件也可以采用透明材料制成，便于学生们从外部直观地观察发动机内各个运动组之间的连接方式和运动关联性，帮助学生理解和掌握发动机的相关知识，有助于教学工作的开展。

上文所描述以及附图所示的各种具体实施方式仅用于说明本发明，并非本发明的全部。在本发明的基本技术思想的范畴内，相关技术领域的普通技术人员针对本发明所进行的任何形式的变更均在本发明的保护范围之内。