Устройство для демонстрации двигателя внутреннего сгорания на кодоскопе Советский патент 1992 года по МПК G09B25/02 

Изобретение относится к демонстрационным приборам и наглядным пособиям для применения в учебном процессе, в частности при изучении курса теории механизмов и машин и других дисциплин.

Известны устройства различных конструкций механизмов двигателя, а также устройства, выполненные в виде моделей.

Известное устройство имеет существенные признаки, сходные с заявляемым объектом: наличие кривошипа, шатуна и ползуна. Однако конструкция устройства не позволяет продемонстрировать его с помощью кодоско- па в большой аудитории. Наглядность при использовании прибора недостаточна.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для демонстрации работы плоских механизмов, например, двигателя

внутреннего сгорания с.помощью кодоско- па. Устройство имеет корпус в виде трех пластин и прокладок из прозрачного органического стекла, причем в пространстве между средней и одной наружной пластинами расположен приводной диск, сегмент которого выступает за их пределы для обеспечения привода механизма, а между средней и второй наружной пластинами расположена модель плоского механизма, состоящая из модели шатуна, кривошипа, поршня и камеры сгорания. Входное звено механизма (кривошип) закреплено на оси приводного диска. Устройство дает возможность при помощи кодоскопа проектировать на экран и наблюдать за движением цветных звеньев плоского механизма, помещенного в устройстве. Наглядность при использовании устройства повышается.

Х|

00

ю

СП

Однако резервы демонстрационных возможностей устройства далеко не исчерпаны. В частности, устройство не позволяет наглядно демонстрировать такты работы двигателя и состояние рабочего тела (впуск, сжатие, рабочий ход, выхлоп). Это в значительной степени снижает эффективность использования устройства в учебном процессе.

Целью изобретения является расширение демонстрационных возможностей устройства и 1Т6вышение наглядности путем показа тактов работы и состояния рабочего тела (топливной смеси) двигателя.

Указанная цель достигается тем, что устройство для демонстрации двигателя внутреннего сгорания на кодоскопе, содержащее корпус из прозрачного материала в виде трех пластин, разделенных прокладками, модели шатуна, кривошипа, поршня, камеры сгорания и приводной диск, выступающий за пределы корпуса, дополнительно снабжено расположенным в одной плоскости с приводным диском под камерой сгорания подвижным храповым диском, кинематически связанным с приводным диском посредством установленной сбоку подпружиненной тяги, взаимодействующей одним концом с двумя диаметрально смонтированными на приводном диске роликами, а другим концом - с зубьями храпового диска, при этом на храповом диске смонтирована пластина с аппликациями тактов двигателя и состояния рабочего тела, причем аппликации расположены на храповом диске радиально с возможностью попеременного размещения в прорези камеры сгорания в течение одного такта работы устройства.

Сравнение предлагаемого изобретения с устройством-прототипом позволило установить его отличительные признаки:

устройство дополнительно снабжено храповым диском со смонтированными на нем аппликациями циклов двигателя и состояния рабочего тела;

храповой диск кинематически связан с прив одным диском посредством подпружиненной тяги;

приводной диск снабжен двумя диаметрально расположенными роликами;

аппликации4 расположены на храповом диске радиально с возможностью попеременного размещения в прорези камеры сгорания в течение одного такта работы устройства.

Эти признаки позволяют:

при работе механизма демонстрировать путем показа аппликаций такты работы двигателя и состояние рабочего тела, что

обеспечивается при вращении храпового диска с аппликациями;

демонстрационные возможности прибора расширяются, наглядность повышается;

связать с приводным диском, а, следовательно, и с поршнем храповой диск и привести его в движение при перемещении приводного диска, при этом определенно0 му положению приводного диска и поршня соответствует определенное положение храпового диска и аппликации, показывающей соответствующий такт работы двигателя, что позволяет продемонстрировать

5 определенный такт работы устройства с одновременным художественным показом состояния рабочего тела в камере сгорания, что повышает наглядность изображения на экране;

0 обеспечить воздействие приводного диска через тягу на храповой диск и смену аппликаций, соответствующих определенному такту двигателя;

обеспечить наглядное изображение со5 стояния рабочего тела во всех четырех тактах работы двигателя путем попеременного размещения аппликаций в прорези камеры сгорания, что позволяет наглядно показать на экране все четыре такта работы двигателя,

0 На фиг. 1, 2 представлен общий вид устройства и поперечные разрезы А-А, Б-Б; на фиг. 3 представлены аппликации с условным изображением состояния рабочего тела и названиями тактов; на фиг. 4

5 представлена схема работы устройства в различных тактах.

Устройство состоит из прозрачного корпуса 1, нижней пластины 2, верхней пластины 3 и прокладок 4, связанных между собой

0 винтами 5. Между пластинами 2 и 3 смонтирован на осях приводной диск 6, модели кривошипа 7 (вделан в диск), шатуна 8, поршня 9 и пластина 10 с прорезью камеры сгорания 11. Приводной диск 6 выступает

5 за пределы корпуса для обеспечения возможности его вращения вручную или с помощью фрикционной передачи от микродвигателя.

В одной плоскости с приводным дис0 ком под камерой сгорания на оси смонтирован подвижный храповой диск 12, на котором смонтирована пластина 13с аппликациями, изображающими различные такты работы двигателя (фиг. 2).

5 Храповой диск и приводной диск кинематически связаны между собой тягой 14. Тяга 14 установлена сбоку от дисков в подшипниках 15, подпружинена пружиной 16 и верхним концом взаимодействуете зубьями храпового диска, а нижним концом-с роликами 17, установленными на ободе приводного диска. Ролики установлены на диске диаметрально противоположно, угол между ними равен 180°, что соответствует углу одного такта.

Храповой диск и тяга закрыты непрозрачной пластиной 18 для того,чтобы не отвлекать внимание учащихся от работы самого двигателя внутреннего сгорания.

На верхнем конце тяги смонтирован упор 19, служащий для перемещения храпового диска. При движении тяги вниз упор свободно поднимается вверх, чем обеспечивается свободный вывод тяги из зацепления с зубом храпового диска.

Аппликации на храповом диске смонтированы радиально. Угол между аппликациями 45°. На диске смонтировано 2 комплекта аппликаций (в один комплект входит 4 аппликации Впуск. Сжатие, Рабочий ход, Выхлоп). Аппликации используются при работе устройства попеременно в указанной последовательности. Цвет аппликаций различный. Такт Впуск - желтого цвета, такт Сжатие - оранжевого, такт Рабочий ход - красного, такт Выхлоп - голубого.

Устройство работает следующим образом.

Для передачи изображения работы двигателя внутреннего сгорания на экран устройство кладут на стол кодоскопа, регулируют положение зеркала и добиваются четкого изображения механизма.

Затем вручную или с помощью привода начинают вращать приводной диск 6 за выступающую за пределы корпуса часть, Кривошип 7, вращаясь вместе с диском, воздействует на шатун 8, который в свою очередь перемещает поршень 9 в камере сгорания 11.

Храповой диск 12 первоначально установлен в таком положении, чтобы одна из его аппликаций 13 такта Впуск была совмещена с прорезью камеры сгорания. При движении поршня 9 вниз демонстрируется такт Впуск с обеспечением имитации всасывающейся через клапан топливной смеси (фиг. 3). После того, как кривошип 7 произвел поворот, близкий к 180°, один из роликов 17 (на фиг. 3-черный ролик) воздействует на тягу 14 и перемещает ее в сторону храпового диска 12. Тяга своим концом воздействует на зуб храпового диска и поворачивает его на 45°. Аппликация Впуск в камере сгорания меняется на аппликацию Сжатие. После выхода ролика 17 из зацепления с тягой 14 последняя под действием пружины 16 возвращается в исходное положение.

Поршень 9 в это время подается вверх и имитируется такт Сжатие с показом состояния рабочего тела в камере сгорания. Перед окончанием такта Сжатие ролик 17 5 (на фиг. 3 - белый ролик) воздействует на тягу 14 и аналогично вышеописанному производится смена аппликации Сжатие на аппликацию Рабочий ход. Дальнейшая работа устройства производится аналогично.

0 Таким образом, при работе устройства обеспечивается демонстрация на экране с помощью кодоскопа работа двигателя внутреннего сгорания, перемещение и взаимодействие всех его элементов. Кроме того.

5 демонстрируются все четыре такта работы двигателя и осуществляется показ рабочего тела в камере сгорания и названий рабочих тактов двигателя. Показ осуществляется в цветном изображении с обеспечением эф0 фективной наглядности. Демонстрационные возможности устройства значительно расширяются. Положительный эффект обеспечивается за счет наличия в устройстве храпового диска с аппликациями, тяги и ро5 ликов на приводном диске.

По сравнению с прототипом предложенное устройство обладает следующими преимуществами:

обеспечивает наглядный показ тактов

0 работы двигателя;

обеспечивает имитацию и показ состояния рабочего тела в тактах;

позволяет обеспечить показ тактов и состояния рабочего тела в цветном изображе5 нии с демонстрацией названий тактов;

обладает большими демонстрационными возможностями и большей наглядностью;

обеспечивает увеличение усвояемости

0 и запоминаемости учебного материала, способствует улучшению качества обучения.

Устройство найдет применение в школах, ПТУ, техникумах, институтах как техническое средство обучения при изучении

5 курса физики, теоретической механики, теории механизмов и машин, двигателей внутреннего сгорания и т.д.

Формула изобретения 0 Устройство для демонстрации двигателя внутреннего сгорания на кодсскопе, содержащее корпус из прозрачного материала в виде пластин, разделенных прокладками, модели шатуна, кривошипа, 5 поршня, камеры сгорания и приводной диск, выступающий за пределы корпуса, отличающееся тем. что, с целью расширения демонстрационных возможностей устройства и повышение наглядности путем показа тактов работы и состояния рабочего тела двигателя, устройство дополнительно снабжено расположенным в одной плоскости с приводным диском под камерой сгорания подвижным храповым диском, кинематически связанным с приводным диском посредством установленной сбоку подпружиненной тяги, взаимодействующей одним концом с двумя диаметрально смонтированными на приводном диске роликами, а другим концом - с зубьями храпового диска, при этом на храповом диске смонтирована пластина с аппликациями тактов двигателя и состояния рабочего тела, причем, аппликации расположены на храповом диске радиально с возможностью попеременного размещения в прорези камеры сгорания в течение одного такта работы устройства.

Использование: изобретение относится к учебно-наглядным пособиям, позволяет расширить демонстрационные возможности устройства и повысить наглядность путем показа тактов и состояния рабочего тела двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что устройство дополнительно снабжено расположенным в одной плоскости с приводным диском под камерой сгорания подвижным храповым диском, кинематически связанным с приводным диском посредством подпружиненной тяги, взаимодействующей одним концом с двумя диаметрально смонтированными на приводном диске роликами, а другим концом - с зубьями храпового диска, при этом на храповом диске смонтирована пластина с аппликациями тактов двигателя и состояния рабочего тела, причем аппликации расположены на храповом диске радиально с возможностью попеременного размещения в прорези камеры сгорания в течение одного такта работы устройства. 4 ил.

г V ,tf,rr,,г/. г п±г У т . г.

Т-ГПЕ

I

4 W &

Т-ГПЕ

чггш1з

I

1НЖЖДП

;-ljpЈlAlJЈl J-Ј

AT

rr,,г/. г п±г У т

Т-ГПЕ

чггш1з

I

1НЖЖДП

м

Фи&1

Рс/г2

/31

Ml

5-6

РиьЗ