一种用于四冲程柴油机工作原理学习的工具

1.本实用新型涉及学习工具技术领域，特别是涉及一种用于四冲程柴油机工作原理学习的工具。


背景技术：

2.在国内外的传统教材或柴油机说明书中，为了生动形象表述四冲程柴油机工作原理，将四个工作行程展示在一张图上，即所谓的定时圆图(参见图1)，通过进排气阀的启闭位置点等信息，以便学习者更好理解与学习四个工作行程之间的关系，对四冲程柴油机四个工作行程进行文字表述，以便清晰明了学习四冲程柴油机的工作原理。
3.如图1所示为教材中的定时圆图，从上止点(tdc-上止点，英文缩写)开始，活塞向下运动，柴油机进行膨胀做功。当活塞到下止点(bdc-下止点)前某点i时，排气阀开启，柴油机进行排气冲程，活塞通过下止点，排气阀保持开启持续到上止点后j点，排气阀关闭，排气冲程结束。柴油机在排气行程期间，活塞运动到下止点后向上止点方向运动，进气阀在活塞运动到上止点前位置k点开启，从k点到j点期间，进排气阀都处于开启状态，活塞通过上止点到达j点后，开始气缸中只有进气冲程，直到运动到下止点后l点。在进气冲程结束后，活塞继续向上开始压缩冲程，到达上止点后，再进行膨胀冲程，循环往复，柴油机连续工作。
4.在多缸四冲程柴油机运行过程中，由上文内容描述可知，当气缸内进行排气冲程和进气冲程时，由于在排气过程中排气阀在活塞运到到上止点后一定位置才关闭，在进气过程中进气阀在活塞运动到上止点前已打开，故可知当活塞运动到上止点附近的某一段时间，气缸的进、排气阀都处于开启状态，这个角度称为气阀重叠角。但是在教材中的定时圆图即图1中，在上止点与下止点附近进气过程与排气过程都有重叠部分，学习者很容易混淆认为在上止点与下止点都存在着气阀重叠角。另外，气阀重叠角存在于换气上止点，定时圆图中不能直接看出来。还有，定时圆图显示的四冲程柴油机的720度的一个工作循环，看上去不够直观，学习者经常容易犯错，混淆四冲程柴油机工作原理。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种用于四冲程柴油机工作原理学习的工具，以解决上述现有技术存在的问题，消除了学习者误认为在下止点与上止点都存在着气阀重叠角的问题，不仅完善了四冲程柴油机工作过程中四个工作行程正确的工作过程，也能使学习者更加掌握好四冲程柴油机工作原理，在实际教学和学习中取得了良好效果。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
7.本实用新型提供一种用于四冲程柴油机工作原理学习的工具，包括底板和指针，所述底板上表面设有圆形指示区域，所述圆形指示区域的外边缘线上依次设有第一上止点、第一下止点、第二上止点和第二下止点，所述第一上止点、所述第一下止点、所述第二上止点和所述第二下止点将所述圆形指示区域的外边缘线四等分，所述第一上止点表示膨胀起始-压缩停止点，所述圆形指示区域的外边缘线位于所述第一上止点和所述第一下止点
之间的部分上设有膨胀停止-排气起始点，所述圆形指示区域的外边缘线位于所述第一下止点和所述第二上止点之间的部分上设有进气起始点，所述圆形指示区域的外边缘线位于所述第二上止点和所述第二下止点之间的部分上设有排气停止点，所述圆形指示区域的外边缘线位于所述第二下止点和所述第一上止点之间的部分上设有进气停止-压缩起始点，所述第一上止点、所述第一下止点、所述第二上止点、所述第二下止点、所述膨胀停止-排气起始点、所述进气起始点、所述排气停止点和所述进气停止-压缩起始点均与所述圆形指示区域的圆心连接有划分线，各所述划分线将所述圆形指示区域划分为八个扇形区域，所述指针设置于所述底板上表面，所述指针一端转动连接于所述圆形指示区域的中心轴上，所述指针另一端指向所述圆形指示区域的外边缘线。
8.优选地，所述膨胀停止-排气起始点靠近所述第一上止点，所述进气起始点靠近所述第二上止点，所述排气停止点靠近所述第二上止点，所述进气停止-压缩起始点靠近所述第二下止点。
9.优选地，所述中心轴为连接所述底板和所述指针的螺钉。
10.优选地，所述底板为方形板，所述圆形指示区域的圆心位于所述底板上表面中心位置。
11.优选地，所述底板四周固定设有边框。
12.优选地，所述圆形指示区域外周的所述底板上表面设有分别表示柴油机四冲程的膨胀冲程指示箭头、排气冲程指示箭头、进气冲程指示箭头和压缩冲程指示箭头，所述膨胀冲程指示箭头由所述第一上止点指向所述膨胀停止-排气起始点，所述排气冲程指示箭头由所述膨胀停止-排气起始点指向所述排气停止点，所述进气冲程指示箭头由所述进气起始点指向所述进气停止-压缩起始点，所述压缩冲程指示箭头由所述进气停止-压缩起始点指向所述第一上止点。
13.优选地，所述底板上表面设有分别与所述膨胀冲程指示箭头、所述排气冲程指示箭头、所述进气冲程指示箭头和所述压缩冲程指示箭头相对应的四个冲程说明区域，各所述冲程说明区域内用于书写表示各冲程的文字说明。
14.优选地，所述底板下表面固定设有磁铁片，通过所述磁铁片的磁性吸附作用能够将所述底板固定于墙面上的铁磁性固定架上。
15.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
16.本实用新型提供一种用于四冲程柴油机工作原理学习的工具，指针从第一上止点开始转动并经过第一下止点至第二上止点表示活塞在上止点与下止点间往复运动一次，然后，指针再从第二上止点转动并经过第二下止点返回至第一上止点表示活塞在上止点与下止点间再次往复运动了一次，指针从第一下止点转动至膨胀停止-排气起始点表示膨胀冲程，指针从膨胀停止-排气起始点转动至排气停止点表示排气冲程，指针从进气起始点转动至进气停止-压缩起始点表示进气冲程，指针从进气停止-压缩起始点转回至第一上止点表示压缩冲程，将四冲程柴油机四个工作行程用一个圆形指示区域来表示，指针转动到不同位置，可迅速判断出柴油机运行在不同位置时所处的工作行程，使学习者更加容易理解四冲程柴油机工作原理，而且，在圆形指示区域中进气起始点和排气停止点之间的扇形区域为气阀重叠阶段，能够清楚地表明气阀重叠角只存在于上止点处，消除了学习者误认为在下止点与上止点同样存在着气阀重叠角的问题，不仅完善了四冲程柴油机工作过程中四个
工作行程正确的工作过程，也能使学习者更加掌握好四冲程柴油机工作原理，在实际教学和学习中取得了良好效果。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为表示四冲程柴油机工作原理的定时圆图；
19.图2为本实用新型提供的用于四冲程柴油机工作原理学习的工具的结构示意图；
20.图中：100-用于四冲程柴油机工作原理学习的工具、1-底板、2-指针、3-圆形指示区域、4-螺钉、5-边框、6-膨胀冲程指示箭头、7-排气冲程指示箭头、8-进气冲程指示箭头、9-压缩冲程指示箭头、10-冲程说明区域、a-第一上止点、b-第一下止点、c-第二上止点、d-第二下止点、e-膨胀停止-排气起始点、f-排气停止点、g-进气起始点、h-进气停止-压缩起始点。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.本实用新型的目的是提供一种用于四冲程柴油机工作原理学习的工具，以解决现有技术存在的问题，消除了学习者误认为在下止点与上止点同样存在着气阀重叠角的问题，不仅完善了四冲程柴油机工作过程中四个工作行程正确的工作过程，也能使学习者更加掌握好四冲程柴油机工作原理，在实际教学和学习中取得了良好效果。
23.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
24.如图2所示，本实施例提供一种用于四冲程柴油机工作原理学习的工具100，包括底板1和指针2，底板1上表面设有圆形指示区域3，圆形指示区域3的外边缘线上依次设有第一上止点a、第一下止点b、第二上止点c和第二下止点d，第一上止点a、第一下止点b、第二上止点c和第二下止点d将圆形指示区域3的外边缘线四等分，第一上止点a表示膨胀起始-压缩停止点，圆形指示区域3的外边缘线位于第一上止点a和第一下止点b之间的部分上设有膨胀停止-排气起始点e，圆形指示区域3的外边缘线位于第一下止点b和第二上止点c之间的部分上设有进气起始点g，圆形指示区域3的外边缘线位于第二上止点c和第二下止点d之间的部分上设有排气停止点f，圆形指示区域3的外边缘线位于第二下止点d和第一上止点a之间的部分上设有进气停止-压缩起始点h，第一上止点a、第一下止点b、第二上止点c、第二下止点d、膨胀停止-排气起始点e、进气起始点g、排气停止点f和进气停止-压缩起始点h均与圆形指示区域3的圆心连接有划分线，各划分线将圆形指示区域3划分为八个扇形区域，指针2设置于底板1上表面，指针2一端转动连接于圆形指示区域3的的中心轴上，指针2另一
端指向圆形指示区域3的外边缘线。
25.指针2箭头表示柴油机运行过程中活塞在气缸中的位置，转动指针2表示四冲程柴油机的工作循环。在四冲程柴油机运行过程中，气缸内通过压燃，活塞从发火第一上止点a(上止点)开始向第一下止点b(下止点)方向运动，运动到第一下止点b(下止点)前的膨胀停止-排气起始点e时排气阀打开，过程a-e为膨胀冲程；从膨胀停止-排气起始点e开始，排气过程开始，一直持续到活塞运行到第二上止点c(上止点)后的排气停止点f，排气过程结束，过程e-f为排气冲程；在气缸内进行排气冲程的同时，进气阀在气缸内活塞运动到第二上止点c(上止点)前的进气起始点g已开启，后排气阀保持开启一直到活塞运动到第二下止点d(下止点)后的进气停止-压缩起始点h才关闭，进气过程结束，过程g-h为进气冲程；从进气停止-压缩起始点h开始，压缩过程开始，一直持续到活塞运动到第一上止点a(上止点)，压缩过程结束，过程h-a为压缩冲程。用圆形指示区域3表示四冲程柴油机四个工作行程，指针2转动到不同位置，可迅速判断出柴油机运行在不同位置时所处的工作行程，使学习者更加容易理解四冲程柴油机工作原理，而且，在圆形指示区域3中进气起始点g和排气停止点f之间的扇形区域为气阀重叠阶段，能够清楚地表明气阀重叠角只存在于上止点处，消除了学习者误认为在下止点与上止点同样存在着气阀重叠角的问题，不仅完善了四冲程柴油机工作过程中四个工作行程正确的工作过程，也能使学习者更加掌握好四冲程柴油机工作原理，在实际教学和学习中取得了良好效果。
26.本实施例中，膨胀停止-排气起始点e靠近第一上止点a，进气起始点g靠近第二上止点c，排气停止点f靠近第二上止点c，进气停止-压缩起始点h靠近第二下止点d，与四冲程柴油机工作过程中四个工作行程相对应，更加准确的反应出四个工作行程起始和结束位置。
27.本实施例中，中心轴为连接底板1和指针2的螺钉4，通过螺钉4将指针2安装于底板1上，安装方便快捷。
28.本实施例中，底板1为方形板，圆形指示区域3的圆心位于底板1上表面中心位置，符合人们的视觉习惯，教学效果更好。
29.本实施例中，底板1四周固定设有边框5，能够对底板1进行保护，避免底板1边缘受损。
30.本实施例中，圆形指示区域3外周的底板1上表面设有分别表示柴油机四冲程的膨胀冲程指示箭头6、排气冲程指示箭头7、进气冲程指示箭头8和压缩冲程指示箭头9，膨胀冲程指示箭头6由第一上止点a指向膨胀停止-排气起始点e，排气冲程指示箭头7由膨胀停止-排气起始点e指向排气停止点f，进气冲程指示箭头8由进气起始点g指向进气停止-压缩起始点h，压缩冲程指示箭头9由进气停止-压缩起始点h指向第一上止点a。通过膨胀冲程指示箭头6、排气冲程指示箭头7、进气冲程指示箭头8和压缩冲程指示箭头9，能够更加直观的学习四冲程柴油机工作过程中四个工作行程，提高学习效果。
31.本实施例中，底板1上表面设有分别与膨胀冲程指示箭头6、排气冲程指示箭头7、进气冲程指示箭头8和压缩冲程指示箭头9相对应的四个冲程说明区域10，各冲程说明区域10内用于书写表示各冲程的文字说明，具体地，在与膨胀冲程指示箭头6对应的冲程说明区域10内可以书写膨胀，在与排气冲程指示箭头7对应的冲程说明区域10内可以书写排气，在与进气冲程指示箭头8对应的冲程说明区域10内可以书写进气，在与压缩冲程指示箭头9对
应的冲程说明区域10内可以书写压缩，从而便于学习者判断在指针2箭头指向不同位置时四冲程柴油机所处的工作行程，提高学习效果。
32.本实施例中，底板1下表面固定设有磁铁片，通过磁铁片的磁性吸附作用能够将底板1固定于墙面上的铁磁性固定架上，安装方便快捷，便于进行教学工作。
33.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。