Giáo án Công nghệ cơ khí 11 kết nối bài 20: Các hệ thống trong động cơ đốt trong

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, nghiên cứu SGK và trả lời câu hỏi sau:

+ Nêu nhiệm vụ và phân loại hệ thống bôi trơn.

- GV chiếu hình ảnh sơ đồ cấu tạo hệ thống bôi trơn cưỡng bức (hình 20.2) cho HS quan sát, nghiên cứu SGK và trả lời câu hỏi sau:

+ Nêu nguyên lí hoạt động của hệ thống bôi trơn cưỡng bức.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và thực hiện nhiệm vụ trong hộp chức năng Khám phá (SGK – tr100)

Quan sát hình 20.2 và thực hiện các nhiệm vụ:

+ Gọi tên các chi tiết, bộ phận từ (1) đến (14).

+ Dầu bôi trơn được đưa đến bề mặt của những chi tiết nào?

+ Bộ phận nào có chức năng làm sạch dầu, bộ phận nào làm mát dầu?

- GV tổng kết về nội dung hệ thống bôi trơn.

- GV yêu cầu HS thực hiện nhiệm vụ trong hộp chức năng Kết nối năng lực (SGK – tr100)

+ Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lí làm việc của hệ thống bôi trơn cưỡng bức, hãy liệt kê các nguyên nhân dẫn tới nhiệt độ dầu quá cao, áp suất dầu vượt quá giá trị cho phép.

+ Qua sách báo và internet em hãy cho biết tại sao và khi nào cần phải thay dầu bôi trơn cho động cơ đốt trong?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, thảo luận và trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời 1-2 HS trả lời câu hỏi

*Khám phá

+ Dầu bôi trơn được đưa đến bề mặt các chi tiết có chuyển động tương đối với nhau, như cổ trục khuỷu, chốt khuỷu, cổ trục cam của cơ cấu phối khí, các cặp bánh răng, các ổ trục và bạc,…

*Kết nối năng lực

+ Nguyên nhân dẫn tới nhiệt độ dầu quá cao: do dầu đi bôi trơn các bề mặt chi tiết, hấp thụ nhiệt từ chi tiết nên nhiệt độ dầu nóng lên

+ Áp suất dầu vượt quá giá trị cho phép: lượng dầu bơm vào đường ống liên tục, đường ống không thay đổi dẫn đến áp suất dầu tăng.

+ Phải thay dầu bôi trơn vì dầu bẩn, hiệu quả sử dụng giảm nên cần thay.

+ Phải thay dầu bôi trơn theo định kì tùy loại động cơ.

- Các nhóm khác theo dõi và bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức và kết luận về hệ thống bôi trơn.

- GV chuyển sang hoạt động mới.

I. HỆ THỐNG BÔI TRƠN

1. Nhiệm vụ và phân loại hệ thống bôi trơn

- Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ đưa dầu bôi trơn đến các bề mặt làm việc của các chi tiết để giảm ma sát và nhiệt độ giữa các chi tiết.

- Động cơ đốt trong sử dụng nhiều loại hệ thống bôi trơn khác nhau. Một số hệ thống bôi trơn thường gặp trên các động cơ thông thường gồm:

+ Bôi trơn bằng vung té.

+ Bôi trơn qua nhiên liệu.

+ Bôi trơn cưỡng bức.

2. Hệ thống bôi trơn cưỡng bức

- Khi hệ thống làm việc bình thường, dầu bôi trơn được bơm (3) hút từ các te (1) qua lưới lọc (2), sau đó đi qua bầu lọc số (6), qua van (7) đến đường dầu chính (10) và tiếp tục đến các đường dầu (11), (12), (13) để đến bôi trơn các bề mặt chi tiết, sau đó trở về các te.

- Nếu áp suất dầu ở trên các đường dầu vượt quá giá trị cho phép, van an toàn (4) mở để dầu quay về trước bơm (3) nhằm làm giảm áp suất lên các đường ống. Còn trong trường hợp bầu lọc (6) bị tắc, van an toàn (5) của bầu lọc sẽ mở dầu qua van (5) đề lên đường dầu chính.

- Nếu nhiệt độ dầu quá cao (khoảng 80 °C), van (7) đóng một phản, dầu đi qua két làm mát (8) và tại đây, dầu được làm mát rồi tiếp tục được đưa đến các đường dầu (10). (11) (12), (13) để bôi trơn bề mặt các chi tiết.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Nhiệm vụ 1. Tìm hiểu nguyên lí hệ thống làm mát bằng nước

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV nêu nhiệm vụ và phân loại hệ thống làm mát.

- GV nêu cấu tạo chung về hệ thống làm mát bằng nước.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, nghiên cứu SGK và thực hiện nhiệm vụ trong hộp chức năng Khám phá (SGK – tr101)

Quan sát hình 20.3 và thực hiện các nhiệm vụ:

+ Gọi tên, xác định vị trí các chi tiết, bộ phận từ (1) đến (11) của hệ thống làm mát.

+ Khi quạt gió (7) quay, gió được hút vào hay thổi ra.

+ Trên các đường ống dẫn nước, màu đỏ, màu xanh thể hiện điều gì?

- GV chiếu sơ đồ hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức (hình 20.3) cho HS quan sát, nghiên cứu SGK và trả lời câu hỏi:

+ Nêu nguyên lí hoạt động của hệ thống làm mát bằng nước.

- GV nêu nguyên lí làm việc của hệ thống làm mát bằng nước.

- GV yêu cầu HS đọc nội dung Thông tin bổ sung (SGK – tr102).

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, thảo luận và trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời 1-2 HS trả lời câu hỏi

*Khám phá

+ Nêu tên các chi tiết trong hệ thống làm mát.

+ Quạt gió (7) quay sẽ hút gió đi vào.

+ Trên đường ống dẫn nước, màu đỏ thể hiện nước có nhiệt độ cao, còn màu xanh có nhiệt độ thấp.

- Các nhóm khác theo dõi và bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức và kết luận về hệ thống làm mát bằng nước.

- GV chuyển sang hoạt động mới.

II. HỆ THỐNG LÀM MÁT

1. Nhiệm vụ và phân loại

- Hệ thống có nhiệm vụ giữ cho nhiệt độ của các chi tiết của động cơ không vượt quá giới hạn cho phép để đảm bảo điều kiện làm việc bình thường của động cơ đốt trong.

- Căn cứ vào môi chất làm mát, hệ thống làm mát được chia thành: hệ thống làm mát bằng nước và hệ thống làm mát bằng không khí.

2. Hệ thống làm mát bằng nước

a) Cấu tạo

- Nước được dùng làm môi chất trung gian tải nhiệt khỏi các chi tiết. Trong quá trình làm việc, tốc độ lưu động của nước chủ yếu do bơm quyết định.

b) Nguyên lí làm việc

- Khi động cơ đốt trong làm việc, nhiệt từ động cơ sẽ làm cho áo nước nóng dần lên. Nước làm mát có nhiệt độ thấp được bơm (10) hút từ bình chứa phía dưới két nước (5) qua các đường ống để làm mát các chi tiết.

- Khi nhiệt độ nước làm mát còn thấp (nhỏ hơn 80 °C), van hằng nhiệt (4) đóng đường thông với két (5), mở hoàn toàn đường thông với ống (8) để nước làm mát được chảy thẳng về bom và tiếp tục được bơm đầy vào động cơ. Điều này sẽ giúp nhiệt độ nước trong áo nước tăng nhanh, rút ngắn thời gian hâm nóng động cơ.

- Khi nhiệt độ nước làm mát đạt đến giới hạn (từ 80°C đến 90°C), van hằng nhiệt (4) mở cả hai đường thông với kết (5) và ống (8).

- Khi nhiệt độ nước làm mát vượt quá giới hạn (lớn hơn 90 °C), van hằng nhiệt (4) mở hoàn toàn đường thông với két nước (5), đường thông với ống (8) đóng.

- Nước nóng qua két (5) sẽ được làm mát nhờ quạt gió (7) hút không khí vào, sau đó nước làm mát sẽ được bơm (10) hút trở lại áo nước và tiếp tục vòng làm việc mới.

Nhiệm vụ 2. Tìm hiểu về hệ thống làm mát bằng không khí

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV nêu cấu tạo chung về hệ thống làm mát bằng không khí

- GV chiếu hình ảnh hệ thống làm mát bằng không khí (hình 20.4) cho HS quan sát, nghiên cứu SGK và trả lời câu hỏi:

+ Nêu nguyên lí hoạt động của hệ thống làm mát bằng không khí.

- GV nêu nguyên lí làm việc của hệ thống làm mát bằng không khí.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và thực hiện nhiệm vụ trong hộp chức năng Kết nối năng lực (SGK – tr102)

Em hãy tìm hiểu và cho biết có những loại nước mát nào được sử dụng. Tại sao người ta lại pha thêm chất phụ gia vào nước làm mát?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, thảo luận và trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời 1-2 HS trả lời câu hỏi

*Kết nối năng lực

+ Hiện nay có hai loại nước làm mát chính được sử dụng, gồm nước tinh khiết và nước có pha chất phụ gia.

+ Khi pha thêm chất phụ gia vào nước làm mát, các chất phụ gia sẽ làm tăng nhiệt dung riêng của nước làm mát, nhờ đó khả năng hấp thụ nhiệt và truyền tải nhiệt của nước làm mát được tăng lên, hiệu quả làm mát từ đó cũng tăng.

- Các nhóm khác theo dõi và bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức và kết luận về hệ thống làm mát bằng không khí.

- GV chuyển sang hoạt động mới.

3. Hệ thống làm mát bằng không khí

a) Cấu tạo

- Hệ thống gồm các cánh tản nhiệt được đúc bao ngoài xi lanh và nắp máy, ngoài ra ở một số động cơ tĩnh tại nhiều xi lanh, để tăng hiệu suất làm mát còn có quạt gió được dẫn động từ trục khuỷu và có các tấm hướng gió.

b) Nguyên lí làm việc

- Nhiệt từ các chi tiết khi động cơ làm việc sẽ được truyền tới các cánh tản nhiệt rồi tỏa ra không khí.

- Hệ thống có sử dụng quạt gió làm mát sẽ làm tăng lưu lượng gió để tăng hiệu quả làm mát. Các tấm hướng gió (3) có tác dụng phân phối không khí sao cho các xi lanh được làm mát đồng đều nhất.