Bài giảng môn học Công nghệ lớp 11 - Tiết 26 - Bài 20: Khái quát về động cơ đốt trong

Phần ba Động cơ đốt trong Chương 5 Đại cương về động cơ đốt trong Tiết 26 Bài 20 Khái quát về động cơ đốt trong Ngày soạn 12-2-2008 Mục tiêu - Hiểu được khái niệm và cách phân loại động cơ đốt trong - Biết được cấu tạo chung của động cơ đốt trong Chuẩn bị - Bài soạn. - Tranh vẽ 20.1 Sơ đồ cấu tạo ĐC ĐT Tiến trình Bước 1: ổn định lớp , kiểm diện (1ph) Bước 2: Kiểm tra: Không Bước 3: Bài mới (34ph) C1 C2 C3 C4 C5 Hoạt của thày và trò Nội dung bài Hoạt động 1:Tìm hiểu lịch sử phát triển của ĐCĐT GV: Yêu cầu học sinh đọc SGK để tìm hiểu sự phát triển của ĐCĐT với các nội dúng sau: - Năm ra đời của ĐCĐT đầu tiên -Tìm hiểu về công suất, nhiên liệu sử dụng, số kỳ Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm và phân loại ĐCĐT GV: Cần làm rõ - ĐCĐT là loại động cơ nhiệt biến nhiệt năng thành cơ năng - Nhiên liệu được đốt cháy bên trong xy lanh của động cơ. I/ Sơ lược lịch sử phát triển động cơ đốt trong - 1877 ĐCĐT 2 kỳ đầu tiên ra đời chạy bằng khí thiên nhiên công suất 2 mã lực. - 1985 ra đời ĐCĐT chạy xăng công suất 8 mã lực tốc độ 800 vòng/ phút. - 1987 ra đời ĐCĐT chạy dầu ma dút: Động cơ Điêgien. Ngày nay ĐCĐT ngày càng phát triển và chiếm vai trò quan trọng. II/ Khái niệm và phân loại ĐCĐT 1) Khái niệm ĐCĐT là động cơ nhiệt mà quá trình đốt cháy nhiên liệu sinh nhiệt và quá trình biến đổi nhiệt năng thành công cơ học diễn ra ngay trong xy lanh của động cơ. 2) Phân loại Thường phân loại theo hai dấu hiệu chủ yếu Hoạt động của thày và trò Nội dung bài GV: Nêu các cách phân loại động cơ. Đi sâu và phân tích cách phân loại dựa vào nhiên liệu và số kỳ. Hoạt động 2:Tìm hiểu cấu tạo chung của ĐCĐT GV: - Yêu cầu học sinh xem hình vẽ SGK, tìm hiểu các chi tiết của ĐCĐT - Phân tích làm rõ tác dụng của các cơ cấu và hệ thống trong hình vẽ. - Nêu sự khác nhau giữa động cơ xăng và điêgien, động cơ 2 kỳ và động cơ 4 kỳ. - Theo nhiên liệu có: động cơ xăng, động cơ điêgien và động cơ gas. - Theo số hành trình của pít tông trong một chu trình làm việc có động cơ 4kỳ và động cơ 2 kỳ. III/ Cấu tạo chung của đông cơ đốt trong Gồm 2 cơ cấu và bốn hệ thống chính sau: - 2 cơ cấu: + Cơ cấu trục khuỷu yhanh truyền + Cơ cấu phân phối khí - 4 hệ thống: + Hệ thống bôi trơn + Hệ thống làm mát + Hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí + Hệ thống khởi động Riêng động cơ xăng còn có thêm hệ thống đánh lửa. Bước 4 Củng cố: (2ph) Bước 5: Dặn (1ph) - Học bài, trả lời câu hỏi SGK - Đọc trước bài 21: Nguyên lý làm việc của ĐCĐT Tiết 27,28 Bài 21 Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong Ngày soạn 18-2-2008 Mục tiêu - Hiểu được một số khái niệm cơ bản về động cơ đốt trong. - Hiểu được nguyên lý làm việc của ĐCĐT. Chuẩn bị - Bài soạn. - Tranh vẽ 20.1 S ơ đồ cấu tạo ĐC ĐT Tiến trình Bước 1: ổn định lớp , kiểm diện (1ph) Bước 2: Kiểm tra: ?1 Định nghĩa, phân loại ĐCĐT? ?2 Cấu tạo chung của ĐCĐT Bước 3: Bài mới (34ph) Tiết 27 C1 C2 C3 C4 C5 Hoạt động của thày và trò Nội dung bài ĐCT ĐCD Vct Vbc Vtp s GV: Vẽ hình, phân tích, vấn đáp xây dựng các khái niệm Hoạt động 1: Tìm hiểu một số khái niệm cơ bản 1)Tìm hiểu khái niệm điểm chết và hành trình của pitông - Tại vị trí nào thì píttông thay đổi hướng chuyển động - Có mấy vị trí píttông thay đổi hướng chuyển động? Nhận xét khoảng cách của pittông với tâm trục khuỷu ở mỗi vị trí đó GV: - Phân tích xây dựng khái niệm điểm chết, DCT, ĐCD - Dùng hình vẽ vấn đáp xây dựng khái niệm hành trình: là khoảng dịch chuyển của pit-tông giữa 2 điểm chết. 2)Tìm hiểu khái niệm về các thể tích I/ Một số khái niệm 1) Điểm chết của pít tông - Điểm chết của pít tông là vị trí mà tại đó pít tông đổi chiều chuyển động. - Có hai loại điểm chết: + ĐCT là điểm chết mà tại đó pít tông cách xa tâm trục khuỷu nhất. + ĐCD là điểm chết mà tại đó pít tông cách gần tâm trục khuỷu nhất. 2) Hành trình pít tông(s) Là khoảng cách giữa hai điểm chết s = 2r 3) Thể tích toàn phần (Vtp) Là thể tích xy lanh giới hạn bởi hai điểm chết 4) Thể tích buồng cháy (Vbc) Là thể tích của xy lanh khi pít tông ở ĐCT 5) Thể tích công tác (Vct) Là thể tích xy lanh giới hạn giới hạn bởi 2 điểm chết Vct= Vtp - Vbc 6) Tỷ số nén () Là tỷ số giữa thể tích toàn phần và thể tích Hoạt động của thày và trò Nội dung bài của xy lanh và tỷ số nén của động cơ Dùng các câu hỏi: ?1: Khoảng bên trong xy lanh của động cơ được giới hạn bởi các chi tiết nào? ?2: Thể tích toàn phần, thể tích buồng cháy có quan hệ gì với nhau? ?3: Hãy lập công thức tính thể tích công tác khi biết đường kính của xy lanh bằng D và hành trình bằng S 3)Tìm hiểu khái niệm về chu trình làm việcvà kỳ của động cơ GV: Khi ĐCĐT làm việc trong xy lanh diễn ra các quá trình nạp, nén, cháy,giãn nở, thải. Các quá trình này lặp đi lặp lại có tính chu kỳ buồng cháy = 7) Chu trình làm việc của động cơ Là tổng hợp các quá trình nạp , nén, cháy- giãn nở và thải. 8) Kỳ Là một phần của chu trình diễn ra trong thời gian một hành trình của pít tông. - Động cơ 2 kỳ có 2 hành trình trong một chu trình. - Động cơ 4 kỳ có 4 hành trình trong một chu trình. Bước 4 Củng cố: (2ph) Bước 5: Dặn (1ph) - Học bài, trả lời câu hỏi SGK Đọc trước phần nguyên lý ĐCĐT bài 21 Tiết 28 (Tiếp) Tiến trình Bước 1: ổn định lớp , kiểm diện (1ph) Bước 2: Kiểm tra: Bước 3: Bài mới (34ph) Hoạt động của thày và trò Nội dung bài Hoạt động 2: Tìm hiểu nguyên lý làm việc của động cơ điêgien 4 kỳ GV: - Sử dụng tranh vẽ 21.2 SGK để hướng dẫn học sinh tìm hiểu nguyên lý II/ nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ: 1)Nguyên lý làm việc của động cơ Điêgien 4kỳ Hoạt động của thày và trò Nội dung bài - Vẽ hình đơn giản lên bảng, học sinh vẽ vào vở. - Cần làm rõ các ý: + Sự chuyển dịch của pit-tông + Sự đóng mở của xupáp + Thời điểm phun nhiên liệu + Diễn biến trong xilanh (áp suất, nhiệt độ...) GV: Trong thực tế để nạp được nhiều hơn và thải sạch hơn, các xupáp được bố trí mở sớm hơn và đóng muộn hơn, đồng thời để quá trình cháy dãn nở diễn ra tốt hơn , vòi phun cũng được bố trí phun ở cuối kỳ nén , trước khi pit-tông đến ĐCT. Hoạt động 3: Tìm hiểu Nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4kỳ. GV: Vẽ và giải thích cấu tạo của động cơ 2 kỳ a)Kỳ1: Nạp - Pit-tông đi từ ĐCT xuống ĐCD, xu páp nạp mở, xupáp thải đóng. - Pit-tông được trục khuỷu dẫn động đi xuống, áp suất trong xy lanh giảm, không khí trong đường ống nạp sẽ qua cửa nạp vào xy lanh do chênh áp. b) Kỳ 2:Nén - Pit-tông đi từ ĐCD lên ĐCT, hai xu páp đều đóng. - Pit-tông được trục khuỷu dẫn động đi lên làm thể tích xy lanh giảm nên áp suất và nhiệt độ của khí trong xylanh tăng. - Cuối kỳ nén vòi phun phun một lượng nhiên liệu điêgien với áp suất cao vào buồng cháy. c) Kỳ 3: Cháy-dãn nở - Pit-tông đi từ ĐCT xuống ĐCD, hai xu páp đều đóng. - Nhiên liệu được phun tơi vào buồng cháy(từ cuối kỳ nén) hoà trộn với khí nóng tạo thành hoà khí. Do nhiệt độ và áp suất trong xy lanh cao, hoà khí tự bốc cháy sinh ra áp suất cao đẩy pit-tông đi xuống, qua thanh truyền làm trục khuỷu quay và sinh công. Kỳ 4: Thải - Pit-tông đi từ ĐCD lên ĐCT, xu páp nạp đóng, xupáp thải mở. Hoạt động của thày và trò Nội dung bài 3 4 6 7 8 9 1 2 5 10 1.Buzi 6. Trục khuỷu 2.Pit-tông 7. Các te 3.Cửa xả 8. Đường thông 4. Cửa nạp 9. Cửa quét 5. Thanh truyền 10. Xi lanh Hoạt động 4: Tìm hiểu nguyên lý làm việc của động cơ xăng 2 kỳ. GV: Sử dụng hình vẽ gipí thiệu cấu tạo của động cơ 2 kỳ, chỉ rõ sự khác nhau cơ bản với động cơ 4 kỳ. - Không dùng xu páp, pít tông làm thêm nhiệm vụ đóng, mở cửa quét, nạp và thải. - Hoà khí đưa vào xy lanh phải có áp suất cao nên trước đó chúng được nạp và nén trong các te. GV: Cho học sinh đọc SGK, phân tích làm rõ các quá trình diễn ra trong một hành trình - Kỳ 1: Pít-tông đi từ ĐCT xuống - Pit-tông được trục khuỷu dẫn động đi lênđẩy khí thải trong xy lanh qua cửa thải ra ngoài. Khi pit-tông đi đến ĐCT, xupáp thải đóng, xu páp nạp lại mở,trong xy lanh lại diễn ra kỳ 1 của chu trình mới. 2) Nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4kỳ. Tương tự như động cơ điêgien 4 kỳ chỉ khác là: -Trong kỳ nạp: khí nạp khí nạp của động cơ điêgien là không khí, còn ở động cơ xăng là hoà khí (hỗn hợp xăng và không khí) tạo bởi bộ chế hoà khí lắp trên đường ống nạp. - Cuối kỳ nén, ở động cơ điêgien diễn ra quá trình phun nhiên liệu, còn ở động cơ xăng thì bu zi bật tia lửa điện để châm cháy hoà khí. III/ Nguyên lý làm việc của động cơ 2 kỳ 1)Đặc điểm cấu tạo của động cơ 2 kỳ Điểm khác về cấu tạo của động cơ 2 kỳ so với 4 kỳ: - Động cơ 2 kỳ không dùng xupáp, pit-tông làm thêm nhiệm vụ của van trượt để đóng, mở các cửa. Hoà khí đưa vào xy lanh phải có áp suất cao, nên trước khi vào xy lanh chúng được nén trong các te. 2)Nguyên lý làm việc của động cơ xăng 2 kỳ a) Kỳ 1: Píttông đi từ ĐCT xuống điểm chết dưới, trong xy lanh diễn ra các quá trình cháy- dãn nở, thải tự do và quét-thải khí. Cụ thể: - Đầu kỳ 1, pít-tông ở ĐCT. Khi cháy có áp suất cao, giãn nở đẩy pit-tông 2 đi xuống, làm quay trục khuỷu sinh công. Quá trình cháy- dãn nở kết thúc khi pit-tông bắt đầu mở cửa thải. Hoạt động của thày và trò Nội dung bài điểm chết dưới, trong xy lanh diễn ra các quá trình cháy- dãn nở, thải tự do và quét-thải khí. - Kỳ 2: Pit-tông được trục khuỷu dẫn động từ ĐCD lên ĐCT, trong xy lanh diễn ra quá trình quét , thải khí, lọt khí, nén và cháy. GV: Dùng hình vẽ 21.4 - Yêu cầu HS nhân biết các quá trình diễn ra trong mỗi hình vẽ - Phân tích làm rõ : + Kỳ 1: Gồm các quá trình Cháy –dãn nở (Hình b), thải tự do (Hình c) , quét thải khí (Hình b) và nén khí trong xi lanh. + Kỳ 2: Gồm các quá trình tiếp tục quét thải khí, nén khí, đốt cháy nhiên liệu và nạp khí vào hộp khuỷu. - Từ khi pit-tông mở cửa thải cho tới khi bắt đầu mở cửa quét khí thải trong xy lanh có áp suất cao sẽ qua cửa thải ra ngoài. Giai đoạn này được gọi là giai đoạn thải tự do -Từ khi pit-tông mở cửa quét (cửa thải vẫn mở) cho đến khi tới ĐCD, hoà khí có áp suất cao (gọi là khí quét) từ các te 7, qua đường thông 8 và cửa quét 9 đi vào xy lanh đẩy khí thải trong xy lanh qua cửa quét ra ngoài. Giai đoạn này gọi là giai đoạn quét - thải khí. b) Kỳ 2: Pit-tông được trục khuỷu dẫn động từ ĐCD lên ĐCT, trong xy lanh diễn ra quá trình quét , thải khí, lọt khí, nén và cháy. Cụ thể: - Lúc đầu, cửa quét, cửa thải vẫn còn mở, hoà khí có áp suất cao từ cácte qua đường thông và cửa quét tiếp tục vào xilanh, đẩy khí thải trong xilanh qua cửa thải ra ngoài .(Giai đoạn quét thải khí) - Từ khi pit-tông đóng cửa quét cho tới khi đóng cửa thải, một phần hoà khí bị lọt ra ngoài - Từ khi pit-tông đóng cửa thải đến khi tới ĐCT quá trình nén mới thực sự diễn ra. Cuối kỳ 2 buzi bật tia lửa điện châm cháy hoà khí, quá trình cháy bắt đầu. ( Quá trình cháy và nén) Các te của động cơ có tác dụng là máy nén khí. 3)Nguyên lý làm việc của động cơ điêgien 2 kỳ Tương tự như động cơ xăng 2 kỳ chỉ khác ở 2 điểm: - Khí nạp vào là không khí - Cuối kỳ nén vòi phun phun tơi nhiên liệu vào buồng cháy hoà trộn với khí nóng có áp suất và nhiệt độ cao tự bốc cháy. Bước 4 Củng cố: (2ph) Bước 5: Dặn (1ph) - Học bài, trả lời câu hỏi SGK - Đọc trước phần nguyên lý ĐCĐT bài 22