Giáo án Tổng kết Chương VI

Kích hoạt kiến thức nền về động cơ đốt trong; xác định nhiệm vụ hệ thống hoá chương VI và tinh thần an toàn khi tiếp xúc với động cơ.

GV đưa ảnh một chiếc xe máy và một chiếc ô tô tải, hỏi: «Hai xe này dùng loại động cơ nào? Dựa vào đâu để em biết?». Sau đó đưa tình huống ngắn: «Xe đang chạy, đèn cảnh báo nhiệt độ sáng, bạn định mở ngay nắp nước nóng. Bạn nghĩ sao?». HS trả lời miệng, GV ghi các ý lên bảng và nêu mục tiêu tiết học.

Các ý kiến nhanh của HS, ví dụ: «Xe máy thường dùng động cơ xăng, có bugi; xe tải có thể là Diesel, không có bugi đánh lửa». Với tình huống: «Không nên mở nắp khi đang nóng vì có thể bị bỏng hơi nước và chất lỏng nóng; nên dừng xe an toàn và báo người có chuyên môn». Nhiệm vụ học tập được xác định: hệ thống hoá loại động cơ, chu trình, cơ cấu, hệ thống và luyện giải hồ sơ tổng hợp.

Hệ thống hoá được động cơ đốt trong theo loại động cơ, chu trình làm việc (bốn kì, hai kì), mối liên hệ giữa số vòng trục khuỷu và số hành trình, cũng như chức năng các cơ cấu chính.

Nhóm 4 HS dùng khăn trải bàn, hoàn thành Phiếu học tập số 1 (nội dung trong phần worksheets). Các nhóm thảo luận để điền vào bốn ô: (1) Loại động cơ; (2) Chu trình bốn kì và hai kì; (3) Quan hệ số vòng trục khuỷu – số hành trình; (4) Chức năng của piston, thanh truyền, trục khuỷu, trục cam và cơ cấu phối khí. GV yêu cầu HS dùng mũi tên nối các khái niệm để tạo sơ đồ liên hệ của chương.

Sơ đồ liên hệ trên khăn trải bàn gồm các nội dung chính:

• Động cơ đốt trong là động cơ có quá trình cháy nhiên liệu trong không gian làm việc, gồm động cơ xăng (đánh lửa cưỡng bức, hòa khí) và động cơ Diesel (nén không khí rồi phun nhiên liệu để tự cháy).
• Chu trình bốn kì: bốn hành trình (nạp, nén, cháy – giãn nở, thải) cần hai vòng trục khuỷu, tương ứng 720°; trục cam quay bằng một nửa tốc độ trục khuỷu.
• Chu trình hai kì: hoàn thành trong một vòng trục khuỷu, tương ứng 360°.
• Piston nhận lực khí và chuyển động tịnh tiến; thanh truyền nối piston với trục khuỷu; trục khuỷu biến chuyển động tịnh tiến thành chuyển động quay; cơ cấu phối khí điều khiển trao đổi khí đúng thời điểm.

Nêu được chức năng của các hệ thống bôi trơn, làm mát, nhiên liệu, khởi động, đánh lửa (xăng), xử lí khí thải và giải thích được vì sao các hệ thống này không loại trừ mọi nguy cơ.

Cá nhân HS đọc nhanh phần «Ghi nhớ» và hoàn thành phần A của Phiếu học tập số 2 (bảng 6 hệ thống, cột «Chức năng», cột «Lưu ý an toàn»). Sau đó cặp đôi kiểm tra chéo và bổ sung. Nhiệm vụ trọng tâm: mỗi hệ thống có một câu «Hệ thống này giúp gì?» và một câu «Vì sao vẫn có nguy cơ?».

Bảng hệ thống hoàn chỉnh (trình bày dạng danh sách):

• Bôi trơn: cấp chất bôi trơn để giảm ma sát và hỗ trợ bảo vệ bề mặt; lưu ý: dầu nóng, không thao tác khi máy đang nóng.
• Làm mát: duy trì nhiệt độ động cơ trong phạm vi phù hợp; lưu ý: hệ thống có áp suất và chất lỏng nóng.
• Nhiên liệu: cung cấp nhiên liệu cho quá trình cháy; lưu ý: rò rỉ nhiên liệu có thể gây cháy.
• Khởi động: cung cấp tác động ban đầu để động cơ bắt đầu tự làm việc; lưu ý: không khởi động khi có người đang sửa chữa.
• Đánh lửa (động cơ xăng): tạo tia lửa điện đúng thời điểm; lưu ý: hệ thống điện có điện áp cao.
• Xử lí khí thải: giảm chất độc trong khí thải; lưu ý: không nổ máy trong không gian kín dù có bộ xử lí khí thải.

Củng cố khái niệm động cơ, chu trình, cơ cấu, hệ thống; vận dụng công thức hiệu suất và tỉ số nén; rèn luyện kĩ năng nhận diện mệnh đề đúng sai.

Cặp đôi thực hiện 10 bài tập trên bảng phụ (hoặc học liệu NeoEdu nếu có thời gian). Bài 1–4: chọn mô tả đúng. Bài 5–8: nhận định Đúng/Sai và giải thích. Bài 9–10: tính toán.
Đề bài:

1. Mô tả nào giải thích chính xác «Động cơ đốt trong»? A. Động cơ thông dụng dùng đánh lửa cưỡng bức cho hòa khí; B. Động cơ có quá trình cháy nhiên liệu trong không gian làm việc; C. Động cơ nén không khí rồi phun nhiên liệu để tự cháy.
2. Mô tả nào giải thích chính xác «Hành trình piston»? A. Chu trình hoàn thành trong bốn hành trình và hai vòng trục khuỷu; B. Khoảng cách giữa điểm chết trên và điểm chết dưới; C. Tỉ số thể tích toàn phần với thể tích buồng cháy.
3. Mô tả nào giải thích chính xác «Piston»? A. Bộ phận nối piston với trục khuỷu và truyền lực; B. Bộ phận chuyển động tịnh tiến nhận lực khí trong xi lanh; C. Cơ cấu điều khiển quá trình nạp và thải đúng thời điểm.
4. Mô tả nào giải thích chính xác «Bôi trơn»? A. Duy trì nhiệt độ động cơ trong phạm vi phù hợp; B. Cấp chất bôi trơn để giảm ma sát và hỗ trợ bảo vệ bề mặt; C. Cung cấp tác động ban đầu để động cơ bắt đầu tự làm việc.
5. Động cơ Diesel thông dụng phải có bugi đánh lửa giống động cơ xăng mới sinh công. (Đúng/Sai)
6. Động cơ bốn kì hoàn thành một chu trình chỉ trong một vòng trục khuỷu. (Đúng/Sai)
7. Ở động cơ bốn kì dùng trục cam thông dụng, trục cam phải quay nhanh gấp đôi trục khuỷu. (Đúng/Sai)
8. Có bộ xử lí khí thải thì có thể nổ máy trong phòng đóng kín. (Đúng/Sai)
9. Năng lượng nhiên liệu cấp mô hình là 100 kJ, cơ năng có ích 32 kJ. Hiệu suất bằng bao nhiêu phần trăm?
10. Một xi lanh có thể tích công tác 450 cm³, thể tích buồng cháy 50 cm³. Tỉ số nén bằng bao nhiêu?

Đáp án và lời giải:

1. B. Động cơ đốt trong là động cơ có quá trình cháy nhiên liệu trong không gian làm việc; A và C thuộc động cơ xăng và Diesel.
2. B. Hành trình piston là khoảng cách giữa điểm chết trên và điểm chết dưới.
3. B. Piston là bộ phận chuyển động tịnh tiến nhận lực khí trong xi lanh.
4. B. Bôi trơn là cấp chất bôi trơn để giảm ma sát và hỗ trợ bảo vệ bề mặt.
5. Sai. Diesel tự cháy nhờ không khí nóng sau nén; bugi sấy (nếu có) không đồng nghĩa bugi đánh lửa.
6. Sai. Bốn hành trình ứng với hai vòng trục khuỷu, tức 720°.
7. Sai. Trục cam thường quay bằng một nửa tốc độ trục khuỷu.
8. Sai. Khí thải vẫn nguy hiểm; không chạy động cơ trong không gian kín dù có xử lí khí thải.
9. $H=\dfrac{32}{100}\times100\%=32\%$. Phần còn lại là các tổn hao.
10. $\varepsilon=\dfrac{450+50}{50}=10$. Phải cộng thể tích buồng cháy vào tử số.

Vận dụng các kiến thức chương VI để phân tích một hồ sơ tình huống thực tế: xác định nhiệm vụ, đối chiếu tiêu chí, tách số liệu giả định khỏi quan sát, đưa ra kết luận và hướng xử lí an toàn.

Nhóm 4 HS đọc Phiếu học tập số 2 (phần B) gồm hồ sơ tình huống: «Hồ sơ xe đang chạy ghi cảnh báo nhiệt độ cao. Người lái định mở ngay nắp nước nóng để thêm nước. Đánh giá.» Nhóm thực hiện theo 4 bước: (1) Nhiệm vụ và chỉ tiêu cần kết luận; (2) Dữ liệu, đơn vị, điều kiện; (3) Đối chiếu bốn điểm: động cơ đốt trong, hành trình piston, piston, bôi trơn; (4) Kết luận và hướng xử lí. Đặc biệt nêu rõ: không lấy điểm tốt của chỉ tiêu khác để bù khi thiếu tiêu chí bắt buộc, và HS không xử lí nắp, quạt, dây đai, nhiên liệu hoặc điện của xe thật.

Kết luận của nhóm:

• Nhiệm vụ: đánh giá hành động mở nắp nước nóng khi cảnh báo nhiệt độ cao.
• Dữ liệu: xe đang chạy, cảnh báo nhiệt độ cao (quan sát thật từ hồ sơ); việc «thiếu nước» là giả định cần xác minh.
• Kết luận: không mở nắp khi hệ thống đang nóng. Áp suất và chất lỏng nóng có thể gây bỏng; cảnh báo không chỉ có nghĩa là thiếu nước.
• Hướng xử lí: dừng xe ở nơi an toàn theo hướng dẫn của nhà sản xuất; gọi người có chuyên môn hỗ trợ xác minh nguyên nhân.
• Giới hạn: HS không xử lí nắp, quạt, dây đai, nhiên liệu hoặc điện của xe thật.