Giáo án Công nghệ 11 bài 21: Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong

Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

Hoạt động 1: Đặt vấn đề

Mô tả hoạt động: tạo tâm thế học tập cho HS

Gợi ý:

Ở tiết trước, chúng ta mới tìm hiểu xong cấu tạo của ĐCĐT. Nó gồm rất nhiều chi tiết được lắp ráp với nhau và phần lớn đều thuộc 2 cơ cấu và 4 hệ thống chính. Vậy khi động cơ hoạt động, trạng thái của các chi tiết như thế nào ? Tại sao có tiếng nổ khi động cơ làm việc ? Nhiên liệu được tiêu thụ như thế nào?... Các em sẽ trả lời được các câu hỏi đó khi học xong bài 21 về nguyên lí làm việc của ĐCĐT.

Lắng nghe tạo tâm thế học tập.

Hoạt động 2: Tìm hiểu một số khái niệm cơ bản

Mô tả hoạt động: trong hoạt động này, GV cần làm rõ cho HS khái niệm điểm chết. Các khái niệm khác tương đối đơn giản và được thể hiện rõ trên các hình vẽ. Do đó, có thể dựa vào hình vẽ trong SGK để đàm thoại, sau đó GV tổng kết lại.

Gợi ý:

+ Yêu cầu HS quan sát hình 20.1 và trả lời câu hỏi: khi trục khuỷu quay, pit tông chuyển động như thế nào ?

+ Kết luận: pit tông sẽ chuyển động tịnh tiến trong xilanh.

- Trên hình 21.1 a, b có hai thuật ngữ (ĐCT và ĐCD), hãy quan sát và mô tả hai vị trí đó ?

+ Chốt lại kiến thức về điểm chết, ĐCT, ĐCD như nội dung trong SGK.

- Trên hình 21.1 có kí hiệu S (hành trình của pit tông), V_bc (thể tích buồng cháy), V_ct (thể tích công tác), V_tp (thể tích toàn phần), hãy mô tả và tính toán giá trị của các thông số đó. Biết rằng bán kính góc quay của trục khuỷu là R ?

+ Yêu cầu HS lên bảng mô tả về S, V_ct, V_bc, V_tp và tính toán các giá trị tương ứng.

+ Vẽ nhanh sơ đồ dưới đây lên bảng để minh họa cho HS về khái niệm chu trình làm việc của động cơ. GV giải thích: khi động cơ làm việc có 4 quá trình Nạp, nén, cháy – dãn nở và thải được lặp đi lặp lại. Bốn quá trình đó tạo thành một chu trình. Như vậy, sau khi thực hiện quá trình thải của chu trình trước sẽ lại đến quá trình nạp của chu trình sau:

+ Giải thích: kì là một phần của chu trình diễn ra trong một hành trình của pit tông (tương đương với trục khuỷu quay một góc 180⁰).

+ Chu trình được hoàn thành trong 2 kì, ta có động cơ 2 kì (tương đương với trục khuỷu quay một góc 360⁰); được hoang thành trong 4 kì ta có động cơ 4 kì (tương đương với trục khuỷu quay một góc 720⁰)

Quan sát và trả lới câu hỏi.

Lắng nghe, ghi chép tóm tắt.

Quan sát, mô tả về ĐC, ĐCT, ĐCD.

Lắng nghe, ghi chép tóm tắt.

Quan sát, tham khảo SGK để mô tả, tính toán các thông số.

Mô tả, trình bày khi được GV yêu cầu.

Quan sát, lắng nghe và ghi chép tóm tắt.

Lắng nghe, ghi chép tóm tắt.

Lắng nghe, ghi chép tóm tắt.

Hoạt động 3: tìm hiểu nguyên lí làm việc của Diezen 4 kì, động cơ Xăng 4 kì.

Mô tả hoạt động: với động cơ 4 kì, chu trình làm việc được thể hiện khá mạch lạc trên hình 21.2. Do vậy, hoạt động này HS có thể tự nghiên cứu nội dung trong SGK và thảo luận. GV sẽ chốt lại kiến thức.

Gợi ý:

+ Chia 2 nhóm HS ngồi cạnh nhau, mỗi nhóm sẽ nhận một trong các kí tự a, b, c hoặc d. Yêu cầu quan sát hình 21.2 SGK và trả lời các câu hỏi tương ứng với hình đã được phân công.

- Trục khuỷu quay theo chiều nào?

- Pit tông chuyển động lên hay xuống?

- Các xupap mở hay đóng?

- Thể tích toàn phần tăng hay giảm ? Áp suất bên trong xilanh giảm hay tăng?

- Bên trong xilanh chứa gì?

+ Chia lại thành các nhóm 4 HS sao cho trong mỗi nhóm đều có cả 4 hình a, b, c và d các HS đã chuẩn bị trước đó. Yêu cầu thảo luận và rình bày nguyên lí làm việc của động cơ Diezen 4 kì.

+ Một số nhóm phát biểu ý kiến, GV nhận xét, gợi ý câu trả lời và tổng kết về nguyên lí làm việc của động cơ Diezen 4 kì (có thể dùng mô hình về động cơ 4 kì minh họa về nguyên lí làm việc của động cơ).

+ Yêu cầu HS đọc nguyên lí làm việc của động cơ xăng 4 kì và so sánh với nguyên lí làm việc của động cơ Diezen 4 kì.

Lắng nghe, nhận nhiệm vụ.

Tham khảo trong SGK và trả lời các câu hỏi liên quan tới hình đã được phân công.

Di chuyển tạo nhóm mới, thảo luận và trả lời về nguyen lí làm việc của động cơ Diezen 4 kì.

Trình bày kết quả thảo luận, trả lời các câu hỏi của GV.

Tham khảo trong SGK, so sánh.

Hoạt động 4: Nguyên lí làm việc của động cơ 2 kì

Mô tả hoạt động: hoạt động này có thể được tiến hành tương tự như hoạt động trên (chia nhóm 2 lần) hoặc đàm thoại với cả lớp về nguyên lí làm việc trên hình 21.4 đã được phóng to. Cần chú ý là HS chưa biết cấu tạo của động cơ 2 kì. Do vậy, phần đầu của hoạt động này, GV nên giải thích kĩ về đặc điểm cấu tạo của động cơ trước khi dạy về nguyên lí.

Gợi ý:

- Hãy quan sát hình 21.3 SGK và cho biết, so với động cơ 4 kì, những bộ phận, chi tiết nào em chưa biết ?

+ Trên cơ sở câu trả lời của HS, GV giải thích và mô tả cho HS hiểu về các bộ phận, chi tiết đó (thường là cửa nạp khí vòa Cacte 4, cửa quét 9, cửa thải 3).

+ Giải thích rõ sự đóng mở các cửa đó được thực hiện nhờ chuyển động của pit tông (pit tông trở thành van trượt thực hiện đóng mở các cửa khí). Cũng cần kết luận với HS đây là động cơ 2 kì 3 cửa khí (cửa nạp nhiên liệu vào Cacte, cửa quét, cửa thải).

+ Phóng to hình 21. 4 và cho HS quan sát. Bắt đầu với từng hình, đàm thoại để HS hiểu được nguyên lí làm việc.

+ Cung cấp cho HS biết trước đó, trong xilanh động cơ đã xảy ra quá trình cháy – dãn nở, lực đẩy của khí cháy làm pit tông đang chuyển động xuống (hình 21.4 a). GV đặt câu hỏi: Ở vị trí của pit tông, trạng thái của các cửa khí như thế nào ? Nếu tiếp tục chuyển động xuống, trạng thái của các cửa khí ra sao ?

+ Trước tiên, cửa nạp 4 đóng lại. Cần nhấn mạnh cho HS biết khi đó, không gian Cacte được bao kín và có thể tích giảm dần khi pit tông tiếp tục chuyển động xuống, điều này làm áp suất trong Cacste tăng lên.

+ Tương tự phân tích và đàm thoại như vậy khi chuyển sang các hình b, c, d, e, g.

+ Sau khi HS đã hiểu được diễn biến hoạt động trong tất cả các hình, GV đặt câu hỏi: trong 6 hình thể hiện nguyên lí làm việc của động cơ 2 kì, những hình nào thể hiện kì thứ nhất, những hình nào thể hiện kì thứ hai ? Các quá trình xảy ra trong kì 1 và kì 2 như thế nào ?

+ Tổng kết lại chu trình làm việc của động cơ 2 kì. Cần nhấn mạnh quá trình nạp nhiên liệu vào xilanh được thực hiện qua 2 giai đoạn: giai đoạn 1 nhiên liệu được nạp và nén trong Cacte, giai đoạn 2 nhiên liệu có áp suất cao trong Cacte sẽ tràn vào xilanh khi cửa quét 9 mở. Quá trình thải được diễn ra liên tục khi cửa thải 3 mở.

Quan sát hình vẽ và trả lời câu hỏi.

Quan sát, lắng nghe và tìm hiểu về sự khác biệt về mặt cấu tạo giữa động cơ 2 kì và động cơ 4 kì.

Ghi chép tóm tắt.

Quan sát, tham gia đàm thoại với GV về nguyên lí làm việc của động cơ 2 kì.

Suy nghĩ và trả lời câu hỏi của GV.

Lắng nghe, ghi chép những ý chính.

Hoạt động 5: Nguyên lí làm việc của động cơ Diezen 2 kì

Mô tả hoạt động: chỉ có một vài sự khác biệt trong nguyên lí hoạt động của động cơ Diezen 2 kì. Có thể yêu cầu HS tham khảo SGK và phát biểu về những điểm khác nhau về nguyên lí hoạt động giữa động cơ xăng và động cơ Diezen.

Gợi ý:

Tham khảo nội dung trong SGK và giải thích sự khác biệt về nguyên lí hoạt động giữa động cơ Diezen 2 kì và động cơ xăng 2 kì.

Tham khảo SGK và trả lời câu hỏi của GV.

Hoạt động 6: tổng kết bài

Mô tả hoạt động: hoạt động này giúp HS tự phản ánh lại những nội dung đã đề cập trong bài học. Có thể đưa thêm những ví dụ minh họa trong thực tế để làm cho nội dung bài học thêm sinh động, có thể thiết kế bài học dưới dạng các trò chơi.

Gợi ý:

+ Trò chơi 1: GV tự thiết kế một ô chữ, nọi dung các ô là những từ liên quan tới nội dung bài học (điểm chết, ĐCD, ĐCT, V_tp). Ô chữ có thể được GV trực tiếp vẽ lên bảng, đàm thoại để HS trả lời, hoàn thành ô chữ.

+ Trò chơi 2: dành cho 2 HS. Một em được giao một tờ giấy, trong đó có liệt kê một số thuật ngữ có liên quan tới bài học (xupap, điểm chết, hỗn hợp nhiên liệu, cháy dãn nở) và được yêu cầu mô tả lại các thuật ngữ đó cho HS thứ 2 với điều kiện không được nhắc tới từ trong thuật ngữ đó. HS còn lại và cả lớp lắng nghe sự mô tả, đoán thuật ngữ đó.