《汽油机工作原理》模拟实验的设计与实现

湖南师范大学网络中心 易和平

《汽油机工作原理》模拟实验的设计与实现

湖南师范大学网络中心 易和平

Flash矢量动画不仅兼容性好、占用空间小，而且任意缩放也不会失真，已被广泛用于网络和CAI课件开发中。本文介绍了利用Adobe Flash Professional CS5开发汽油机四冲程的循环工作过程，并可慢动作和分步演示，使学生对汽油机工作原理有较清楚认识，动画形象、直观地再现了真实的实验环境。该课件不仅解决了教学难点，也激发了学生的学习兴趣。

Flash；汽油机工作原理；CAI课件

四冲程汽油机的工作分为吸气、压缩、做功和排气4个阶段，运动过程复杂，若不借助计算机来进行模拟，学生是很难理解四冲程的真实内涵及相关部件运动规律的，Flash动画来模拟可起到事半功倍的教学效果。

一、动画界面

效果如图1所示。

二、创作说明

本动画主要演示汽油机四冲程的工作过程。通过按钮切换，四冲程可连续、慢动作和分步演示。该动画的制作较复杂，创建的元件较多。用到的Action Script函数主要有：setProperty()、tellTarget()、gotoAndPlay()、play()、stop()等。

三、制作过程

第一步：设置电影属性。

按Ctrl+M键，打开电影属性对话框，设置屏幕大小为600x400px，背景颜色为FFCCCC.

第二步：创建按钮元件。

本动画需制作的按钮元件有：

“部件名称”、“连续运转”、“停止”、“慢镜头”及各冲程独立运行的“1”“2”“3”“4”等共计8个按钮。按钮的制作比较简单，在此不作说明。

第三步：创建图形元件。

为了便于设计和修改，本动画中的图形元件较多，如图2所示。其中元件b、c、d、e、f、g供后面的影片剪辑制作中部件的平动和转动之用，元件a、i、j、k(也可以不转换为元件)主要是便于修改，再一个就是因要重复使用，用元件表示可减小动画的容量。

(注意：元件i、j、k必须与汽缸形状的上部分相吻合)

第四步：创建影片剪辑。

本动画共有4个影片剪辑，分别是：

1.四冲程：四个冲程连续运行：曲轴带动连杆运转，连杆再带动活塞上下运动，同时气门杆在气门曲轴带动下压缩或拉伸弹簧、打开或关闭气门等，每进入一个冲程，便出现该冲程名称和说明。具体设计如图3所示。共有15个图层，从元件库中将各图形元件分别拖入对应图层舞台中，按图示位置排列好，然后按时间轴上的说明设置好各图层动画。图中所示的各关键帧动画均为“创建补间动画”，气体和箭头的推进方向用遮罩层来实现。特别注意：对于动画中的转动对象，如：曲轴、连杆，必须在设置动画之前将其中心移动到转动轴位置，否则除了转动外还会有进动。

2.慢镜头：与上述的“四冲程”效果相当，只是运行速度变为1/3。在具体制作时，不必重复上面的“四冲程”步骤，而是采用复制元件的方法。将复制后的影片剪辑命名为“慢镜头”，然后将每一图层各关键帧之间的间隔均扩大到3倍，个别图层可根据实际情况进行微调。

3.分步演示：与“慢镜头”影片剪辑效果相当，只是四个冲程可通过按钮切换单独运行，便于学生反复重点看清每个冲程的工作过程。制作方法为：

表1

图1 效果图

图2 图形元件

图3 “四冲程”影片剪辑元件的制作

图4 部件名称影片剪辑元件的制作

图5 舞台布置

图6

图7

图8

图9

图10

图11

（1）复制“慢镜头”影片剪辑，复制后的影片剪辑命名为“分步演示”。

（2）在“吸气冲程”、“压缩冲程”、“做功冲程”、“排气冲程”结束的最后一帧处都插入一关键帧，在此关键帧处输入的程序代码为：stop()，使动画运行到此便自动停止。

4.部件名称：主要说明汽油机各主要部件的名称。在制作该影片剪辑时，特别注意各标记线及文字位置要与设备部件位置相吻合。具体方法可参考以下步骤：

在图库中双击打开“四冲程”影片剪辑，锁定各图层，在最上层添加一新图层，在新图层的第5帧处（当然也可在其他帧处，此时各部件位置如图4a所示）按F6插入关键帧，在舞台中借助底图标出各部件对应名称（图b），然后选定该关键帧内的所有内容将其转换为影片剪辑（选定对象后按F8键），并命名为“部件名称”。转换为影片剪辑后，将该新建图层删除。

第五步：创建舞台。

将各影片剪辑和按钮元件拖入各图层的对应舞台中，注意放置各影片剪辑时要特别注意“四冲程”、“慢镜头”、“分步演示”要相互重合，“部件名称”影片剪辑要与各部件位置吻合。如图5所示。

第六步：编写ActionScript程序。

为了使ActionScript程序能有效控制动画，在编写ActionScript程序前，各影片剪辑必须添加一个实例名，如表1。

1.Action图层程序代码如图6所示。

2.“部件名称”按钮程序代码如图7所示。

3.“连续运转”按钮程序代码如图8所示。

4.“停止”按钮程序代码如图9所示。

5.“慢镜头”按钮程序代码如图10所示。

6.分步演示按钮“1”程序代码如图11所示。

分步演示按钮“2”、“3”、“4”的程序代码与按钮“1”基本相同，只须将按钮“1”中的gotoAndPlay(1)依次改为每一冲程的开始帧，即：gotoAndPlay(60)、gotoAndPlay(120)、gotoAndPlay(180)，即可。

第七步：按Ctrl+Enter组合键，测试影片。

易和平（1966—），男，湖南宁乡人，硕士研究生，工程师，现供职于湖南师范大学网络中心。