Методическое обеспечение темы «Система питания дизельных двигателей» предмета «Устройство и эксплуатация автомобиля» при подготовке сл

Таким образом, при разделенной камере сгорания происходит как бы двухступенчатое сгорание топлива. Это снижает нагрузку на поршневую группу, а также делает звук работы двигателя более мягким. Недостатком дизельных двигателей с разделенной камерой сгорания являются: увеличение расхода топлива вследствие потерь из-за увеличенной поверхности камеры сгорания, больших потерь на перетекание воздушного заряда в дополнительную камеру и горящей смеси обратно в цилиндр. Кроме того, ухудшаются пусковые качества.

Дизельные двигатели с неразделенной камерой называют также дизелями с непосредственным впрыском. Топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр, камера сгорания выполнена в днище поршня. До недавнего времени непосредственный впрыск использовался на низкооборотистых дизелях большого объема (проще говоря, на грузовиках). Хотя такие двигатели экономичнее моторов с разделенными камерами сгорания, их применение на небольших дизелях сдерживалось трудностями организации процесса сгорания, а также повышенными шумом и вибрацией, особенно в режиме разгона.

Сейчас благодаря повсеместному внедрению электронного управления процессом дозирования топлива удалось оптимизировать процесс сгорания топливной смеси в дизеле с неразделенной камерой сгорания и существенно снизить шумность. Новые дизельные двигатели разрабатываются только с непосредственным впрыском.

Системы питания дизелей

Важнейшим звеном дизельного двигателя является система топливоподачи, обеспечивающая поступление необходимого количества топлива в нужный момент времени и с заданным давлением в камеру сгорания.

Рисунок 5 Система питания дизельных двигателей

Топливный насос высокого давления (ТНВД), принимая горючее из бака от подкачивающего насоса (низкого давления), в требуемой последовательности поочередно нагнетает нужные порции солярки в индивидуальную магистраль гидромеханической форсунки каждого цилиндра. Такие форсунки открываются исключительно под воздействием высокого давления в топливной магистрали и закрываются при его снижении.

Существует два типа ТНВД: рядные многоплунжерные и распределительного типа. Рядный ТНВД состоит из отдельных секций по числу цилиндров дизеля, каждая из которых имеет гильзу и входящий в нее плунжер, который приводится в движение кулачковым валом, получающим вращение от двигателя. Секции таких механизмов расположены, как правило, в ряд, отсюда и название - рядные ТНВД. Рядные насосы в настоящее время практически не применяются ввиду того, что они не могут обеспечить выполнение современных требований по экологии и шумности. Кроме того, давление впрыска таких насосов зависит от оборотов коленвала.

Распределительные ТНВД создают значительно более высокое давление впрыска топлива, нежели насосы рядные, и обеспечивают выполнение действующих нормативов, регламентирующих токсичность выхлопа. Этот механизм поддерживает нужное давление в системе в зависимости от режима работы двигателя. В распределительных ТНВД система нагнетания имеет один плунжер-распределитель, совершающий поступательное движение для нагнетания топлива и вращательное для распределения топлива по форсункам. Эти насосы компактны, отличаются высокой равномерностью подачи топлива по цилиндрам и отличной работой на высоких оборотах. В то же время они предъявляют очень высокие требования к чистоте и качеству дизтоплива: ведь все их детали смазываются топливом, а зазоры в прецизионных элементах очень малы.

Ужесточение в начале 90-х законодательных экологических требований, предъявляемых к дизелям, заставило моторостроителей интенсивно совершенствовать топливоподачу. Сразу же стало ясно, что с устаревшей механической системой питания эту задачу не решить. Традиционные механические системы впрыска топлива имеют существенный недостаток: давление впрыска зависит от частоты вращения двигателя и нагрузочного режима. Это значит, что при низкой нагрузке давление впрыска падает, в результате топливо при впрыске плохо распыляется, попадая в камеру сгорания слишком крупными каплями, которые оседают на ее внутренних поверхностях. Из-за этого уменьшается КПД сгорания топлива и повышается уровень токсичности отработанных газов.

Кардинально изменить ситуацию могла только оптимизация процесса горения топливо - воздушной смеси. Для чего надо заставить весь её объём воспламениться в максимально короткое время. А здесь необходима высокая точность дозы и точность момента впрыскивания. Сделать это можно, только подняв давление впрыска топлива и применив электронное управление процессом топливоподачи. Дело в том, что чем выше давление впрыска, тем лучше качество его распыления, а соответственно – и смешивания с воздухом. В конечном итоге это способствует более полному сгоранию топливо–воздушной смеси, а значит и уменьшению вредных веществ в выхлопе. Хорошо, спросите вы, а почему бы не сделать такое же повышенное давление в обычном ТНВД и всей этой системе? Увы, не получится. Потому что есть такое понятие, как "волновое гидравлическое давление". При любом изменении расхода топлива в трубопроводах от ТНВД к форсункам возникают волны давления, "бегающие" по топливопроводу. И чем сильнее давление, тем сильнее эти волны. И если далее повышать давление, то в какой-то момент может произойти обыкновенное разрушение трубопроводов. Ну, а о точности дозирования механической системы впрыска даже и говорить не приходится.

3 ДИДАКТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТЕМЫ

С помощью дидактического анализа можно выяснить, какие знания и умения нужно формировать у учащихся, на какие части или смысловые дозы следует разбивать учебный материал, чтобы он был логически завершенным и последовательным, какие оптимальные формы и методы контроля целесообразно применить, какие способы изложения материала будут более доступными для восприятия учащимися, какие смысловые связи учебного материала темы могут иметь место с другими темами «данного» (внутрипредметные связи) или других (межпредметные связи) учебных предметов.

Дидактический анализ отрезка учебного материала (темы, урока) – есть предварительная дидактическая отработка в умственном плане специфических особенностей данного учебного материала по следующим его направлениям (аспектам):

• социологический;
• содержательный (понятийный);
• логический;
• психологический;
• воспитательный и развивающий;
• методический (технологический).

Социологический аспект дидактического анализа темы предполагает определение ее функционального назначения, места и временных рамок в структуре профессиональной подготовки специалиста.

Содержательный (понятийный) аспект дидактического анализа темы нацелен на решение проблемы согласования учебных действий на каждом занятии в целях обеспечения регламентируемых квалификационной характеристикой профессиональных компетенций специалиста, деятельность которого, как правило, носит интегрированный характер. Движущей силой в установлении и осуществлении межпредметных связей является противоречие между необходимостью формирования такой целостной картины-образа и сложностью осуществления данной задачи средствами различных учебных предметов, транслируемых различными преподавателями (мастерами производственного обучения) с различным уровнем профессиональной подготовки, практического и жизненного опыта.

Выявление внутрипредметных (ВПС) и межпредметных связей (МПС) имеет существенное значение на этапе предурочной подготовки педагога-инженера, поскольку позволяет впоследствии преодолевать обособленное (дифференцированное) восприятие учащимися разрозненного учебного материала, способствовать формированию профессионального интереса, эрудиции и культуры трудовой деятельности.

Многие исследователи неоднократно пытались классифицировать межпредметные связи. Одним из известных критериев классификации является временной фактор, согласно которому выделяют предшествующие (опережающие), сопутствующие и перспективные межпредметные связи . Внутрипредметные связи могут быть опережающими и перспективными.

Логический аспект дидактического анализа связан со структурно логическим анализом учебного материала.

Воспитательный и развивающий аспекты дидактического анализа связаны с рассмотрения воспитательного и развивающего потенциала темы учебной программы.

Психологический аспект дидактического анализа постулирует предварительное изучение отдельных учащихся учебной группы и группы в целом, с целью определения их способностей, воли, мышления, характера, темперамента, групповой сплоченности и др. психологических особенностей, которые следует иметь в виду при проведении дидактического анализа с точки зрения методического (технологического) аспекта.

Методический (технологический) аспект дидактического анализа предполагает анализ имеющихся в теории и практике организационных форм, методов, средств, методик или готовых технологий обучения с целью их оптимального использования в реальных практических условиях. Данный этап базируется на результатах предыдущих этапов дидактического анализа, т.е. исходит из специфических особенностей структуры и содержания исследуемой темы, предшествующего опыта обучающихся и их психологической готовности к ее восприятию и освоению.

В курсовой работе был проведен дидактический анализ темы в социологическом, понятийном и воспитательно-развивающем аспектах.

При проведении дидактического анализа в социологическом аспекте необходимо указать назначение, место, временные рамки и актуальность темы в структуре подготовки специалиста, проанализировать специфические особенности содержания учебной информации, качество и полноту ее отбора, опираясь на требования квалификационной (профессионально-квалификационной) характеристики, а также на содержание тематического плана учебной программы.

При проведении дидактического анализа в понятийном аспекте, требуется:

• проанализировать цели и результат темы;
• выявить специфику, степени сложности и характера содержания (описательный, доказательный, инструкционный, теоретический, экспериментальный, и др.) учебного материала;
• определить уровня усвоения (α) понятий или способов трудовых действий, образующих основное содержание темы учебной программы;
• определить наиболее важные и существенные смысловые связи учебного материала темы с предшествующим учебным материалом данного предмета (предшествующие ВПС);
• определить наиболее важные и существенные смысловые связи учебного материала темы с предшествующим учебным материалом других предметов (предшествующие и сопутствующие МПС);
• определить дальнейшую востребованность формируемых знаний и умений темы в других темах данного предмета (перспективные ВПС), а также в других учебных предметах, курсовых проектах, дипломном проектировании и т.д. (перспективные МПС), что позволит установить окончательное заключение о ее внутрипредметном статусе, значимости для профессии, государства и общества;
• выявить специфические особенности представленных в программе трудовых приемов (операций) или новых видов работ, материалов, инструментов, приспособлений, подлежащих изучению и освоению.