Методическая разработка урока по теме: «Автомобильные двигатели. Классификация поршневых двигателей внутреннего сгорания»

Структурная часть

Деятельность преподавателя

Деятельность учащихся

Цели

1. Организационный момент – 1 мин.

Приветствует учащихся, отмечает в журнале отсутствующих.

Учащиеся приветствуют преподавателя, командир помогает преподавателю отметить отсутствующих.

Подготовка учащихся к работе на занятии, включение учащихся в деловой ритм.

2. Актуализация опорных знаний через опрос учащихся – 4 мин.

Ребята, скажите, пожалуйста:

«Каково устройство автомобиля?»

Учащиеся отвечают на заданные преподавателем вопросы.

Выяснение степени ознакомления с устройством автомобиля.

3.

Мотивация учебной деятельности – 1 мин.

Итак, ребята, мы с вами вспомнили, каково устройство автомобиля.

А сегодня рассмотрим автомобильные двигатели и классификацию поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Учащиеся внимательно слушают преподавателя.

Организация внимания учащихся, обеспечение восприятия нового материала.

4. Изучение нового материала – 25 мин.

Итак, тема нашего занятия: «Автомобильные двигатели. Классификация поршневых двигателей внутреннего сгорания».

Цель, которая будет стоять перед нами — разобраться, какие двигатели устанавливают на автомобили и как классифицируются поршневые двигатели внутреннего сгорания?

Я надеюсь, что ответ на этот вопросы вы найдете в течение нашего занятия.

«Ребята, как вы думаете, для чего нужен двигатель?»

Двигатель является на автомобиле основным источником механической энергии и используется в качестве силовой установки, приводящей машину в движение. На автотранспортные средства устанавливают двигатели различных конструкций, среди которых большее распространение получили поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Гораздо в меньшей степени используются роторные двигатели внутреннего сгорания (двигатели Ванкеля), и всё большее число производителей склоняется к применению комбинированных (гибридных) установок, объединяющих в себе поршневой ДВС и электродвигатель. На части техники устанавливаются  газотурбинные двигатели и электродвигатели.
Поршневыми двигателями внутреннего сгорания (рис. 2.1)  комплектуется большинство современных автомобилей. В поршневых двигателях давление газов, образующееся от сгорания топлива в камере сгорания, воспринимается поршнем, движущимся в цилиндре. Возвратно-поступательное движение поршня посредством кривошипно-шатунного механизма преобразуется во вращательное движение коленчатого вала.
К поршневым ДВС относятся  дизельные двигатели, с самовоспламенением топливно-воздушной смеси и двигатели Отто, с воспламенением смеси от постороннего источника тепла, например от электрической искры, образующейся между электродами свечи системы зажигания. Такие двигатели называют двигателями с искровым зажиганием. По конструкции кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов дизельные двигатели и двигатели Отто практически не отличаются.

Роторные двигатели внутреннего сгорания (рис. 2.2) имеют ряд преимуществ перед поршневыми двигателями и ряд недостатков, сдерживающих их широкое применение. С двигателем экспериментировали многие известные автомобилестроительные фирмы, включая Волжский Автомобильный Завод (ВАЗ), но на сегодняшний день, пожалуй, только «Мазда» серийно устанавливает их на спортивные версии своих машин.
В двигателе Ванкеля роль поршня выполняет ротор, имеющий форму равностороннего треугольника со скруглёнными вершинами и слегка выпуклыми сторонами, вращающийся в овальном корпусе (цилиндре) по сложной траектории (эпитрохоиде)

Комбинированные (гибридные) двигатели имеют в своём составе двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель, осуществляющий передачу крутящего момента на коленчатый вал ДВС или непосредственно на ведущие колёса автомобиля. В силу свойства «обратимости электрических машин» электродвигатель, в подобных устройствах, может выполнять функции как стартера, осуществляя вращение коленчатого вала ДВС при запуске и, в определённых условиях, обеспечивая движение автомобиля без его участия, так и генератора, работая на подзарядку аккумуляторных батарей при установившихся режимах движения. Автомобили подобных конструкций отличает высокая топливная экономичность и соответствие современным требованиям экологической безопасности.
Термин «комбинированный двигатель» также применяется для поршневых двигателей, имеющих в своём составе газовую турбину и компрессор (турбокомпрессорный двигатель).

Газотурбинные двигатели, как самостоятельные силовые установки, широкого распространения на автомобильной технике не имеют. Их применение в основном ограничено в качестве вспомогательных агрегатов поршневых двигателей. Например, газотурбинные системы наддува ДВС. Схема турбокомпрессорного двигателя (турбокомпрессора) показана на рис. 2.3.

Электродвигатели в качестве самостоятельной силовой установки по объективным для сегодняшнего дня причинам на серийных моделях автомобилей практически не используются.

«Ребята, скажите, пожалуйста, а чем отличаются двигатели внутреннего сгорания?»

Поршневые двигатели внутреннего сгорания можно условно классифицировать:
1) по способу смесеобразования и виду применяемого топлива; 2) по способу осуществления рабочего цикла; 3) по числу цилиндров и их расположению; 4) по способу охлаждения и смазки деталей и т.п.
По способу смесеобразования двигатели внутреннего сгорания делятся на двигатели с внешним смесеобразованием и двигатели с внутренним смесеобразованием.

Автомобильные двигатели с внешним смесеобразованием работают на лёгком топливе, в основном на бензине или газе. Приготовление топливно-воздушной смеси, и её дозирование осуществляют карбюраторные, газобаллонные и инжекторные системы питания.

Образование топливно-воздушной смеси происходит вне цилиндра двигателя - в смесительной камере карбюратора, в специальном смесителе или непосредственно во впускном коллекторе. Смесь в цилиндре воспламеняется в конце такта сжатия, принудительно от электрической искры.
Автомобильные двигатели с внутренним смесеобразованием работают, в основном на дизельном топливе, которое относится к тяжёлым видам топлив. К этому же виду топлива относят «солярку», мазут и сырую нефть. В дизельных двигателях смесь приготавливается непосредственно в цилиндре из воздуха и топлива, подаваемых в цилиндр раздельно. Воспламенение топливно-воздушной смеси в цилиндре происходит самопроизвольно от воздействия высокой температуры при сжатии. Исключением являетсясистема непосредственного впрыска бензина, где зажигание смеси осуществляется от электрической искры.
По способу осуществления рабочего цикла следует различать двухтактные и четырёхтактные двигатели. У первых, рабочий циклсовершается за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала. У вторых, рабочий цикл совершается за четыре хода поршня, т.е. за два оборота коленчатого вала.

Под рабочим циклом двигателя следует понимать совокупность процессов, протекающих в цилиндрах двигателя и «заставляющих» его работать.
Подавляющее большинство современных автомобилей оборудуются четырёхтактными двигателями.
По числу цилиндров и их расположению двигатели делятся на двух – и многоцилиндровые с рядным, многорядным, вертикальным, наклонным, звездообразным и горизонтальным расположением цилиндров (рис. 2.4). 

Многорядные двигатели можно разделить на: 1) V – образные двухрядные двигатели, с углом развала цилиндров 90 и менее градусов; 2) U – образные двухрядные двигатели; 3) оппозитные двигатели с расположением цилиндров под углом 180 градусов друг к другу; 4)W – образные трёхрядные двигатели; и 5) двигатели с большим числом рядов цилиндров.
Многорядное расположение цилиндров двигателя позволяет уменьшить габаритную длину двигателя при сохранении числа цилиндров. Оппозитное, т.е. лежачее расположение цилиндров, уменьшает габаритную высоту двигателя, что в свою очередь позволяет снизить центр тяжести автомобиля и, тем самым улучшить его устойчивость.
По способу охлаждения и смазки деталей различают двигатели с воздушным и жидкостным охлаждением, с принудительной смазкой деталей, смазкой разбрызгиванием и комбинированной смазкой.
Также имеются и иные конструктивные отличия двигателей.

Учащиеся записывают название темы занятия.

Учащиеся отвечают на поставленный преподавателем вопрос.

Учащиеся записывают в тетради определение двигателя автомобиля.

Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя.

Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя.

Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя.

Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя.

Учащиеся отвечают на поставленный преподавателем вопрос.

Учащиеся записывают в тетради

классификацию двигателей внутреннего сгорания.

Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя.

Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя и зарисовывают в тетради расположение цилиндров двигателя.

Учащиеся самостоятельно работают с наглядным пособием, слушают объяснения преподавателя.

Преподаватель сообщает тему урока и нацеливает учащихся на изучение нового материала.

Изучение нового материала начинается с вопроса: «Ребята, для чего нужен двигатель?»

Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Поршневой двигатель внутреннего сгорания»

Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Роторные двигатели внутреннего сгорания»

Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Комбинированные двигатели»

Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Газотурбинные двигатели»

Преподаватель обращает внимание на классификацию поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Принцип работы 4-х тактного двигателя»

Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Расположение цилиндров двигателя»

Применяется объяснительно-иллюстрированный метод, используются наглядное пособие «Система жидкостного охлаждения»

5. Закрепление изучаемого материала – 8 мин.

Итак, давайте закрепим материал нашей темы. Я предлагаю вам обратиться к записям в своих тетрадях с целью повторения материала.

Ну, а теперь ответьте на вопросы:

А) Для чего нужен двигатель?

Б) Чем отличаются двигатели внутреннего сгорания?

Учащиеся работают со своими тетрадями.

Предполагаемые ответы:
А) Двигатель является на автомобиле основным источником механической энергии и используется в качестве силовой установки, приводящей машину в движение.

1) по способу смесеобразования и виду применяемого топлива; 2) по способу осуществления рабочего цикла; 3) по числу цилиндров и их расположению; 4) по способу охлаждения и смазки деталей.

Самостоятельная работа с тетрадями.

Используется метод контроля (письменная проверка знаний).

6. Обобщение и систематизация изучаемого материала – 2 мин.

Предлагаю рассказать, что нового учащиеся узнали на уроке.

Слушают вопросы, отвечают, делают выводы по изученному материалу.

7. Подведение итогов занятия и оценка деятельности учащихся – 3 мин.

Вначале занятия перед вами был поставлен вопросы: «Какие двигатели устанавливаются на автомобили и как классифицируются поршневые двигатели внутреннего сгорания?»

Я надеюсь, что вы уже сможете ответить на эти вопросы.

Итак,

1. Какова цель нашего занятия?

2. Достигли ли мы ее?

3. Что нового вы сегодня узнали?

4. Вам понравилось занятие?

Преподаватель делает выводы по результатам занятия, анализирует работу учащихся.

Знакомит с оценками за работу на уроке.

Каждый учащийся высказывает свое мнение по данному вопросу.

Учащиеся отвечают на поставленные преподавателем вопросы.

Учащиеся слушают, анализируют, делают выводы.

Рефлексия

8. Сообщение домашнего задания – 1 мин.

К следующему уроку, знать какие функции выполняют узлы и механизмы трансмиссии и коробки передач автомобиля?

Учащиеся записывают домашнее задание.

Информация домашнего задания, инструкция по его выполнению.