Методическая разработка "Системы питания карбюраторных двигателей"
методическая разработка по теме

Министерство лесного хозяйства Республики Башкортостан

ГБПОУ «Уфимский лесотехнический техникум»

Методические указания к проведению урока по учебной дисциплине МДК. 02.02 «Диагностическое и технологическое оборудование по техническому обслуживанию и ремонту подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования» предназначены для студентов специальности  23.02.04 «Техническая эксплуатация подъемно-транспортных дорожных машин и оборудования».

Методическая разработка урока содержит материал проведения урока с применением технологии развития критического мышления с элементами креатив технологий (метод - подводящий диалог). К уроку прилагается сценарий проведения урока, упражнение на закрепление пройденного материала, домашнее задание. Цель разработки данного урока - является  системное изложение  учебного  материала по системы питания карбюраторных двигателей.

Разработчик: Окунев С.П., преподаватель специальных дисциплин  ГБПОУ «Уфимский лесотехнический техникум».

Содержание

Цели методической разработки

Цель урока: является  системное изложение  учебного  материала по системы питания карбюраторных двигателей

Цель методическая: Создание условий для формирования профессиональных компетенций.

Формируемые профессиональные компетенции

Приобретаемые умения и навыки

Задачи  занятия:

1. образовательные:

• формирование у студентов представление о системе питания;
• научиться правильно использовать типы и виды элементов системы питания.

2. Развивающие:

• развитие активной мыслительной деятельности;
• развитие логического мышления;
• развитие познавательной активности и познавательной самостоятельности;
• развитие творческой фантазии;
• развитие умения наблюдать, замечать характерные признаки, детали;  
• развитие логического мышления; внимания; аккуратности.

3. воспитательные:

• воспитание устойчивого интереса к предмету и будущей профессии;
• воспитание внимания, чувства ответственности;
• работать в коллективе, эффективно общаться с преподавателем, друг с другом;

4. методическая:

• создание условий для усвоения нового материала через продуктивные методы обучения;

5. деятельностные:

• формирование навыков работы при изучении карбюраторных двигателей.

Обоснование выбора технологии

        Система питания карбюраторного двигателя должна обеспечивать приготовление горючей смеси в правильном соотношении бензина и воздуха и необходимого количества горючей смеси в зависимости от режима работы двигателя. В работающем двигателе различают следующие режимы: пуск холодного двигателя, работа на малой частоте вращения коленчатого вала (режим холостого хода), работа при средних нагрузках, работа при полных нагрузках, работа при резком увеличении нагрузки. Для всех режимов работы двигателя состав горючей смеси должен быть разным.

Актуальность данной технологии

        Современное строительство располагает огромным многофункциональным  парком  строительных  и  путевых  машин  и оборудования,  насчитывающим  сотни  наименований,  моделей  и типоразмеров.  Эффективное  применение  машин  требует  от  инженера-строителя  глубоких  профессиональных  знаний  в области  систем питания двигателей, механизации  и  автоматизации  строительства,  знакомства  с конструктивными  и  эксплуатационными  возможностями  различных моделей строительных машин, умений по оптимальному комплектованию ими (по номенклатуре и численному составу) технологических процессов в различных производственных условиях.

        Урок с применением технологий критического мышления способствует выработке собственного мнения студента, умение слушать и слышать собеседника, учитывая его точку зрения, формирует самостоятельное мышление, умение самостоятельно обрабатывать информацию, что способствует развитию профессиональных компетенции будущих специалистов.

Продолжительность занятия – 90 мин

Ход занятия:

1.Организационный момент. Мотивация к совершению учебной деятельности – 3 мин.

Цель этапа: психологический настрой студентов, проверка готовности к уроку, включение обучающихся в деятельность на личностно-значимом уровне.

• проверка наличия студентов на начало урока;
• проверка готовности рабочих мест (наличие тетрадей и ручек)

2. Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся – 5 мин.

Цель этапа: сформулировать цели и задачи урока, определить их границы знания и незнания, формирование вопросов, вызова, постановка студентами собственных целей:

1)  происходит совместное формулирование темы урока

2) происходит совместное формулирование цели и задач занятия.

На этой фазе образовательного процесса студенты реализуют следующие задачи:

• определяется тема изучения предстоящего учебного материала
• определяются цели изучения предстоящего учебного материала.

Тема урока: «Системы питания карбюраторных двигателей».

Цель урока: Системное изложение  учебного  материала,  освещающего  устройство, системы питания карбюраторных двигателей.

3. Актуализация знаний – 10 мин

Цель этапа: повторение изученного материала, выявление затруднений в индивидуальной деятельности каждого обучающегося; повторение изученного материала:

1) анализ работ прошлого урока;

2) набрасывание идей, предположений по теме;

3) активизация имеющихся знаний.

На этой фазе образовательного процесса студенты реализуют следующие задачи:

• самостоятельно актуализируют имеющиеся знания;
•  пробуждается интерес к теме.

4. Первичное усвоение новых знаний – 33 мин;

Цель этапа: Последовательное изложение учебного материала по намеченному плану и организация работы студентов по его осмыслению и усвоению.

1) работа в виде студент-студент-преподаватель;

2) работа в тетради;

3) работа на доске.

5. Первичная проверка понимания и первичное закрепление – 25 мин.

Цель этапа: Применение и первичное закрепление  полученных знаний, выработка у студентов умений и навыков

1. систематизация, обобщение и контроль знаний, умений и навыков;
2. выполнение упражнения.

6. Контроль усвоения, обсуждения допущенных ошибок и их коррекция  - 7 мин.

Цель этапа: Подведение итогов учебного занятия с выставлением оценок студентам за выполненное упражнение.

7. Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению – 4 мин.

Цель этапа: Домашнее задание и инструктаж по его выполнению

8. Стадия рефлексия подведение итогов урока – 3 мин.

        Цель этапа: осознание своей учебной деятельности, самооценка результатов деятельности своей и группы. Помочь учащимся самостоятельно определить направления в дальнейшем изучении материала.

        В процессе рефлексии та информация, которая была новой, становится присвоенной, превращается в собственное знание. Анализируя функции двух первых фаз – вызова и осмысления – технологии развития критического мышления, можно сделать вывод о том, что рефлексивный анализ и оценка пронизывают все этапы работы.

Сценарий урока

1. Организационный момент. Мотивация к совершению учебной деятельности – 3 мин.

Цель этапа: психологический настрой студентов, проверка готовности к уроку, включение обучающихся в деятельность на личностно-значимом уровне, формирование вопросов.

Преподаватель: Здравствуйте ребята! (проверка: отсутствующих, готовность студентов к занятию). Сегодня у нас открытый урок, и к нам пришли гости.

2. Повторение и актуализация опорных знаний – 10 мин.

Прежде чем приступить к изучению новой темы поговорим о том, чем мы занимались на прошлом уроке.

- Что мы делали на прошлом уроке? (Изучение особенностей систем смазки основных марок, двигателей основных марок)

Проводиться анализ работ совместно со студентами.

Раз урок необычный, то я хочу предложить вам самим сформулировать тему и цели нашего урока.

3.         Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся – 5 мин

Проведение «Мозгового штурма» с целью определения темы учебного занятия

Преподаватель со студентами проводит «мозговой штурм» о том, какая может быть тема учебного занятия.

Для этого преподаватель дает подсказки: работы прошлого урока и материалы и принадлежности на столах студентов.

Преподаватель: При вращении коленчатого вала начинает действовать топливный насос, который через сетчатый фильтр засасывает бензин из бака и нагнетает его в поплавковую камеру карбюратора. Перед насосом или уже после него бензин проходит через фильтр тонкой очистки топлива. При движении поршня в цилиндре вниз из распылителя поплавковой камеры вытекает топливо, а через воздушный фильтр засасывается очищенный воздух.

- Как называется данный процесс? (Принцип действия карбюраторной системы питания)

- Какие двигатели имеют внешнее смесеобразование? (Карбюраторные двигатели).

- Какова тема сегодняшнего урока? (Системы питания карбюраторных двигателей).

- Почему вы так решили? Действительно, сегодня на уроке мы поговорим о системы питания карбюраторных двигателей. Какую роль играет в нашей жизни системы питания карбюраторных двигателей.

Тема урока: «Системы питания карбюраторных двигателей».

Тогда поставим системное изложение  учебного  материала,  освещающего  устройство, системы питания карбюраторных двигателей.

4. Первичное усвоение новых знаний – 33 мин.

Цель этапа: последовательное изложение учебного материала по намеченному плану и организация студентов по его осмыслению и усвоению.

При изучении теоретического материала используется мультимедийная презентация, на которой представлено схемы, видео, системы питания карбюраторных двигателей.

Конспект занятия

Система питания карбюраторного двигателя.

От технического состояния системы питания зависят мощность двигателя, легкость его запуска, приемистость, экономичность, долговечность.

К топливной системе карбюраторных двигателей относят: топливный бак, топливопроводы, топливные фильтры, топливный насос, карбюратор, воздушный фильтр, впускной коллектор, глушитель шума выпуска отработанных газов, датчики.

Принцип действия карбюраторной системы питания следующий. При вращении коленчатого вала начинает действовать топливный насос, который через сетчатый фильтр засасывает бензин из бака и нагнетает его в поплавковую камеру карбюратора. Перед насосом или уже после него бензин проходит через фильтр тонкой очистки топлива. При движении поршня в цилиндре вниз из распылителя поплавковой камеры вытекает топливо, а через воздушный фильтр засасывается очищенный воздух.

Струя воздуха смешивается с топливом в смесительной камере и образует горючую смесь. Впускной клапан открывается, и горючая смесь поступает в цилиндр, где на определенном такте сгорает. После сгорания открывается выпускной клапан и продукты сгорания по трубопроводу поступают в глушитель, а оттуда выводятся в атмосферу.

Топливопроводы представляют собой стальные трубки, которые соединяют все приборы системы топлива двигателя.

Для приготовления смеси мельчайших частиц или паров бензина с воздухом – горючей смеси – служит карбюратор, который может состоять из поплавковой камеры с поплавком и игольчатым клапаном; камеры распылителя; входной камеры с воздушной заслонкой; смесительной камеры с диффузором; дроссельной заслонки.

Для уплотнения разъемов между системами карбюратора применяют картонные прокладки или прокладки из маслобензостойкой резины.

Устройство, регулирующее подачу топлива, находится в топливной камере. Состоит оно из поплавка и игольчатого клапана. В смесительной камере, выполненной в виде трубы, имеется сужающаяся горловина – диффузор, в которую введена трубка из поплавкой камеры – распылитель.

Со стороны поплавковой камеры распылитель имеет строго определенной формы и сечения отверстие – жиклер. Ниже диффузора расположена дроссельная заслонка. Расположение дроссельной заслонки регулирует количество подаваемой горючей смеси в камеру сгорания. Кроме нее количество подаваемой горючей смеси регулируется путем увеличения оборотов коленчатого вала. Уровень топлива в поплавковой камере снижается, вместе с ним опускается поплавок, открывая доступ к топливу.

Чем больше открывается дроссель, тем больше увеличивается скорость потока воздуха и растет разряжение на конце распылителя. Количество топлива, поступающего через топливный жиклер, будет увеличиваться. Однако обогащению смеси препятствует поступление воздуха через воздушный жиклер, снижающее разряжение у топливного жиклера. В результате через распылитель в смесительную камеру поступает не бензин, а его эмульсия (смесь бензина с воздухом) и в диапазоне от режима холостого хода до полных нагрузок горючая смесь будет необходимого обедненного состава.

Все приборы системы топлива двигателя соединены стальными трубками – топливопроводами. На малых оборотах коленачатого вала для приготовления горючей смеси предназначена система холостого хода. Так как дроссельная заслонка почти закрыта, разряжение у распылителя настолько мало, что топливо из главной дозирующей системы поступать не будет.

В режиме холостого хода в цилиндрах остается много отработанных газов в отношении к поступающему количеству горючей смеси. Такая рабочая смесь горит медленно, поэтому для устойчивой работы двигателя ее нужно обогатить топливом. Для обогащения топливо подводят за дроссельную заслонку, в область наибольшего разряжения.

Состоит система холостого хода из топливного жиклера холостого хода, воздушного жиклера и регулировочного винта. Под дроссельной заслонкой создается большее разряжение. Под действием этого разряжения топливо переходит через жиклер холостого хода и смешивается с воздухом из воздушного жиклера, а затем в виде эмульсии вытекает из отверстия под дросселем.

Система холостого хода имеет два отверстия: одно отверстие находится над дросселем, другое ниже его. При малых оборотах коленчатого вала через нижнее отверстие вытекает топливная эмульсия, а через верхнее отверстие подсасывается воздух.

Если дроссельная заслонка открыта, эмульсия поступает в камеру сгорания через оба отверстия, что дает возможность плавно переходить от оборотов холостого хода к малым нагрузкам. Проходное сечение нижнего отверстия изменяется вращением регулировочного винта. За счет изменения сечения эмульсионного канала можно менять качество подаваемой горючей смеси. При завертывании регулировочного винта смесь обедняется, при вывертывании – обогащается.

Упорный винт дроссельной головки регулирует количество поступающей смеси. Если винт ввертывать, дроссель будет открываться, увеличивая количество поступающей смеси, что приведет к увеличению частоты вращения коленчатого вала двигателя. Если винт дросселя вывертывать, дроссель закроется, количество поступающей смеси уменьшится, уменьшится и число оборотов коленчатого вала.

Для обогащения горючей смеси при полных нагрузках и разгоне автомобиля, когда дроссель открыт не полностью, служит экономайзер. Он состоит из клапана, который прижимается к седлу пружиной, жиклера и деталей привода. Рычаг привода клапана экономайзера неподвижно закреплен на оси дроссельной заслонки. Клапан срабатывает, когда дроссель открывается почти полностью и обеспечивает дополнительную подачу топлива к распылителю.

Так как главное дозирующее устройство обеспечивает плавное обеднение горючей смеси во время перехода от малых нагрузок двигателя к средним, т. е. отрегулировано для обеспечения приготовления горючей смеси обедненного состава, то для получения максимальной мощности двигателя смесь необходимо обогатить.

Обогащение смеси достигается с помощью экономайзера, когда топливо поступает к распылителю не только через главный жиклер, но и через клапан экономайзера. В этом случае главная дозирующая система и экономайзер, действуя совместно, обеспечивают обогащенную смесь, которая необходима для получения большой мощности двигателя.

Для обогащения горючей смеси при резком открытии дроссельной заслонки, для обеспечения приемистости двигателя, т. е. для возможности резкого перехода от малых нагрузок к большим, служит ускорительный насос, который состоит из колодца, штока, тяги, рычага, нагнетательного клапана и обратного клапана. Когда дроссель быстро открывается, пружина сжимается и поршень, перемещаясь вниз, давит на топливо.

Гидравлический удар топлива закрывает обратный клапан и открывает нагнетательный. Топливо через распылитель попадает в смесительную камеру. Пружина разжимается и продолжает перемещать поршень вниз еще 1–2 с, что дает возможность впрыснуть дополнительную порцию топлива.

При резком открытии дроссельной заслонки воздух в смесительную камеру поступает гораздо быстрее, чем происходит подача топлива через жиклеры и распылители, что приводит к резкому обеднению горючей смеси и может вызвать остановку двигателя. Чтобы этого не произошло, необходимо обеспечить принудительное впрыскивание бензина в смесительную камеру для кратковременного обогащения горючей смеси. Эту задачу и выполняет ускорительный насос.

Для обогащения смеси при пуске и прогреве пускового двигателя служит пусковое устройство. Оно представляет собой заслонку с приводом из кабины водителя. Для того чтобы не произошло чрезмерного обогащения смеси на воздушной заслонке, может быть предусмотрен клапан, который открывается под давлением атмосферы при возникновении значительного разрежения в смесительной камере карбюратора после пуска двигателя.

Положение заслонки регулируется с помощью троса, выведенного в кабину. Одновременно с закрытием воздушной заслонки приоткрывшийся дроссель не дает двигателю остановиться. Ось воздушной заслонки во впускном клапане установлена несимметрично, чтобы под действием разницы давлений потока воздуха на обе части заслонки она стремилась открыться.

Такая конструкция заслонки предохраняет смесь от переобогащения при пуске двигателя, и в то же время это не дает двигателю остановиться, так как смесь автоматически обогащается при снижении числа оборотов коленчатого вала.

Для улучшения наполнения и равномерного распределения горючей смеси по камерам сгорания цилиндров применяют двухкамерные карбюраторы. В этом случае главное дозирующее устройство обеспечивает пневматическое торможение топлива, что компенсирует состав горючей смеси. В корпусе карбюратора располагаются две смесительные камеры. Каждая камера питает свою группу цилиндров. Поплавковая камера, всасывающий патрубок с воздушной заслонкой, экономайзер и ускорительный насос являются общими для обеих камер и карбюратора.

Для ограничения максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя служит ограничитель, состоящий из центробежного датчика и пневматического диафрагменного механизма. Датчик крепится к крышке распределительных шестерен, его ротор приводится во вращение от распределительного вала двигателя. Исполнительный механизм, закрепленный на карбюраторе, воздействует на дроссельные заслонки.

Датчик соединен воздухопроводами с исполнительным механизмом и всасывающим патрубком карбюратора. Если частота вращения коленчатого вала не больше максимального значения, клапан датчика открыт, а верхняя и нижняя полости исполнительного механизма сообщаются с всасывающим патрубком и смесительной камерой карбюратора. На дроссельные заслонки в это время механизм не воздействует.

В случае превышения значения частоты вращения коленчатого вала, на которое отрегулирован датчик, клапан ротора под действием центробежных сил перекрывает канал доступа воздуха в полость под диафрагмой. При этом разрежение, передаваемое из смесительной камеры, создает силу для перемещения диафрагмы вверх. Через рычаг и шток прикрываются дроссельные заслонки, и частота вращения коленчатого вала не превысит заданного значения.

Под действием натянутой пружины устройство возвращается в исходное положение, и дроссельные заслонки открываются. На современных автомобилях карбюраторные системы питания часто заменяют инжекторными системами впрыска топлива, системой распределенного впрыска, системой центрального одноточечного впрыска топлива. Преимущество инжекторной системы по сравнению с карбюраторной состоит в отсутствии добавочного сопротивления потоку воздуха в виде диффузора карбюратора. Это способствует улучшению наполнения камер сгорания цилиндров и получению более высокой мощности двигателя; улучшению продувки цилиндров за счет использования возможности более длительного периода перекрытия клапанов; улучшению качества приготовления рабочей смеси за счет продувки камер сгорания чистым воздухом без примеси паров питания; обеспечивает большую степень оптимизации состава рабочей смеси на всех режимах работы двигателя с учетом его технического состояния; способствует более точному по составу смеси распределению топлива по цилиндрам, что дает возможность использовать бензин с более низким октановым числом.

Система распределенного впрыска топлива относится к наиболее совершенным. Основным функциональным элементом системы является электронный блок управления, который представляет собой бортовой компьютер автомобиля. Система распределенного впрыска топлива включает в себя подсистему подачи воздуха с дроссельной заслонкой; подсистему подачи топлива с форсунками по одной на каждый цилиндр; систему улавливания и сжижения паров бензина; систему дожигания отработанных газов. Электронный блок управления выполняет также самодиагностические и диагностические функции.

В системе центрального одноточечного впрыска топлива подача топлива осуществляется с помощью центрального модуля впрыска с одной электромагнитной форсункой, однако ее главное отличие состоит в отсутствии отдельного для каждого цилиндра впрыска топлива. Распределение горючей смеси по цилиндрам происходит так же, как и в карбюраторной системе.

        Объяснение сопровождается показом преподавателя на доске.

5. Первичное проверка понимания и первичное закрепление – 25 мин.

Цель этапа: Выявить проблемы первичного осмысления, провести коррекцию.

Студенты выполняют упражнение на приобретение навыков работы с пунктами по системе питания двигателей (по видео).

6. Контроль усвоения, обсуждения допущенных ошибок и их коррекция – 7 мин.

Цель этапа: Подведение итогов учебного занятия с выставлением оценок студентам за выполненное упражнение (проведение тестирования).

7. Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению – 4 мин.

Цель этапа: Домашнее задание и инструктаж по его выполнению

Выполнение упражнения - Осн. лит. стр. 123-128 с учебного плана.

8. Стадия рефлексия- подведение итогов урока – 3 мин.

Цель этапа: Осознание своей учебной деятельности, самооценка результатов деятельности своей и группы. Помочь учащимся самостоятельно определить направления в дальнейшем изучении материала.

В процессе рефлексии та информация, которая была новой, становится присвоенной, превращается в собственное знание. Анализируя функции двух первых фаз – вызова и осмысления – технологии развития критического мышления, можно сделать вывод о том, что рефлексивный анализ и оценка пронизывают все этапы работы.

Преподаватель выдает студентом карточки с цифрами от 1 до 5 (бальная оценка урока):

        Если вам понравился урок, и вы считаете, что мы достигли цели поставленной в начале урока, то отмечайте максимальной 5-ти бальной карточкой, если нет – то показывайте карточки по мере уменьшение балов.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА УРОКА

Литература

1. Гладов Г.И. Тракторы. Устройство и техническое обслуживание .Допущено Экспертным советом по профессиональному образованию в качестве учебного пособия для НПО М Академия, 2015 г.
2. Стуканов В.А., Леонтьев К.Н. Устройство автомобилей: учебное пособие – М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2015. – 496 с.Основина Л.Г. Автомобильные дороги. Строительство, ремонт, эксплуатация. Ростов н/Д.: 2011 г.
3. Светлов М.В .Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта .Дипломное проектирование. Рекомендовано ФГУ  «ФИРО в качестве учебного пособия для СПО .Рег.№ рецензии 441 от 02.07.2009г ФГУ «ФИРО» М Кнорус, 2013.
4. Устройство автомобилей: учебник для студ. учреждений средн. проф. образования /А.П. Пехальский, И.А. Пехальский. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 528 с.