Giáo án Bài 24. Hệ thống lái

Kích thích tò mò, huy động hiểu biết ban đầu của HS về việc đổi hướng khi lái xe và xác định vấn đề cần giải quyết trong bài.

GV nêu tình huống: "Một bạn nói bánh trong và ngoài phải cùng góc vì nằm cùng xe." HS cá nhân ghi dự đoán (đồng ý hay không đồng ý) và một lí do ngắn. GV hỏi thêm: "Khi vô lăng quay, điều gì đổi hướng bánh xe?" Ghi dự đoán vào vở để đối chiếu cuối tiết.

Mỗi HS ghi được ít nhất một dự đoán có lí do (ví dụ: "Không đồng ý, vì khi xe rẽ, bánh trong đi vòng ngắn hơn bánh ngoài"). Kết quả: danh sách dự đoán đúng/sai được GV ghi lên bảng, làm căn cứ kiểm chứng ở hoạt động cuối tiết.

HS nêu được và phân biệt được ba bộ phận chính của hệ thống lái; giải thích được vai trò của trợ lực lái (thủy lực, điện) và lí do trợ lực không thay thế người điều khiển.

Nhóm 4 người hoàn thành Phiếu học tập số 1 gồm: (1) đọc khái niệm ba bộ phận trong sách hoặc trang NeoEdu; (2) điền bảng phân biệt cơ cấu lái – dẫn động lái – trợ lực lái theo vai trò, vị trí trong sơ đồ; (3) trả lời: "Trợ lực thủy lực và trợ lực điện khác nhau ở nguồn tạo lực nào?"; (4) trả lời: "Vì sao trợ lực lái không đồng nghĩa với việc xe tự chọn đường?". Sơ đồ mũi tên tóm tắt đường truyền: vô lăng → cơ cấu lái → dẫn động lái → bánh dẫn hướng, có trợ lực hỗ trợ ở đoạn truyền lực.

Bảng phân biệt đúng: Cơ cấu lái – biến đổi tác động điều khiển thành chuyển động phù hợp cho dẫn động; Dẫn động lái – các bộ phận truyền chuyển động tới bánh dẫn hướng; Trợ lực lái – bộ phận hỗ trợ giảm sức điều khiển theo thiết kế. Trợ lực thủy lực dùng áp suất chất lỏng; trợ lực điện dùng mô tơ và điều khiển theo thiết kế. Kết luận: trợ lực chỉ giảm sức người lái, người lái vẫn chịu trách nhiệm điều khiển hướng xe.

HS giải thích được cơ chế cơ cấu bánh răng–thanh răng biến chuyển động quay thành dịch chuyển; vận dụng được tỉ số góc vô lăng/góc bánh tương đương trên mô hình và nêu được giới hạn của phép tính.

Trên mô hình giấy, nhóm quan sát khi xoay trục vô lăng: bánh răng quay làm thanh răng dịch chuyển ngang, kéo bánh dẫn hướng đổi góc. HS làm việc với Phiếu học tập số 1 (phần câu hỏi vận dụng tỉ số): mô hình có tỉ số góc vô lăng/góc bánh tương đương bằng 15; vô lăng quay 300°; tính góc bánh tương đương và nêu lưu ý vì sao kết quả chỉ là giá trị mô hình. Dùng học liệu NeoEdu (phần ví dụ) để đối chiếu.

Chuỗi truyền: quay vô lăng → trục quay → bánh răng quay → thanh răng dịch chuyển → bánh dẫn hướng đổi góc. Lời giải: $\alpha_{b} = \dfrac{300^\circ}{15} = 20^\circ$. Kết luận: đây là giá trị của mô hình tỉ số cố định, không khẳng định hai bánh thật cùng góc $20^\circ$. Ghi chú: sơ đồ giấy chỉ minh họa nguyên lí, không đo được lực hay góc của xe thật.

HS dùng mô hình vòng tròn quay (tâm quay chung) để giải thích vì sao bánh trong và bánh ngoài thường cần góc lái khác nhau, từ đó đánh giá được nhận định trong tình huống mở đầu.

Nhóm vẽ trên giấy A4 hai vòng tròn đồng tâm, tâm là điểm quay chung của xe, bán kính vòng trong nhỏ hơn vòng ngoài. Đánh dấu vị trí hai bánh trước trên hai vòng tròn, vẽ hướng bánh vuông góc với bán kính tới tâm quay. Phiếu học tập số 2 gồm các câu hỏi: (1) Bánh nào đi trên bán kính nhỏ hơn? (2) Để cùng quay quanh một tâm chung, hướng hai bánh có giống nhau không? (3) Hình học dẫn động lái giúp gì? (4) Vì sao không lấy một góc tương đương đại diện cho mọi bánh?

Sơ đồ nhóm có tâm quay chung, hai vòng tròn đồng tâm, hai bánh vẽ theo hai hướng khác nhau. Kết luận đúng: Khi quay vòng, hai bánh thường không cùng góc lái. Bánh trong đi trên bán kính nhỏ hơn nên cần hướng phù hợp tâm quay chung. Hình học dẫn động lái giúp giảm trượt ngang; không lấy một góc tương đương đại diện mọi bánh. Nhận định "bánh trong và ngoài phải cùng góc" là sai.

HS vận dụng các khái niệm đã học để chọn đáp án đúng, ghép khái niệm với vai trò và nhận biết kết luận có căn cứ.

Làm nhanh các câu sau trên học liệu NeoEdu (phần bài tập tương tác) hoặc phiếu: (1) Mô tả nào giải thích chính xác "Cơ cấu lái"? A. Các bộ phận truyền chuyển động tới bánh dẫn hướng; B. Bộ phận biến đổi tác động điều khiển thành chuyển động phù hợp cho dẫn động; C. Bộ phận hỗ trợ giảm sức điều khiển theo thiết kế. (2) Ghép khái niệm với vai trò: Cơ cấu lái, Dẫn động lái, Trợ lực lái. (3) Nhận định "Trợ lực lái đồng nghĩa xe tự chọn đường và người lái không phải kiểm soát hướng" đúng hay sai? (4) Chọn đúng các kết luận có căn cứ: A. Trợ lực hỗ trợ lực điều khiển; không đồng nghĩa chức năng tự lái và không thay trách nhiệm điều khiển; B. Trợ lực lái đồng nghĩa xe tự chọn đường và người lái không phải kiểm soát hướng; C. Dẫn động lái là các bộ phận truyền chuyển động tới bánh dẫn hướng.

(1) Đáp án B. (2) Cơ cấu lái – biến đổi tác động điều khiển thành chuyển động phù hợp cho dẫn động; Dẫn động lái – các bộ phận truyền chuyển động tới bánh dẫn hướng; Trợ lực lái – bộ phận hỗ trợ giảm sức điều khiển theo thiết kế. (3) Sai: trợ lực chỉ hỗ trợ lực điều khiển, không thay người lái kiểm soát hướng. (4) Đáp án A và C; ý B sai vì suy luận vượt điều kiện.

HS lập được kết luận, bằng chứng và giới hạn an toàn cho hồ sơ phản biện; đọc được phiếu triệu chứng lái và xác định hướng xử lí đúng quy trình, không thao tác trên xe thật.

Hồ sơ giả định (không yêu cầu thao tác vật lí): Một bạn nói bánh trong và ngoài phải cùng góc vì nằm cùng xe. HS viết hồ sơ phản biện gồm: kết luận, bằng chứng từ hình học vòng tròn quay, giới hạn an toàn. Thêm câu hỏi ứng dụng: "Phiếu ghi: vô lăng bị rơ bất thường khi xe đi thẳng. Quy trình hợp lí nhất để xử lí là gì?" Đáp án gợi ý: đọc triệu chứng; phân biệt phần điều khiển và trợ lực; đề xuất kiểm tra các bộ phận liên quan; chuyển người chuyên môn và ghi giới hạn kết luận.

Hồ sơ phản biện gồm ba phần: (1) Kết luận: Nhận định đó sai; khi quay vòng, hai bánh thường không cùng góc lái. (2) Bằng chứng: bánh trong đi trên bán kính nhỏ hơn quanh tâm quay chung nên cần hướng khác; hình học dẫn động lái giúp giảm trượt ngang; không lấy một góc tương đương đại diện mọi bánh. (3) Giới hạn an toàn: đây là sơ đồ giấy; mọi quyết định sửa hệ thống phải do chuyên gia xác nhận. Thang chấm tối đa 1 điểm: tiêu chí 1 và tiêu chí 2 mỗi tiêu chí 0,25 điểm; tiêu chí 3 về hình học dẫn động lái 0,25 điểm; phần giới hạn an toàn 0,25 điểm. Quy trình xử lí phiếu: đọc triệu chứng lái → phân biệt điều khiển và trợ lực → đề xuất kiểm tra các bộ phận liên quan → chuyển người chuyên môn và ghi giới hạn kết luận.