Развитие технического мышления студентов в процессе обучения физике как необходимое условие для подготовки технически грамотного специалиста

Вопросы из программы специальных дисциплин

Понятия, явления и законы физики, лежащие в основе устройства технических объектов и действия технологических процессов

Средства наглядности

Механизмы теплового двигателя: гильзы дизелей, цилиндры (гильзы) двигателей с воздушным охлаждением, головка блок-картера дизеля, поршень, компрессионные и маслосъемные кольца. Поршневой палец, шатун, коленчатый вал, шатунные вкладыши, маховик. Работа кривошипно-шатунного механизма.

Учет теплопроводности различных материалов, из которых изготовлены блоки головки цилиндров и поршень; увеличение поверхности теплоизлучения – ребра снаружи цилиндров в головке.

Сила трения борьба с ней.

Шлифовка внутренней поверхности гильз, запрессовка бронзовой втулки в верхнюю головку шатуна, установление вкладышей в нижнюю ее головку, смазка деталей.

Кинематика кривошипно-шатунного механизма (основные понятия механики).

Природа сил, действующих на детали и узлы кривошипно-шатунного механизма

Инертность, ее зависимость от массы: маховики обладающие большой массой, обеспечивают прохождение поршня через «мертвые точки».

Механические свойства твердых тел, из которых изготовлены детали кривошипно-шатунного механизма.

Деформация: сжатие, растяжение, изгиб шатуна; двутавровая форма шатуна, и ее физическое обоснование (средние слои шатуна деформации не подвергаются и не влияют на его прочность).

демонстрационный щит «Кривошипно-шатунный механизм» (последний относится к двигателям СМД-14 и Д-50); модель и учебный кинофильм «Двигатель внутреннего сгорания», учебный фильм «Механические свойства твердых тел»; детали и узлы двигателя (модели).

Вопросы курса физики

Сведения из курса специального цикла

Наглядные средства, способствующие осуществлению межпредметных связей

Формы и приемы работы по реализации межпредметных связей

Основные положения МКТ

Строение газообразных жидких и твердых тел

Вязкость топлива и масел определяется силами взаимодействия между молекулами и зависит от температуры.

Сжатие воздуха поршнем в цилиндре дизеля и горючей смеси в цилиндре ДВС в 10-15 раз указывает на то, что между молекулами имеются промежутки.

Повышение твердости поверхностного слоя деталей кривошипно-шатунного механизма путем цементации углеродом, то есть насыщения им поверхностного слоя стального изделия совершается в результате диффузии углерода в металл.

Учебные фильмы «Питание тракторного дизеля», «Молекулы и молекулярное движение».

Модель ДВС

Модель «Кривошипно-шатунный механизм»

Беседа о природе вязкости топлива и масел с использование демонстрационного опыта «Внутреннее трение в жидкости» и показ учебных фильмов.

Показ опыта «Сжатие воздуха поршнем в цилиндре».

Решение задачи: «Воздух в цилиндре дизеля сжимается в 15-20 раз. На какую особенность строения газов это указывает?».

Беседа о физических основах цементации углерода в повышении твердости поверхностного слоя деталей таким путем.

Температура;ее изменение. Теплообмен.

Уравнение состояния идеального газа.

Изопроцессы в газах.

Свойства газов, их применение.

Изменение температуры в цилиндре дизеля в ходе его рабочих тактов.

Температурный режим и система охлаждения, смазки ДВС. Устройство системы жидкостного и воздушного охлаждения.

Температурный фактор и неравномерный износ цилиндров. Поршней и других деталей ДВС, влияние этого фактора на состояние смазки и топлива.

Измерение параметров газа (P,V, T) в рабочих тактах ДВС.

Роль термостата в системе жидкостного охлаждения дизеля.

Измерители температуры в системе охлаждения.

Модель «Двигатель внутреннего сгорания», «Система смазки», учебный фильм «Тепловые двигатели», «Двигатели внутреннего сгорания», «Система охлаждения двигателя».

Натурные объекты: термометр системы охлаждения, манометр системы смазки.

Беседа о температурном режиме ДВС при изменении его газовых параметров в рабочих тактах. Решение задач на расчет газовых параметров в конце рабочих тактов ДВС.

Самостоятельная работа с учебником «Тракторы» и раздаточными материалами «Детали ДВС» для выяснения роли температурного фактора и его влияние на характер износа механизмов двигателя.

Ответы на вопросы: каков температурный интервал нормальной работы двигателя?

К каким последствиям ведут его перегрев и переохлаждение.

Какие виды теплообмена в нем используется и где?

Какую функцию выполняет термостат?

Как устроены и где применяются датчик и дистанционный указатель температуры?

Практическая работа «Изучение работы термостата».

Самостоятельная работа по учебнику «Бульдозеры» «Принцип действия дистанционного термометра ДВС»

Испарение и кипение жидкостей

Испарение топлива в камере сгорания и топливном баке.

Получение дизельного топлива и смазочных материалов из нефти путем перегонки.

Учебный фильм «Система питания дизелей»

На основе демонстрации опыта «Испарение различных жидкостей» проводится беседа о значении испарения топлива в камере сгорания ДВС, его роли в получении дизельного топлива, смазочных материалов.

Явления смачивания и капиллярности

Смазочное масло должно смачивать металл и образовывать на рабочей поверхности трущихся деталей прочную пленку.

Капиллярный метод определения трещин в деталях машин.

Модель «Система смазки двигателя».

Учебный фильм «Роль смазки».

Беседа с показом опыта «Смачивание и не смачивание

твердых тел жидкостью».

О значении смачивания и капиллярности в работе ДВС.

Самостоятельная работа «Способы выявления скрытых дефектов у деталей ДВС».

Свойства твердых и жидких тел.Деформации, их виды, применение и учет в технике.

Особенности и свойства материалов, из которых изготовлены отдельные детали и узлы двигателя (кривошипно-шатунный механизм, поршневой палец (изготовлен из мягкой стали, т.к испытывает огромные деформации изгиба), ходовая часть трактора, пружины форсунки, регулятор частоты вращения вала, подвески и т.д).

Виды деформации (растяжения, сжатия, сдвиг, изгиб, кручение) в рабочих деталях и в узлах ДВС, ходовой части, карданной передачи и их учет на практике.

Сила упругости пружины в работе распределительного механизма, форсунки однорежимного и всережимного регуляторов.

«Кривошипно-шатунный механизм», «Движитель гусеничного трактора с подвесками», «Распределительный механизм», «Тормоза». Учебный фильм «Ходовая часть автомобиля». Учебный фильм «Деформации и их виды». Модель форсунки.

Беседа об использованных материалах, их свойствах и видах, встречающихся в узлах трактора, о деформациях, роли силы упругости в работе отдельных узлов. Самостоятельная работа с учебником «Бульдозеры» по выяснению из каких металлов и сплавов изготовленные важнейшие детали трактора и почему; какие требования к ним предъявляются; установлению видов деформации испытываемых главными узлами трактора во время его работы. Выполнения задания: предложите способ определения коэффициентов жесткости пружины подкачивающего насоса и выясните, к чему приводит уменьшение этого коэффициента. Экскурсия в ремонтную мастерскую угольного разреза с целью ознакомления с применяемыми способами изменения физико-механических свойств материалов при ремонте машин.

Внутренняя энергия. Превращение энергии. Принцип действия тепловых двигателей, их КПД. Применение на производстве. Тепловые двигатели и охрана природы.

1.Превращение энергии в ДВС.

2. Принцип работы ДВС (физические основы)

3. Виды ДВС: карбюраторные и дизельные.

4. Мощность и экономичность поршневых ДВС.

5. Тепловые двигатели в угольной промышленности.

Плакат «Двигатели внутреннего сгорания», таблица «Основные параметры двигателя внутреннего сгорания», учебный фильм «Бульдозеры»

Беседа о работе ДВС и их характеристиках. Демонстрация опыта «Воздушное огниво». Беседа о задачах современного этапа по совершенствованию техники использующей ДВС. Обсуждение проблем экологии.