Bài giảng môn học Công nghệ lớp 11 - Bài số 26: Hệ thống làm mát

Trương THPT Lý Nhân Giáo án: Bộ môn: Công nghệ lớp 11 Số tiết : 01 giáo án lí thuyết Bài số: 26 Tên bài: hệ thống làm mát. A. Mục tiêu Qua bài giảng HS phải. - Biết được nhiệm vụ, cấu tạo chung và nguyên lí làm việc của hệ thống làm mát. - Đọc được sơ đồ hệ thống làm mát bằng nước loại tuần hoàn cưỡng bức. - Có ý thức tìm hiểu và liên hệ bài học với thực tế. B. Chuẩn bị bài dạy 1.Chuẩn bị của gáo viên. a.Nội dung dạy học. - Nghiên cứu kỹ bài 26-SGK và lập kế hoạch bài giảng. - Tham khảo tài liệu có liên quan. b.Chuẩn bị phương tiện dạy học. - Tranh vẽ sách giáo khoa hình 26-1. - Thân xilanh và nắp máy động cơ xe máy (làm mát bằng không khím (nếu có)). - Phần mềm mô phỏng sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc của HTLM loại tuần hoàn cưỡng bức và phương tiện trình chiếu (nếu có). - Đề cương giáo án. 2. Chuẩn bị của học sinh. - Tìm hiểu nội dung bài 26 trong SGK. - Đồ dùng học tập. C. Tiến trình bài giản. 1. ổ định lớp 2. Kiểm tra bài cũ Câu hỏi: 1/ Nêu nhiệm vụ, phân loại hệ thông bôi trơn? 2/ Vẽ đường đi của dầu trong hệ thống bôi trơn cưỡng bức ở trường hợp làm việc bình thường? 3.Nội dung bài dạy: *Đặt vấn đề vào bài mới : Trong quá trình động cơ làm việc, khí cháy có nhiệt độ cao, trong khoảng 2000 đến 25000C nhưng không phải toàn bộ nhiệt lượng do khí cháy sinh ra đều được biến thành công có ích (cơ năng) mà có một phần truyền vào các chi tiết bao quanh buồng cháy của động cơ khiến động cơ bị nóng lên. Nhiệt độ động cơ cao quá sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng làm việc và độ bền của động cơ. Để ĐC làm việc bình thường và kéo dài tuổi thọ cho các chi tiết, động cơ cần phải có một bộ phận làm mát và bộ phận này được gọi là hệ thống làm mát.Chúng ta hãy nghiên cứu bài 26: “ hệ thống làm mát” *Nội dung tiết học: Hoạt động 1:Tìm hiểu nhiệm vụ và phân loại hệ thống làm mát. Hoạt động của GV và HS Nội dung + GV : Tại sao phải làm mát cho động cơ ? + HS : Trả lời câu hỏi.( Khi nhiệt độ của động cơ cao xẽ làm bó kẹt các chi tiết chuyển động, làm giảm công suất ĐC) + GV : Khi nhiệt độ của động cơ giảm có ảnh hưởng gì đến công suất của động cơ đốt trong không ? Tại sao ? + HS Trả lời câu hỏi GV đã đạt ra. + GV : Với động cơ đốt trong thì vùng nào càn được làm mát nhiều nhất ? + HS : Trả lời câu hỏi. - GV diễn giảng : Khi ĐC làm việc, các chi tiết của ĐC, nhất là các chi tiết trong buồng cháy có nhiệt độ rất cao,nhiệt độ đỉnh của pit tông có thể lên tới 6000C, nhiệt độ xupap thải lên tới 9000C, nhiệt độ các chi tiết cao có thể dẫn đến tác hại : - Giảm sức bền, độ cứng vững và tuổi thọ các chi tiết. - Bó kẹt giữa PT-XM, TK-bạc lót... - Kích nổ trong động cơ. Vì vậy trong ĐC phải có hệ thống làm mát để giữ cho nhiệt độ của các chi tiết không vượt quá giới hạn cho phép. + GV: Theo các em người ta thường dùng những cách nào để làm mát động cơ? Vậy có mấy cách phân loại hệ thống làm mát? + HS trả lời. - GV nên làm rõ: Đường truyền nhiệt từ chi tiết của động cơ tới không khí có thể là trực tiếp hoặc thông qua nước. Việc phân loại và tên gọi loại HTLM dựa vào chất (nước hoặc không khí) trực tiếp thu nhiệt từ các chi tiết cần làm mát của động cơ. I/ Nhiệm vụ và phân loại 1.Nhiệm vụ Hệ thống làm mát có nhiệm vụ giữ cho nhiệt độ của các chi tiết không vượt quá giới hạn cho phép. * Các chi tiết hoạt động ở nhiệt độ thích hợp để: + Duy trì độ bay hơi và khả năng bốc cháy của nhiên liệu, đảm bảo sự làm việc bình thường của pit-tông, xéc măng, xi lanh. + Giữ độ nhớt của dầu bôi trơn ở mức quy định, đảm bảo sự hoạt động bình thường của hệ thống bôi trơn. Tuy nhiên nếu nhiệt độ làm mát thấp quá, nhiệt độ của các chi tiết sẽ thấp dẫn đến hiện tượng nhiên liệu khó bay hơi và cháy không hết, tạo muội làm bó kẹt xec măng gây giảm công suất của động cơ. 2. Phân loại Theo chất làm mát, hệ thống được chia ra 2 loại: - Hệ thống làm mát bằng nước. - Hệ thống làm mát bằng không khí. Hoạt động 2:Tìm hiểu về cấu tạo của HTLM bằng nước loại tuần hoàn cưỡng bức. Hoạt động của GV và HS Nội dung Khi hướng dẫn HS tìm hiểu cấu tạo của hệ thống, để giúp HS hiểu được tại sao trong hệ thống lại phải có các bộ phận như trên hình 26.1, GV có thể vận dụng phép suy luận lôgic để dẫn dắt bằng lời giải thích kết hợp với đàm thoại nêu vấn đề. Chẳng hạn: +GV : Khi động cơ làm việc, khu vực nào chịu nhiệt độ cao nhất ? (Các chi tiết bao quanh khu vực buồng cháy chịu nhiệt độ cao nhất). + HS trả lời. + GV:Muốn làm mát cho khu vực này thì cần phải làm gì ? Có cần đưa nước làm mát vào đây không ? (Cần phải đưa nước làm mát vào khu vực nóng nhất này. GV giải thích thêm: để nước trực tiếp thu nhiệt từ các chi tiết cần làm mát của động cơ, cần phải cấu tạo các khoang chứa nước sát với các chi tiết đó và các khoang này được gọi là "áo nước"). Vậy: cấu tạo của HTLM bằng nước phải có áo nước. + HS Trả lời + GV:Nước trong áo nước sau khi thu nhiệt từ các chi tiết sẽ bị nóng lên nên bản thân nước lại cần được làm mát. Vậy phải làm mát nước bằng cách nào ? (Hệ thống phải cấu tạo bộ phận làm mát nước, bộ phận này được gọi là két làm mát). +HS: trả lời theo sự hướng dẫn của GV. Vậy: cấu tạo của HTLM bằng nước phải có két làm mát nước. +GV:Để đưa nước nóng từ áo nước đến két rồi đưa nước lạnh từ két về áo nước cần phải sử dụng bộ phận gì ? (Phải sử dụng bơm nước). Vậy: cấu tạo của HTLM bằng nước phải có bơm nước. + GV:Để két làm mát hoạt động tốt cần phải tăng lưu lượng không khí đi qua giàn ống của két. Vậy cần phải có thêm bộ phận gì ? (Phải có thêm quạt gió để tăng lượng không khí đi qua giàn ống của két khiến quá trình truyền nhiệt từ nước tới không khí diễn ra nhanh hơn). Vậy: cấu tạo của HTLM bằng nước phải có quạt gió. + GV: Giải thích: Động cơ chỉ làm việc tốt nhất khi nhiệt độ của các chi tiết ở trong một khoảng giá trị nhất định. Vì vậy nhiệt độ của nước làm mát ở áo nước cũng cần phải ở trong một khoảng giá trị nào đó. Người ta điều chỉnh nhiệt độ nước trong áo nước bằng cách điều chỉnh lượng nước đi qua két. Do vậy trên đường ống dẫn nước từ áo nước về két có cấu tạo một bộ phận để điều chỉnh lượng nước qua két làm mát. Bộ phận này có tác dụng điều tiết lượng nước từ áo nước về két hoặc quay ngay về áo nước một cách tự động được gọi là "van hằng nhiệt" hoặc "bộ ổn nhiệt". Vậy: cấu tạo của HTLM bằng nước phải có van hằng nhiêt. Đến đây có thể rút ra kết luận: HHTLM bằng nước loại tuần hoàn cưỡng bức phải có các bộ phận chính đã được nêu: II/ Hệ thống làm mát bằng nước loại tuần hoàn cưỡng bức. 1. Cấu tạo Hệ thống làm mát bằng nước được chia ra 3 loại : bốc hơi, đối lưu tự nhiên và tuần hoàn cưỡng bức. Trong đó, loại tuần hoàn cưỡng bức tuy có cấu tạo phức tạp nhưng có nhiều ưu điểm hơn nên được dùng phổ biến hơn. Hình 26-1a. 1. Thân máy ; 2.Nắp máy; 3.Đường nước nóng ra khỏi ĐC; 4.Van hằng nhiệt; 5.Két nước ; 6. Giàn ống của két nước; 7.Quạt gió; 8.ống nước nối tắt về bơm; 9.Puly và đai truyền; 10.Bơm nước; 11.Két làm mát dầu; 12.ống phân phối nước lạnh; Hệ thống làm mát bằng nước loại tuần hoàn cưỡng bức Hệ thống được cấu tạo các bộ phận chính: - Bơm nước: tạo sự tuần hoàn của nước trong hệ thống. - Két nước: gồm hai bình chứa phía trên và dưới nối thông với nhau bởi một giàn ống nhỏ. Nước nóng chảy qua giàn ống này sẽ được làm mát nhanh chóng nhờ diện tích tiếp xúc rất lớn của vỏ ống với không khí. - Quạt gió: có tác dụng làm tăng tốc độ làm mát nước khi qua giàn ống. - Van hằng nhiệt: để điều chỉnh lượng nước qua két nhằm ổn định nhiệt độ của nước trong áo nước. Nước làm mát được chứa đầy trong các đường ống, bơm, két và áo nước. Hoạt động 3:Tìm hiểu nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát bằng nước loại tuần hoàn cưỡng bức. áo nước Bơm nước Van hằng nhiệt Két làm mát Hình 26-1b. Sơ đồ khối hệ thống làm mát bằng nước loại tuần hoàn cưỡng bức Hoạt động của GV và HS Nội dung + GV :Sử dụng tranh hình 26.1 hoặc tốt nhất là dùng sơ đồ khối ở trên để hướng dẫn HS tìm hiểu nguyên lí làm việc của hệ thống. - Trong hoạt động này GV có thể sử dụng một số câu hỏi sau: + GV:- Bơm nước dùng để làm gì ? - Hệ thống làm mát bằng nước thì quạt gió dùng để làm gì ? - Khi ĐC mới làm việc, nhiệt độ của nước làm mát như thế nào? + HS: Trả lời câu hỏi GV dặt ra: (GV chỉ đường đi của nước trong trường hợp này trên sơ đồ để HS hiểu rõ). - Tương tự GV chỉ đường đi của nước trên sơ đồ trong trường hợp b và c - GV có thể giải thích rõ hơn tại sao hệ thống phải có van hằng nhiệt. Có thể giải thích theo ý sau: Động cơ đốt trong làm việc tốt nhất khi nhiệt độ các chi tiết nằm trong khoảng giới hạn cho phép. Nếu nhiệt độ cao quá giới hạn sẽ gây ảnh hưởng xấu tới độ bền của các chi tiết, diễn biến các kì nạp và kì cháy - giãn nở. Nếu nhiệt độ thấp quá giới hạn khiến cho nhiên liệu khó bay hơi nên quá trình hình thành hoà khí không hoàn hảo, việc bôi trơn động cơ cũng khó khăn hơn. Chính vì lí do trên, để động cơ làm việc tốt sau khi khởi động cần phải nhanh chóng nâng nhiệt độ của động cơ tới giới hạn cho phép, đặc biệt khi nhiệt độ ngoài trời quá thấp. 2. Nguyên lí làm việc Động cơ làm việc, nước trong áo nước nóng dần. a)Khi ĐC mới làm việc: (nhiệt độ nước trong áo nước còn thấp hơn giới hạn định trước) Van 4 đóng cửa thông với đường nước về két, mở hoàn toàn cửa thông với đường nước 8 để nước trong áo nước chảy thẳng về trước bơm 10 rồi lại được bơm vào áo nước. Như vậy, nhiệt độ nước trong áo nước tăng nhanh, rút ngắn thời gian hâm nóng động cơ. b)Khi nhiệt độ nước trong áo nước xấp xỉ giới hạn đã định: Van 4 mở cả hai đường để nước trong áo nước vừa chảy vào két 5 vừa chảy vào đường nước 8. c)Khi nhiệt độ nước trong áo nước vượt quá giới hạn định trước: Van 4 đóng cửa thông với đường nước 8, mở hoàn toàn cửa thông với đường nước vào két 5, toàn bộ nước nóng ở áo nước đi qua két 5, được làm mát rồi được bơm 10 hút đưa trở vào áo nước của động cơ. Hoạt động 4: Tìm hiểu cấu tạo của HTLM bằng không khí Hoạt động của GV và HS Nội dung + GV yêu cầu HS quan sát hình 26-2 và trả lời câu hỏi: + GV: Kể tên các loại ĐC làm mát bằng gió? - HS: trả lời (ĐC xe máy, ĐC kéo máy phát điện, ĐC ô tô...). + GV: ĐC làm mát bằng gió chủ yếu nhờ bộ phận nào? - HS : Trả lời (Cánh tản nhiệt). Hình 26-2. Động cơ làm mát bằng không khí + GV: Với ĐC tĩnh tại hoặc ĐC nhiều xilanh, trong hệ thống làm mát còn có thêm những chi tiết gì? + HS: Trả lời (Quạt gió, tấm hướng gió) III/Hệ thống làm mát bằng không khí 1. Cấu tạo Hình 26-3 HTLM bằng không khí sử dụng quạt gió 1.Quạt gió ; 2.Cánh tản nhiệt ; 3.Tấm hướng gió ; 4.Vỏ bọc ; 5.Cửa thoát gió - Cấu tạo chủ yếu của hệ thống làm mát bằng không khí là các cánh tản nhiệt được đúc bao ngoài thân xilanh và nắp máy. - Để tăng lượng không khí đi qua các cánh tản nhiệt, trên các động cơ tĩnh tại hoặc động cơ nhiều xilanh có cấu tạo thêm quạt gió, tấm hướng gió và vỏ bọc. Hoạt động 5:Tìm hiểu nguyên lý làm việc của HTLM bằng không khí Hoạt động của GV và HS Nội dung - GV sử dụng hình 26-2 và 26-3để giải thích nguyên lý làm việc của HTLM bằng không khí. + GV có thể sử dụng các câu hỏi sau: - Các cánh bao quanh thân xilanh và nắp máy động cơ xe máy dùng để làm gì ? - Xét dưới góc độ làm mát, yếm xe máy có tác dụng như thế nào ? +HS: Liên hệ với thực tế để trả lời câu hỏi. 2. Nguyên lí làm việc Khi động cơ làm việc, nhiệt từ các chi tiết bao quanh buồng cháy được dẫn ra các cánh tản nhiệt rồi truyền ra không khí bao quanh. Nhờ các cánh tản nhiệt có diện tích tiếp xúc với không khí lớn nên tốc độ làm mát được tăng cao. Hệ thống có sử dụng quạt gió không chỉ tăng tốc độ làm mát mà còn đảm bảo làm mát đồng đều hơn. 4.Tổng hợp - Đánh giá: - GV tổng hợp bài học theo đề mục và yêu cầu HS đọc hình vẽ và trả lời câu hỏi trong SGK. a) Hướng dẫn đọc hình vẽ 26.1: Lưu ý HS khi đọc hình cần liên hệ với chú thích và nguyên lí làm việc. Chú ý két làm mát dầu bôi trơn có thể làm mát bằng không khí hoặc bằng nước, loại trong hình 26.1 là loại làm mát bằng nước. b) Hướng dẫn trả lời câu hỏi trong SGK: Câu hỏi Gợi ý cách trả lời 1. Trình bày nhiệm vụ và phân loại hệ thống làm mát. Như trong SGK. 2. Trình bày nguyên lí làm việc của hệ thống làm mát bằng nước loại tuần hoàn cưỡng bức. Như trong SGK. 3. Có nên tháo yếm xe máy khi sử dụng ? Tại sao ? Không nên vì yếm xe có tác dụng như bản hướng gió của hệ thống làm mát. c) Bài tập về nhà: Yêu cầu HS đọc các hình trong bài và đọc trước bài 27-SGK D. Nhận xét và rút ra kinh nghiệm bài giảng. Thông qua tổ bộ môn Giáo viên hướng dẫn Ngày tháng năm 2009 Người soạn Đinh Hữu Quân