Soạn giáo án công nghệ cơ khí 11 kết nối tri thức Bài 19: Các cơ cấu trong động cơ đốt trong

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Nhiệm vụ 1.Tìm hiểu về cấu tạo chung cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh cơ cấu trục khuỷu thanh truyền (hình 19.2) cho HS quan sát, yêu cầu HS kết hợp nghiên cứu SGK và trả lời câu hỏi:

+ Nêu các chi tiết chính và chuyển động của các chi tiết trong cơ cấu trục khuỷu thanh truyền khi động cơ làm việc.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, nghiên cứu SGK và thực hiện nhiệm vụ trong hộp chức năng Khám phá (SGK – tr93)

Quan sát hình 19.2 và cho biết thanh truyền được kết nối với pít-tông và trục khuỷu như thế nào?

- GV tổng kết về cấu tạo chung cơ cấu trục khuỷu thanh truyền.

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

+ Pít-tông lắp với một đầu (đầu nhỏ) của thanh truyền bằng chốt pít-tông, đầu còn lại (đầu to) của thanh truyền lắp với chốt khuỷu của trục khuỷu để truyền lực từ pít-tông đến trục khuỷu và ngược lại.

- 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 cấu tạo chung cơ cấu trục khuỷu thanh truyền.

- GV chuyển sang hoạt động mới.

I. CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN

- Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền trong động cơ đốt trong gồm các chi tiết chính: pít-tông, thanh truyền, trục khuỷu, bánh đà.

- Khi động cơ làm việc, pít-tông chuyển động tịnh tiến truyền lực cho thanh truyền và làm trục khuỷu quay.

Nhiệm vụ 2. Tìm hiểu về pít-tông

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh cấu tạo pít-tông (hình 19.3) cho HS quan sát, yêu cầu HS kết hợp nghiên cứu SGK và trả lời câu hỏi:

+ Nêu nhiệm vụ và cấu tạo của pít-tông.

- GV nêu nhiệm vụ và cấu tạo của pít-tông, chú ý nhấn mạnh vai trò nhiệm vụ của từng phần của pít-tông.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và thực hiện nhiệm vụ trong hộp chức năng Kết nối năng lực (SGK – tr94)

Em hãy tìm hiểu và cho biết nhiệm vụ của xéc măng. Có mấy loại xéc măng? Đó là những loại nào?

- GV tổng kết tìm hiểu về pít-tông.

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

+ Xéc măng có nhiệm vụ bao kín buồng cháy. 

+ Có 2 loại xéc măng, gồm xéc măng khí và xéc măng dầu. Trong đó xéc măng khí ngăn không cho khí cháy lọt từ buồng chảy xuống các te, còn xéc măng dầu ngăn không cho dầu bôi trơn từ các te lọt vào buồng cháy. 

+ Ngoài ra xéc măng khí còn giúp tản nhiệt từ đỉnh pít-tông để làm mát đỉnh pít-tông tránh hiện tượng giãn nở quá nhiệt gây bó kẹt giữa pít-tông và xilanh.

- 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 pít-tông.

- GV chuyển sang hoạt động mới.

1. Pít-tông

- Pít-tông cùng với xi lanh và nắp máy tạo thành không gian làm việc; pít-tông nhận lực đẩy của khí cháy truyền cho trục khuỷu trong kì nổ và nhận lực từ trục khuỷu trong các kì nạp, nén và thải.

- Pít-tông có cấu tạo gồm 3 phần chính là đỉnh, đầu và thân.

+ Đỉnh pít-tông là nơi trực tiếp nhận lực đẩy của khí cháy.

+ Đầu pít-tông có các rãnh để lắp xéc măng khí và xéc măng dầu.

+ Thân pít-tông có nhiệm vụ dẫn hướng cho pít-tông chuyển động trong xi lanh.

Nhiệm vụ 3. Tìm hiểu về thanh truyền.

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh cấu tạo thanh truyền (hình 19.4) cho HS quan sát, yêu cầu HS kết hợp nghiên cứu SGK và trả lời câu hỏi:

+ Nêu nhiệm vụ và cấu tạo thanh truyền.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và thực hiện nhiệm vụ trong hộp chức năng Kết nối năng lực (SGK – tr94)

Tưởng tượng cắt ngang thân thanh truyền, hãy vẽ tiết diện mặt cắt và giải thích về hình dáng của tiết diện đó.

- GV tổng kết tìm hiểu về thanh truyền.

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

+ Khi cắt ngang thanh truyền trên hình 19.4 sẽ cho tiết diện mặt cắt hình chữ I, với hình dáng này sẽ tăng tính cứng của thân thanh truyền.

- 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 thanh truyền.

- GV chuyển sang hoạt động mới. 

2. Thanh truyền

- Thanh truyền là chi tiết nối pít-tông và trục khuỷu, thực hiện truyền lực giữa các chi tiết đó.

- Thanh truyền có cấu tạo gồm đầu nhỏ, thân và đầu to:

+ Đầu nhỏ thanh truyền lắp với chốt pít-tông.

+ Thân thanh truyền nối đầu nhỏ với đầu to.

+ Đầu to thanh truyền lắp với chốt khuỷu của trục khuỷu.

Nhiệm vụ 4. Tìm hiểu về trục khuỷu

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh cấu tạo trục khuỷu (hình 19.6) cho HS quan sát, yêu cầu HS kết hợp nghiên cứu SGK và trả lời câu hỏi:

+ Nêu nhiệm vụ và cấu tạo trục khuỷu.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và thực hiện nhiệm vụ trong hộp chức năng Khám phá (SGK – tr95)

Quan sát và cho biết trục khuỷu trên hình 19.5 dùng cho động cơ có bao nhiêu xi lanh? Nêu nhận xét về vị trí giữa các cổ khuỷu với chốt khuỷu.

- GV yêu cầu HS tìm hiểu nội dung trong hộp Thông tin bổ sung (SGK – tr95).

- GV tổng kết tìm hiểu về thanh truyền.

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

+ Trục khuỷu trên hình 19.5 sử dụng cho động cơ 4 xi lanh, vì trên đó có 4 chốt khuỷu, vị trí để lắp đầu to thanh truyền.

+ Giữa các cổ khuỷu sẽ có một chốt khuỷu và hai má khuỷu. Trong đó chốt khuỷu để lắp đầu to thanh truyền, còn má khuỷu kết nối giữa cổ khuỷu với chốt khuỷu.

- 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 trục khuỷu.

- GV chuyển sang hoạt động mới. 

3. Trục khuỷu

- Trục khuỷu nhận lực từ thanh truyền và tạo ra mô men quay để truyền đến các máy công tác.

- Cấu tạo trục khuỷu gồm đầu trục, cổ khuỷu, chốt khuỷu, má khuỷu, đối trọng, đuôi trục:

+ Đầu trục dẫn động một số cơ cấu và hệ thống của động cơ.

+ Cổ khuỷu là trục quay của trục khuỷu. 

+ Chốt khuỷu là nơi lắp đầu to thanh truyền. 

+ Má khuỷu là phần nối giữa cổ khuỷu và chốt khuỷu. 

+ Đối trọng là phần gắn liền với má khuỷu hoặc ghép với má khuỷu bằng bu lông nhằm cân bằng chuyển động của động cơ. 

+ Đuôi trục lắp với bánh đà và cơ cấu truyền lực tới máy công tác.

Nhiệm vụ 5. Tìm hiểu bánh đà

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:

+ Nêu vai trò và đặc điểm cấu tạo của bánh đà.

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.

- 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 bánh đà.

- GV chuyển sang hoạt động mới. 

4. Bánh đà

- Bánh đà có vai trò giữ cho độ không đồng đều của động cơ nằm trong giới hạn cho phép.

- Bánh đà là nơi lắp các chi tiết của cơ cấu khởi động.

- Bánh đà thường có kết cấu như dạng đĩa, dạng vành, dạng chậu hoặc dạng vành có nan hoa.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV nêu nhiệm vụ của cơ cấu phân phối khí và phân loại cơ cấu phối khí gồm hai loại chính.

- GV chiếu hình ảnh sơ đồ cấu tạo của cơ cấu phối khí dùng xu páp treo (hình 19.6) cho HS quan sát, yêu cầu HS kết hợp với nghiên cứu SGK và trả lời các câu hỏi sau:

+ Trình bày nguyên lí làm việc của cơ cấu phối khí xu páp treo.

+ Khám phá (SGK – tr96): Quan sát hình 19.6 và cho biết: Khi đũa đẩy chuyển động theo chiều đi lên (theo chiều mũi tên) thì xu páp và pít tông chuyển động theo chiều đi lên hay đi xuống.

- GV tổng kết về nội dung cơ cấu phối khí.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và thực hiện hộp chức năng Luyện tập (SGK – tr97)

Dựa vào nguyên lí của cơ cấu phối khí dùng xu páp treo, em hãy trình bày nguyên lí của cơ cấu pha phối khí dùng xu páp đặt.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và thực hiện nhiệm vụ trong hộp chức năng Kết nối năng lực (SGK – tr97)

Em hãy tìm hiểu và cho biết thêm những cách dẫn động trục cam từ trục khuỷu khác.

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

+ Khi đũa đẩy chuyển động đi lên thì xu páp sẽ chuyển động đi xuống (mở xu páp) và pít-tông chuyển động đi xuống.

*Luyện tập

+ Trục khuỷu quay sau đó nhờ cặp bánh răng tác động làm trục cam quay, cam tác động vào con đội, con đội tác động vào đũa đẩy, đũa đẩy tác động vào cò mổ, cò mổ tác động vào xu páp. Sau đó nhờ lò xo xu páp mà cửa nạp (thải) được đóng mở.

*Kết nối năng lực

+ Hiện nay thường có ba cách dẫn động trục cam từ trục khuỷu, gồm: dẫn động bằng dây đai răng, dẫn động bằng xích, dẫn động bằng bánh răng.

- 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 cơ cấu phối khí.

- GV chuyển sang hoạt động mới. 

II. CƠ CẤU PHỐI KHÍ

1. Nhiệm vụ và phân loại

- Nhiệm vụ của cơ cấu phân phối khí là đóng – mở các cửa nạp và cửa thảo đúng thời điểm để động cơ thực hiện quá trình nạp khí mới vào xi lanh và thảo khí đã cháy từ xi lanh ra ngoài.

- Phân loại cơ cấu phối khí gồm hai loại chính: cơ cấu phối khí dùng van trượt và cơ cấu phối khí dùng xu páp.

2. Cấu tạo và nguyên lí của cơ cấu phối khí dùng xu páp

- Cơ cấu phối khí xu páp treo: Xu páp đặt trên nắp máy và được dẫn động bởi cam phối khí thông qua con đội, đũa đẩy và cần mở. Trục cam đặt trong thân máy, máy được dẫn động từ trục khuỷu thông qua bộ truyền xích.

- Đối với cơ cấu phối khí dùng xu páp treo, khi động cơ làm việc, trục khuỷu quay kéo trục cam quay, làm đóng, mở các xu páp nạp và thải.

- Cơ cấu phối khí xu páp đặt: Xu páp được đặt trong thân máy nên con đội trực tiếp dẫn động xu páp mà không cần các chi tiết trung gian như đũa đẩy và cần mở.