Sử dụng công nghệ thông tin để dạy bài nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong cho học sinh khối 11 trường THCSTHPT quan hóa

Cơ sở lí luận Để dạy tốt bài nguyên lí làm việc của động cơ đốt trong thì việc sử dụng côngnghệ thông tin vào để dạy là một phần rất quan trọng vì bài này liên quan đếnđộng cơ trong th

I MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Hiện nay các trường ở miền núi nói chung cũng như trường THCS&THPTQuan Hóa nói riêng chưa hề có một động cơ hay một số chi tiết của động cơ đốttrong để cho học sinh thực hành, quan sát về cấu tạo và nguyên lý làm việc củađộng cơ Nhưng thay thế vào đó ở trường THCS&THPT Quan Hóa và các trường

ở miền núi đều được trang bị phòng máy chiếu có đầy đủ các thiết bị hiện đại nhưmáy chiếu đa năng, máy tính phục vụ cho việc sử dụng công nghệ thông tin tronggiảng dạy môn học này là rất phù hợp

Chính vì vậy tôi lựa chọn đề tài: Sử dụng công nghệ thông tin để dạy bài nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong

2 Mục đích nghiên cứu

Sử dụng hình ảnh để giảng dạy phần nguyên lí làm việc của một số hệ thốngtrong động cơ đốt trong là cách làm phù hợp với thực tiễn của quá trình đổi mớiphương pháp dạy học môn công nghệ trong nhà trường phổ thông, phù hợp với sựđổi mới chương trình, sách giáo khoa và ứng dụng công nghệ thông tin trong dạyhọc môn công nghệ hiện nay Cách làm này thực chất là biến những gì thuộc về líthuyết, trừu tượng thành cái cụ thể, quan sát được Đồng thời nó cũng phát huyđược tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh, kích thích sự say mê, hứngthú học tập của học sinh

Trong quá trình giảng dạy bộ môn này, với phần nguyên lý làm việc của động

cơ đốt trong còn có nhiều khó khăn cả về vấn đề giảng dạy của người thầy, sự tiếpthu của học trò Xuất phát từ tình hình thực tế trong những năm gần đây côngnghệ thông tin được coi là một trong những ngành khoa học có tốc độ phát triểnnhanh nhất, nó mang lại hiệu quả cao cho tất cả các ngành nghề khác nhau trong

xã hội Xét trong giáo dục các phần mềm dạy học hoàn toàn có thể trợ giúp cácthầy cô trong quá trình giảng dạy Việc sử dụng công nghệ thông tin trong bài dạygóp phần thay thế một số công việc giảng dạy của người giáo viên không phải innhững tranh ảnh phóng to, mà thay vào đó là trình chiếu những video, ảnh động,

bài giảng powerpoint về động cơ, cách dạy này thể hiện nhiều ưu điểm về mặt sưphạm như khuyến khích sự làm việc độc lập của học sinh, giúp học sinh hiểu biếtđược những phương tiện, máy móc phục vụ đời sống hàng ngày và làm việc thaythế cho con người mà các em đã từng gặp và biết đến, làm việc như thế nào Hiệnnay các trường ở miền núi nói chung cũng như trường THCS&THPT Quan Hóanói riêng chưa hề có một động cơ hay một số chi tiết của động cơ đốt trong đểcho học sinh thực hành, quan sát về cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ.Nhưng thay thế vào đó ở trường THCS&THPT Quan Hóa và các trường ở miềnnúi đều được trang bị phòng máy chiếu có đầy đủ các thiết bị hiện đại như máychiếu đa năng, máy tính phục vụ cho việc sử dụng công nghệ thông tin tronggiảng dạy môn học này là rất phù hợp

Chính vì vậy tôi lựa chọn đề tài: Sử dụng công nghệ thông tin để dạy bài nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong

3 Đối tượng nghiên cứu

Đề tài này được thực hiện đối với học sinh khối 11 trường THCS&THPT QuanHóa trong năm học 2017 - 2018 Nghiên cứu bài dạy và xây dựng giáo án sử dụngcông nghệ thông tin vào dạy để tạo được hứng thú của học sinh khi được quan sáthình ảnh và video tạo năng lực theo hướng tích cực trong học tập của học sinhnâng cao hiểu biết và chất lượng học của học sinh

4 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu về hoạt động của nguyên lí làm việc của động cơ đốt trong trênthực tế và trong video mô phỏng, hình ảnh từ đó lựa chọn những hình ảnh phùhợp với kiến thức bài học để phát huy tính tích cực của học sinh

Qua một thời gian giảng dạy tại trường tôi so sánh với kết quả những năm

trước khi chưa vận dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy vào bài giảng vềnguyên lý làm việc của động cơ đốt trong tôi thấy sử dụng công nghệ thông tinvào giảng dạy có sự chuyển biến rõ rệt trong tiếp thu kiến thức Các em hiểu sâusắc về nội dung bài học hơn Từ những kiến thức trong sách giáo khoa mà hỏi vềthực tế hầu như các em không hiểu, nhưng từ khi sử dụng công nghệ thông tin

vào giảng dạy tôi thấy các em dễ hiểu hơn và biết được quá trình làm việc củađộng cơ, biết vận dụng kiến thức trong thực tế, trình chiếu những hình ảnh videokhông còn mang tính trừu tượng mà gần với thực tế hơn, sử dụng phương phápnày để giảng dạy có thể thay thế được một phần nào đó trong bài học mà các emkhông được thực hành quan sát trực tiếp

II NỘI DUNG

1 Cơ sở lí luận

Để dạy tốt bài nguyên lí làm việc của động cơ đốt trong thì việc sử dụng côngnghệ thông tin vào để dạy là một phần rất quan trọng vì bài này liên quan đếnđộng cơ trong thực tế học sinh gặp rất nhiều nhưng không thể thấy và biết đượcquá trình làm việc của bên trong động cơ như thế nào Vì vậy, bằng cách sử dụngcông nghệ thông tin để trình chiếu các hình ảnh, video về nguyên lí làm việc thìhọc sinh mới hiểu được động cơ mà các em nhìn thấy hàng ngày và nhiên liệuđược đốt cháy trong xilanh Nếu chỉ dùng các hình ảnh trong sách và nói về thực

tế thì học sinh không thể hiểu được nguyên lí làm việc của động cơ

2 Thực trạng vấn đề

Qua nhiều năm giảng dạy trước đây chỉ sử dụng các hình ảnh trong sách giáokhoa để học sinh quan sát và giáo viên giảng giải, như vậy kiến thức của bài họcrất trừu tượng học sinh khó hiểu không hình dung ra được nguyên lí làm việc vì ởthực tế học sinh mới chỉ nhì thấy bên ngoài của động cơ và nghe tiếng nổ khiđộng cơ làm việc nhưng chưa hiểu tại sao lại có tiếng nổ bên trong động cơ vàlàm việc như thế nào, và nhiên liêu được đốt cháy như thế nào?

Với thực trạng học sinh trường THCS&THPT Quan Hóa đa số các em làngười dân tộc thiểu số sống ở vùng khó khăn nên việc tiếp cận với khoa học kĩthuật, máy móc hiện đại còn hạn chế nên việc giảng dạy môn công nghệ đang còngặp nhiều khó khăn trong quá trình dạy đối với những lớp không sử dụng côngnghệ thông tin chỉ dùng kiến thức trong sách sau khi dạy xong tôi hỏi lại kiếnthức trong bài học thì đến 60% học sinh chưa hiểu được nguyên lí làm việc củađộng cơ, còn với những lớp tôi sử dụng các hình ảnh, video mô phỏng về nguyên

ĐCD ĐCT

lí làm việc của động cơ trình chiếu cho học sinh quan sát sau khi học xong hỏi lạibài thì đến 70% học sinh đều hiểu được nguyên lí làm việc bên trong của độngcơ

Từ thực trạng trên để học sinh hiểu biết được nguyên lí làm việc của động cơđốt trong và học tốt về bài 21:" Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong’’ tôi đã

tìm tòi và đưa ra đề tài Sử dụng công nghệ thông tin để dạy bài nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong.

3 Giải quyết vấn đề.

3.1 Một số khái niệm cơ bản.

Giáo viên giới thiệu chung về cấu tạo của pit tông, xilanh Xilanh là một ốngtròn được làm liền vào thân máy hoặc tách rời với loại gang có chất lượng cao,được bao bọc với áo nước cánh tản nhiệt của động cơ, trong lòng xilanh là pit-tông có khe hở với xilanh rất nhỏ (độ hở bằng độ dày một tờ giấy viết), ở đầu pit-tông có ba rãnh để lắp xéc măng khí và xéc măng dầu Xéc măng khí là khôngcho không khí lọt xuống cacte, xéc măng dầu ngăn không để dầu nhớt lên buồngđốt

Xu pap nạp Vòi phun Xu pap thải

Hình ảnh cấu tạo chung của đông cơ điêzen 4 kì

3.2 Điểm chết của pit tông

Giáo viên trình chiếu các hình ảnh và đặt câu hỏi như thế nào được gọi là điểmchết của pit-tông.

Điểm chết của pit-tông là vị trí mà tại thời điểm đó pit-tông đổi chiều chuyểnđộng để thực hiện hành trình tiếp theo trong xilanh động cơ

Điểm chết của pit-tông gồm có hai loại điểm chết đó là ĐCT và ĐCD

Điểm chết trên của pit-tông:

Cho học sinh quan sát các hình ảnh dưới đây và đặt câu hỏi:

Quan sát hình ảnh em hãy cho biết

điểm chết trên, điểm chết dưới nằm ở vị trí nào

trong xilanh?

Học sinh dựa vào hình anh để trả lời ĐCT

Điểm chết trên là điểm chết mà tại đó pit-tông

ở xa tâm trục khuỷu nhất, đây là thời điểm pit-

tông đang ở điểm chết trên trong xi lanh

Điểm chết dưới của pit-tông:

Điểm chết dưới là điểm chết mà tại đó

pit-tông ở gần tâm trục khuỷu nhất, tại thời

điểm này pit-tông đang ở điểm chết dưới ĐCT

trong xilanh s

ĐCD

3.3 Hành trình của pit-tông (s)

Hành trình của pit-tông là quãng đường mà pit-tông đi được giữa điểm chết

trên và điểm chết dưới, khi pit-tông chuyển động được một hành trình thì trục

Giáo viên trình chiếu hình ảnh cho học sinh quan sát.

Đây là hình ảnh về thể tích toàn

phần trong xilanh động cơ

3.5 Thể tích buồng cháy (V bc ) (cm 3 hoặc lít)

Giáo viên trình chiếu hình ảnh

thể tích buồng cháy cho học sinh

quan sát và trình bày nội dung thể

tích buồng cháy

Thể tích buồng cháy

ĐCD ĐCT

V tp

là không gian làm việc của pit-tông từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới và

từ điểm chết dưới lên điểm chết trên trong xilanh

Công thức tính thể tích công tác như sau:

3.8 Chu trình làm việc của động cơ

Giáo viên giới thiệu về chu trình làm việc của động cơ diễn ra như thế nào?

Khi động cơ làm việc, trong xilanh lần lượt diễn ra các quá trình lam việc nhưsau: nạp, nén, cháy dãn nở và thải, tổng hợp của bốn quá trình đó được gọi là chutrình làm việc của động cơ

Động cơ 4 kì là loại động cơ mà một chu trình làm việc được thực hiện trongbốn hành trình của pit-tông.

Đối với động cơ 2 kì là loại động cơ mà một chu trình làm việc được thực hiệntrong hai hành trình làm việc của pit-tông

4 Nguyên lý làm việc của động cơ 4 kì

4.1 Nguyên lý làm việc của động cơ điêzen 4 kì

Để giảng dạy phần này tôi đã chuẩn bi một số hình ảnh động và video để trìnhchiếu cho học sinh quan sát nhìn thấy được quá trình làm việc của động cơ

Quá trình động cơ đốt cháy nhiên liệu và sinh công được diễn ra như thế nàobên trong động cơ, tôi sẽ giải thích nguyên lý làm việc từng kì của động cơ 4 kì

và động cơ 2 kì

Kì 1: Nạp

Pit-tông đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới, lúc này xu pap nạp mở ra

để nạp không khí sạch vào trong xilanh động cơ, còn xu pap thải vẫn đóng

Pít-tông được trục khuỷu dẫn động đi xuống, áp suất trong xilanh giảm, khôngkhí bên ngoài được hút vào qua ống nạp đi vào trong xilanh, nhờ sự chênh áp suấtkhông khí bắt đầu được nạp vào trong xilanh

ĐCD ĐCT

Khi pít-tông xuống đến điểm chết dưới

lúc này trong xi lanh đã được nạp đầy

không khí, lúc này pit tông chuẩn bị đi

lên để thực hiện hành trình đi mới bước

sang kì làm việc thứ hai

Giáo viên trình chiếu video nguyên lí

làm việc của động cơ điêzen cho học

sinh quan sát

ĐCD ĐCT

Pit-tông đang ở điểm chết dưới

Kì 2: Nén

Cuối kì 1 pít-tông đang ở điểm chết dưới,

đầu kì 2 pit-tông chuẩn bị đi từ điểm chết dưới

lên điểm chết trên

Pít-tông đi từ điểm chết dưới lên điểm chết

trên lúc này hai xu pap đều đóng kín không

cho không khí trong xilanh lọt ra ngoài được

Pit-tông được trục khuỷu dẫn động đi lên

nén không khí trong xi lanh làm thể tích trong

xilanh giảm nên áp suất và nhiệt độ của không

khí trong xilanh tăng lên

Khi pit-tông lên đến điểm chết trên lúc này pit-tông đang ở cuối kì nén, vòiphun sẽ phun một lượng nhiên liệu điêzen với áp suất cao vào buồng cháy, lúcnày nhiên liệu và không khí được hòa trộn với nhau trong buồng cháy và tự bốccháy ở kì tiếp theo

Qúa trình cháy nhiên liệu

Kì 3: cháy dãn nở

Pit-tông đi từ điểm chết trên xuống điểm

chết dưới, hai xu pap đều đóng, ở cuối kì nén

nhiên liệu được vòi phun phun tơi vào buồng

cháy hòa trộn với khí nóng tạo thành hòa khí,

lúc này nhiệt độ và áp suất trong xilanh cao,

hòa khí tự bốc cháy sinh ra áp suất cao đẩy

pit-tông đi xuống truyền lực đẩy qua thanh truyền

làm cho trục khuỷu quay và sinh công trục

khuỷu truyền lực đến hộp số hoặc một số máy móc hoạt động

ĐCD ĐCT

ĐCD ĐCT

ĐCD ĐCT

Quá trình dã nở

Kì cháy dãn nở pít-tông đi xuống

điểm chết dưới trong kì cháy dãn nở

nhiên liệu và không khí được đốt cháy

hết trong xilanh pit-tông chuyển động

hết hành trình cháy dãn nở rồi pit-tông

thực hiện một hành trình mới là đi lên

điểm chết trên tiếp tục làm việc kì thải

Quá trình đốt cháy nhiên liệu và không khí chuẩn bị thải khí thải ra ngoài

Giáo viên trình chiếu video cho học sinh quan sát.

Kì 4: Thải

Cuối kì cháy dãn nở pit-tông đang ở điểm chết dưới, đến đầu kì thải pit-tông

đi từ điểm chết dưới lên điểm chết trên, lúc này xu pap nạp đóng, xu pap thảiđược mở ra để thải khí thải trong xilanh ra ngoài

Pít-tông được trục khuỷu dẫn động đi từ điểm chết dưới lên điểm chết trên đẩy khí thải trong xilanh theo cửa thải ra ngoài

ĐCD ĐCT

Xu pap thải thải Pit tông

Trục khuỷu

Xu pap nạp

ĐCD ĐCT

Bugi

ĐCD ĐCT

Quá trình đẩy khí thải ra ngoài xu pap thải mở

Khí thải được pit-tông đẩy

theo cửa thải ra ngoài

Khi pit-tông lên đến điểm chết trên

đẩy sạch khí thải trong xilanh ra ngoài

xu páp thải sẽ đóng lại, rồi pit-tông lại

đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới

đồng thời lúc này xu pap nap lại được

mở ra không khí tiếp tục được nạp vào

trong xilanh, động cơ tiếp tục làm việc

với một kì của một chu trình làm việc mới

4.2 Nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4 kì

Kì 1: Nạp

Hình ảnh xăng và không khí đang được nạp vào xilanh

ĐCD ĐCT

Xu pap nạp

Xu pap thải

ĐCD ĐCT

Xu pap nạp

Xu pap thảiPit tông

Trục khuỷu

Xăng và Không khí

Pit-tông đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới, lúc này xu pap nạp mở

ra để nạp xăng và không khí vào trong xilanh động cơ, còn xu pap thải vẫn đóng Đây là hình ảnh xăng và không

khí đang được nạp vào trong xilanh

động cơ, pit-tông đang hành trình đi

xuống xu pap nạp được mở ra để nạp

nhiên liệu và không khí vào trong xilanh

Video quá trình nạp xăng.

Đây là hình ảnh xăng và không khí đã được nạp đầy vào trong xilanh, pit-tông xuống đến điểm chết dưới lúc này hai xu pap đều đóng

ĐCD ĐCT

Xu pap

ĐCD ĐCT

Xu pap

Nhiên liệu và không khí được

bugi đốt cháy ở cuối kì nén

Trên đây là hình ảnh mô phỏng về cuối kì nén của pit tông nén nhiên liệu vàkhông khí trong xilanh, khi pit-tông lên đến điểm chết trên bugi bật tia lửa điện đểchâm cháy hòa khí, khi nhiên liệu và không khí được đốt cháy pit-tông lại đixuống điểm chết dưới

ĐCD ĐCT

Xu pap

nạp

ĐCD ĐCT

Xu pap nạp

Xu pap thải

Khí thải

Pit-tông đang được đẩy xuống điểm chết dưới

Pit-tông được trục khuỷu dẫn động đi từ

điểm chết dưới lên điểm chết trên, lúc này xu

pap nạp đóng va xu pap thải mở pit-tông đẩy

khí thải đi lên khí thải theo ống thải ra ngoài,

khi pit-tông lên đến điểm chết trên khí thải trong

xi lanh được đẩy hết ra ngoài rồi xu pap thải

đóng lại, để tiếp tục một hành trình làm việc

mới lúc này pit-tông đi từ điểm chết trên

xuống điểm chết dưới, xu pap nạp mở ra xăng và không khí được nạp vào trongxilanh động cơ tiếp tục làm việc với chu trình mới

Trên đây là hình ảnh mô phỏng quá trình thải khí thải của động xăng 4 kì

Giáo viên trình chiếu video nguyên lý làm việc của động cơ xăng cho học

sinh quan sát

5 Nguyên lý làm việc của động cơ 2 kì

5.1 Đặc điểm cấu tạo của động cơ 2 kì

Giáo viên trình chiếu hình ảnh sơ đồ cấu tạo dưới đây rồi đặt câu hỏi đặc điểmcấu tạo của động cơ 2 kì có những đặc điểm gì khác với đông cơ 4 kì

Sơ đồ cấu tạo động cơ xăng 2 kì

Video nguyên lí làm việc của động cơ xăng 2 kì.

Từ khi đóng cửa quét cho đến khi đóng cửa thải một phần hòa khí trongxilanh bị lọt qua cửa thải ra ngoài vì trong lúc cửa nạp mở thì cửa thải chưa đượcđóng kín, nhiên liệu nạp vào trong xilanh sẽ mất đi một phần nhỏ ra ngoài theokhí thải, giai đoạn này được gọi là giai đoạn lọt khí

Từ khi đóng cửa thải cho đến điểm chết trên lúc này quá trình nén mới đượcdiễn ra, vào cuối kì 2 bugi bật tia lửa điện châm cháy hòa khí, quá trình cháyđược bắt đầu, ở giai đoạn này được gọi là giai đoạn nén và cháy