A. Lý thuyết trọng tâm

I. Hệ thống cơ khí động lực

1. Khái niệm và cấu tạo chung

Hệ thống cơ khí động lực là các loại máy cơ khí có cấu tạo gồm ba bộ phận chính: nguồn động lực, hệ thống truyền lực và máy công tác (Hình 15.2).

2. Vai trò của từng bộ phận

a) Nguồn động lực (động cơ)

Nguồn động lực hay còn gọi là động cơ, đảm nhận nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống hoạt động. Hiện nay, các loại nguồn động lực phổ biến gồm có: động cơ đốt trong (Hình 15.3a), động cơ tua bin (Hình 15.3b) và động cơ điện (Hình 15.3c).

b) Hệ thống truyền lực

Hệ thống truyền lực giữ vai trò truyền và biến đổi năng lượng từ nguồn động lực đến máy công tác. Một số dạng truyền lực thông dụng hiện nay bao gồm: hệ thống truyền lực cơ khí (Hình 15.3d), hệ thống truyền động thuỷ lực thể tích (Hình 15.3e) và hệ thống truyền động thuỷ động (Hình 15.3g).

c) Máy công tác

Máy công tác là bộ phận có nhiệm vụ đảm bảo cho hệ thống có thể làm việc phù hợp với các môi trường và điều kiện khác nhau. Máy công tác rất đa dạng, có thể kể đến bánh xe (Hình 15.3h), chân vịt (Hình 15.3i), cánh quạt (Hình 15.3k)…

3. Vai trò của hệ thống cơ khí động lực

Hệ thống cơ khí động lực phổ biến nhất chính là các phương tiện cơ giới. Mỗi hệ thống đều bao gồm rất nhiều chi tiết và cụm chi tiết – đây là sản phẩm trực tiếp của ngành công nghiệp cơ khí động lực cùng nhiều ngành công nghiệp hỗ trợ khác như cơ khí, vật liệu (kim loại, chất dẻo, thuỷ tinh…), điện và điện tử…

Các hệ thống cơ khí động lực đóng vai trò quan trọng trong cả sản xuất lẫn đời sống xã hội, góp phần giúp các hoạt động đạt năng suất, chất lượng và hiệu quả cao hơn. Ngành công nghiệp cơ khí động lực còn thúc đẩy sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp liên quan, qua đó nâng cao giá trị sản phẩm công nghiệp cũng như tiềm lực an ninh, quốc phòng.

II. Máy cơ khí động lực điển hình

Tuỳ theo loại máy công tác được sử dụng, hệ thống cơ khí động lực được phân thành nhiều loại phương tiện cơ giới khác nhau, phù hợp với các môi trường hoạt động khác nhau.

1. Ô tô và xe chuyên dụng

Ô tô là loại máy cơ khí động lực sử dụng bánh xe đàn hồi làm máy công tác, hoạt động chủ yếu trên đường bộ. Đây là phương tiện giao thông vận tải chủ yếu trên mặt đất.

Xe chuyên dụng cũng là máy cơ khí động lực, sử dụng bánh xe hoặc bánh xích để di chuyển trên mặt đất nhằm thực hiện một nhiệm vụ chuyên biệt nào đó. Các loại xe chuyên dụng thường gặp gồm: xe nông nghiệp, xe lâm nghiệp, xe công trình, xe quân sự…

Nhờ khả năng cơ động linh hoạt trên nhiều loại địa hình, ô tô và xe chuyên dụng đáp ứng tốt yêu cầu giao thông vận tải cũng như các yêu cầu công tác đa dạng.

2. Tàu thuỷ

Tàu thuỷ là hệ thống cơ khí động lực lấy cánh quạt (chân vịt) làm máy công tác để hoạt động trên mặt nước. Đây là phương tiện giao thông vận tải chủ yếu trên đường thuỷ. Ngoài ra, tàu ngầm, thuỷ phi cơ… cũng là các hệ thống cơ khí động lực có cơ cấu máy công tác phù hợp để hoạt động trong môi trường nước.

Tàu thuỷ có sức chuyên chở rất lớn nên giữ vai trò quan trọng trong vận tải hàng hoá quốc tế. Tuy nhiên, nhược điểm của loại phương tiện này là tốc độ không cao, đồng thời cần đến hạ tầng cụm cảng lớn nên không phù hợp với những vùng địa lí không thuận lợi.

3. Máy bay

Máy bay là hệ thống cơ khí động lực sử dụng cánh quạt hoặc cánh quạt kết hợp để hoạt động trên không. Đây là phương tiện giao thông chủ yếu bằng đường hàng không. Ngoài máy bay, tàu vũ trụ, vệ tinh và tên lửa đẩy… cũng là các hệ thống cơ khí động lực hoạt động trong không trung.

Máy bay có tốc độ chuyển động rất nhanh, đóng vai trò quan trọng trong vận tải hành khách và hàng hoá đường dài, đặc biệt là vận tải quốc tế khi cần rút ngắn thời gian di chuyển. Nhược điểm là đòi hỏi hạ tầng phức tạp nên không phù hợp với những vùng ít dân cư.

4. Các loại máy cơ khí động lực khác

Ngoài ba nhóm điển hình kể trên, máy cơ khí động lực còn bao gồm tàu hoả, trạm nguồn và hệ thống thuỷ lực hoặc khí nén, trạm nguồn điện dự phòng…

B. Phương pháp giải các dạng bài tập

Dạng: Nhận dạng, phân loại máy cơ khí động lực

Phương pháp giải:

• Nắm rõ khái niệm hệ thống cơ khí động lực gồm 3 bộ phận: nguồn động lực, hệ thống truyền lực, máy công tác.
• Xác định tiêu chí phân loại dựa trên máy công tác → môi trường hoạt động: trên mặt đất (bánh xe, bánh xích), trên mặt nước (chân vịt), trên không (cánh quạt).
• Phương tiện nào không có nguồn động lực (không có động cơ) → không phải máy cơ khí động lực.

Bài tập Luyện tập (SGK trang 76): Nêu vai trò các bộ phận trong hệ thống cơ khí động lực.

Hướng dẫn trả lời:

Hệ thống cơ khí động lực gồm ba bộ phận chính, mỗi bộ phận đảm nhận một vai trò riêng biệt:

• Nguồn động lực (động cơ): Cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống hoạt động. Phổ biến hiện nay gồm động cơ đốt trong, động cơ tua bin và động cơ điện.
• Hệ thống truyền lực: Truyền và biến đổi năng lượng từ nguồn động lực đến máy công tác. Phổ biến gồm hệ thống truyền lực cơ khí, hệ thống truyền động thuỷ lực thể tích và hệ thống truyền động thuỷ động.
• Máy công tác: Đảm bảo cho hệ thống làm việc được ở các môi trường và điều kiện khác nhau. Ví dụ: bánh xe, chân vịt, cánh quạt…

C. Sơ đồ tư duy

                          ┌─ Nguồn động lực (động cơ)
                          │  → Cung cấp năng lượng
                          │  VD: ĐC đốt trong, tua bin, điện
                          │
              ┌─ I. CẤU   ├─ Hệ thống truyền lực
              │  TẠO &    │  → Truyền & biến đổi năng lượng
              │  VAI TRÒ  │  VD: Truyền lực cơ khí, thuỷ lực,
              │            │  thuỷ động
              │            │
              │            └─ Máy công tác
              │               → Làm việc ở các môi trường
              │               VD: Bánh xe, chân vịt, cánh quạt
              │
  KHÁI QUÁT  │            ┌─ 1. Ô tô & xe chuyên dụng
  VỀ CƠ KHÍ  │            │  Máy công tác: bánh xe/bánh xích
  ĐỘNG LỰC   ├─ II. MÁY  │  Môi trường: mặt đất
              │  ĐIỂN HÌNH │  Ưu: cơ động, linh hoạt địa hình
              │            │
              │            ├─ 2. Tàu thuỷ
              │            │  Máy công tác: chân vịt
              │            │  Môi trường: mặt nước
              │            │  Ưu: sức chở lớn │ Nhược: chậm
              │            │
              │            ├─ 3. Máy bay
              │            │  Máy công tác: cánh quạt
              │            │  Môi trường: trên không
              │            │  Ưu: tốc độ nhanh │ Nhược: hạ tầng
              │            │
              │            └─ 4. Khác: tàu hoả, trạm nguồn,
              │               hệ thống thuỷ lực/khí nén...
              │
              └─ VAI TRÒ CHUNG
                 → Quan trọng trong SX & đời sống
                 → Nâng cao năng suất, chất lượng
                 → Thúc đẩy công nghiệp hỗ trợ
                 → Tăng tiềm lực an ninh, quốc phòng

ThS. Hồ Thị Thư

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Công Nghệ THPT

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Công nghệ, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Hoàng Hoa Thám