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JZ―7型空气制动机教学方法探索
目前,我国内燃机车使用的主型制动机为JZ-7型空气制动机,该制动机具有结构复杂、通路繁多、部件作用关联性强等特点,在教学方面要求学生记忆的内容多,部件的单一原理和部件之间的联动关系必须搞清楚、弄明白、烂熟于心。
如何强化学生的记忆是该课程的难题之一。
笔者结合自己三十多年的教学经验,针对课程特点、难点对该课程的教学方法进行了以下有益探索。
1强化对管号的记忆
JZ-7型空气制动机的作用原理主要是根据司机在不同手柄位置的操作来操纵不同部件内部通路的遮断、开通空气通路来实现列车的制动、缓解功能,制动机的各通路都是利用管路号码代替的,熟记管号和每个部件不同位置的通路,是掌握制动机单个部件作用原理和JZ-7型空气制动机综合作用原理的必要保证和重要基础。
由于不同部件上相同管路的关联又多、难以使学生在学习过程中寻找到规律,如果学生在学习过程中记不住管号,就无法了解单一部件的作用、通路,在讲解JZ-7型空气制动机的综合作用时,就不能把单一部件通过管路相互联系起来。
为此,在教学中,为了强化学生对管号的记忆,就需要充分利用形象和谐音的方法来启迪学生、强化记忆。
例如,JZ-7型空气制动机自动制动阀管座上有3,7,6,1,4,2,8,10,11九根管。
3号总风缸管,形象记忆为“3”,像山一样高,总风是制动机中最高的风压,像大山一样高大,谐音记忆为3(san)和山(shan),即3号管为总风缸管。
7号管过充风缸管,形象记忆为“过期作废”,谐音记忆为过期(guoqi)和过7(guoqi),即7号管为过充风缸管。
6号管撒砂管,形象记忆为“流砂”,谐音记忆为6撒(liusa)和流砂(liusha),即6号管为撒砂管。
1号管均衡风缸管,形象记忆为解放军的医生简称“军医”,谐音为“军医”(junyi)和“均1”(junyi),即1号管为均衡风缸管。
4号中均管,形象记忆为“4”像红旗随风摇,因为“4”是随“1”的变化而变化,谐音为中军(zhongjun),帐里战旗飘和中均(zhongjun)管4要记牢,即4号管为中均管。
2号管列车管,形象记忆为“2”像小鸭水上漂,“2”控列车钢轨跑,即2号管为列车管。
8号管形象记忆为“8”,像麻花“扭一褶”(zhe)和谐音为遮(zhe)断阀,即8号管为遮断阀管。
10,11号管是通过自动制动阀管座与单独制动阀联系和自动制动阀不发生关系,学生要联想“十位数管连单独,‘0缓1作’要记住”,即10号为单独缓解管,11号为单独作用管。
在实际教学过程中,要从一而终贯彻这种博闻强记的强化记忆法,教师要将形象记忆法、谐音记忆法以及联想法贯穿于全课程,尤其是在讲解制动机综合作用时,要对各管进行生动的描述和联想,这样一来,课程完结的时候,也是学生记牢终身不忘的开始。
记忆自动阀管座上的管号口诀:
不管三(3)七(7)二
(2)十(10)一
(1),斯(4)巴(8)鲁(6)车要
(1)一
(1)辆。
2强化对部件结构及作用原理的理解记忆
在JZ-7型空气制动机教学过程中,对每个复杂部件的结构要进行充分的认识,明白其动作原理,如果对部件的作用原理不了解,就学不会制动机。
课堂上为了讲清楚部件结构及作用原理,讲结构要看结构原理图,讲原理要看简图,通过课堂讲解,让学生都能理解部件的结构及作用原理,但是,要记住所学的内容就不那么容易了。
为了使学生学得会、记得牢,根据部件的结构特点及作用原理,笔者编写了七字口诀,通过记忆口诀,强化学生对部件结构及作用原理的理解记忆。
对于充气状态(图1所示),要记好“手柄运转或过充,凸轮得到固定升,小簧难敌大簧力,膜板双阀均不动,调整柱塞向左移,阀座离阀气口通,总3均1来充风,充气状态在进行”这一口诀。
对于充气后的保压状态,要记好“膜板右侧压力增,压缩大簧向左行,供气弹簧要伸张,双阀追随一起行,调整柱塞很安静,左移距离需相等,阀追阀座关阀口,膜板平衡供气停”这一口诀。
对于制动状态,要记好“凸轮相应得降程,均推柱塞向右行,供气阀口永关闭,总风供风不可能,即将排气一瞬间,膜板两侧压力同,排气弹簧要伸张,阀口开启均排风”这一口诀。
对于制动后的保压状态,要记好“膜板右侧降压力,调整弹簧要发力,推动膜板向右移,降程减压相适应,阀口减小至关闭,追加减压同原理”这一口诀。
至于调整阀的作用原理,则要记好“手柄移动柱塞行,膜板两侧找平衡,充气排气要保压,移动距离需相等”这一口诀。
3强化对制动阀不同位置通路的理解记忆
JZ-7型空气制动机主要是通过控制制动阀手柄位置的变化来控制相应柱塞阀凸轮位置的变化(升程、降程或者基本圆,即不升程也不降程),以此推动柱塞阀动作、开通或切断相应的通路,实现制动机的各种功能。
学生记不住制动阀凸轮在不同位置的变化(升降程状态),就无法记住不同位置的通路,记不住通路就无法学习制动机的原理。
因此,掌握制动阀凸轮位置的变化规律,强化学生对制动阀在不同位置通路的理解和记忆是非常必要的,为此,在教学过程中,笔者总结了制动阀各位置凸轮的变化规律和通路,便于学生理解和记忆。
自阀手柄前两位(过充位、运转位)调整阀凸轮得到固定 的升程,总3→均1充气,达到定压后呈充气后的保压状态;自阀手柄在3~7位(最小减压位、最大有效减压位、过量减压位、手柄取出位、紧急制动位),凸轮得到不同程度的降程,均1→大气(EX),均1排到与手柄位置相适应的减压量呈制动后的保压状态。
自阀手柄在1~5位(过充位、运转位、最小减压位、最大有效减压位、过量减压位),重联柱塞阀凸轮在基本圆位置,柱塞凹槽沟通均1→中均4,均1控制中继阀实现列车排充气(制动或缓解);自阀手柄在6位(手柄取出位),凸轮得到一个降程,柱塞阀切断均1通4→2,锁闭中继取闸把;自阀手柄在7位(紧急制动位),紧急制动大降程,管2、管4继续通,防止模板受冲击,总3→砂6防滑行。
自阀手柄在1位(过充位)缓解柱塞阀凸轮得到一个降程,柱塞阀尾端沟通总3→过7,快速缓解用过充,管3管7永相通,消除过量不上闸,全凭风缸有小孔(过充风缸本身0.5mm的小孔),柱塞凹槽沟通8a→(EX);自阀手柄在“2”位(运转位),凸轮得到升程,柱塞尾端切断3通7,柱塞凹槽沟通8a→大气(EX),遮断阀开起供总风;自阀手柄在3~7位(最小减压位、最大有效减压位、过量减压位、手柄取出位、紧急制动位),凸轮得到更大的升程柱塞凹槽沟通过7→大气,过7通大气为制动,总3→8a遮断阀关闭,制动管漏泄不补风。
自阀手柄在1~6位(过充位、运转位、最小减压位、最大有效减压位、过量减压位手柄取出位),放风阀凸轮基本圆不降也不升没作用,自阀手柄在7位(紧急制动位),凸轮得到固定的升程,列2→大气(EX)紧急制动迅速排气。
4强化对部件结构及联系的理解记忆
由于JZ-7型空气制动机部件结构复杂、种类繁多,因此,学习和记忆难度很大。
在教学过程中,为解决这一难题,结合部件的结构特点,利用结构接近的部件比较、联络法,把复杂问题简单化,例如自阀调整阀和单阀调整阀、重联柱塞阀和缓解柱塞阀、机车分配阀主阀和作用阀等,找出两者的同异进行比较,相互联系,减轻学生的记忆负担。
自阀调整阀和单阀调整阀结构大致相同,所不同的是单阀凸轮是扇形的,多了一根缓解弹簧,其他结构相同。
这样讲就会使学生融会贯通、举一反三,也便于记忆。
自阀的重联柱塞阀和缓解柱塞阀外形结构比较相似,学生们在组装过程中容易装反,在课堂实作中,一定要提醒学生引起注意。
重联柱塞阀实心比较短,缓解柱塞阀空心比较长,短装上长装下,组装两阀顶呱呱,这样学生在组装时就不会发生装错的现象了。
分配阀的主阀和作用阀结构相似(如图2所示),只是主阀是三压力机构,即大模板下方为工作风缸的压力,上方为列车管的压力,小模板上方为作用风缸的压力。
作用阀是二压力机构,模板下方为作用风缸的压力,上方为制动缸的压力。
让学生明白主阀其实比作用阀多了一块模板,其他结构相同。
这样展开比较,找出部件结构的同异,就便于学生对部件结构进行理解记忆。
JZ-7型空气制动机各大部件相互联系,必须讲清各部件的控制关系,只有通过管路紧密联系起来,才能实现制动机系统的全部功能,而学生往往会出现单一部件清楚、学会新的部件忘记前面学过的旧部件、前后联系不起来等问题。
针对这种现象,教师要不厌其烦地起到“前后呼应、穿针引线”的作用,做好联络员的工作,从阶段联系到全面综合贯通。
例如,在讲中继阀时,要讲中继阀的“中”是指它设在自阀和列车管中间,中继阀的“继”是指继承自阀的指令完成对列车管压力的控制,实现列车的制动、缓解、保压,也可以认为中继阀是自阀的执行机构“继动阀”,这样讲就回顾前面学习过的自阀,自阀是控制全列车的制动、缓解、保压,它是通过控制均衡风缸的压力变化来控制中继阀的动作,讲课过程中要讲清楚,自阀控制均衡风缸是为了不受牵引列车长度的限制,司机都可以正确地掌握减压量,从而为司机调速、停车、就地制动提供准确的操纵依据。
中继阀控制列车管压力变化,又会引出车辆制动机和机车分配阀的新知识。
机车分配阀是根据列车管压力的变化控制作用阀,作用阀控制机车制动缸实现机车的制动、缓解、保压。
这样,在讲一个部件的同时,要回顾与前面关联的部件,同时引出将要讲的下一个新部件。
这种教学方法使学生容易把单一部件和各部件紧密地联系起来,让学生养成不断寻找回顾旧知识、进一步探索展望新知识的学习方法,即“温故而知新”,掌握了JZ-7型空气制动机各阀控制关系和综合作用,使得学习JZ-7型空气制动机的难点就迎刃而解了。
5强化教学的直观性
如何实现感性认知到理性认知的转变,是制动机在教学过程中的又一难题。
可通过利用实物、教具、多媒体影像教学,强化教学的直观性来解决,在JZ-7型空气制动机教学过程中,讲部件时,要利用部件实物,并将其拆装,使学生一目了然,记忆犹新;要利用教学模具动态讲解部件的动作过程和原理,使学生通过模拟动作认识部件的作用原理;要利用多媒体软件和课件用不同颜色表示通路和压力,讲解各部件、气室的充排气状态。
以上几种教学方法要发挥各自的优势,根据情况搭配使用,实现其功能互补,达到由感性认知到理性认知的目的。
例如,实物可以形成感性认识,在具体的拆装过程中离不开实物,尤其是部件的外形尺寸、内部结构、组装的位置、手柄的操纵感觉等方面,都具有其他教学设备不可替代的作用,而实物不具备讲各部件的通路和动作原理。
因此,讲解原理时,利用教学模具就比较方便,可以看清每个部件的通路和如何形象地动作,也便于教师讲解时随时停留在某种状态,把细节讲清楚、讲透彻。
多媒体教学软件和课件,在讲部件动作时就不能随意停留。
但是,在讲解JZ-7型空气制动机综合作用和故障处理时,能够用颜色显示连贯性和设置故障点。
从这一点来看,多媒体教学软件和课件要比实物和模具更加方便。
综合三种设备的不同,教师可以根据课程的进度和讲解的侧重点来灵活应用,使不同的教具根据需要发挥它最佳的优势,强化学生理解部件原理的直观性。
6提高实际操作能力,确保行车安全 由于JZ-7型空气制动机的设计原因,如果在实际操作过程中疏忽大意,就会发生不必要的事故。
通过讲解制动机试验和分析制动机的综合作用,强调操纵时的注意事项,在实际工作中养成良好的操作习惯,提高实际操作能力,确保行车安全。
在机车进行制动机单机试验时,自动制动阀制动后单独缓解机车制动力,制动缸压力单缓至零。
如果单独制动阀手柄仍在单独缓解位,会造成列车管压力下降现象,其原因有以下两个:
①工作风缸压力开始低于列车管压力,列车管的压力空气经工作风缸充气止回阀流向工作风缸;②当作用风缸压力下降到24kPa时,充气阀呈缓解位,开通了局减室通大气(EX)的通路,局减室的压力空气排向大气(EX)。
因为此时副阀仍在保压位,局减通路2a与列车管沟通,于是列车管压力空气经2a→局减止回阀→局减室→充气止回阀尾端孔→大气(EX),列车管压力下降。
此时,当单独制动阀手柄回运转位后,还会出现制动缸压力回升的现象,但每分钟不超过100kPa(因为局减室的容积为1.2L),这种现象是制动机结构设计所致。
牵引列车时自动制动阀施行常用制动后,单独缓解机车制动时,制动缸压力可以单独缓解到零,当单独制动阀手柄回运转位后,制动缸压力一般不会回升(因为列车管容积增大)。
因此,在讲课当中,要强调引起学生注意。
在实际工作中,当自动制动阀
制动后,单独缓解机车制动力,制动缸压力单缓至零后,不要使单独制动阀手柄在单独缓解位长时间停留。
否则,就会使列车管压力下降,给司机带来运行中调速时机掌握不当、站内停车一次对标不准确等问题,对安全正点和平稳操纵造成不良影响;制动缸回升未及时发现,造成长时间带闸机车动轮迟缓事故的发生。
在制动机试验“自阀手柄取出位”时,要把自动制动阀手柄直接放在“手柄取出位”,看试验中继阀锁闭是否良好。
但双端操纵的机车在换端操纵时,不要把自动制动阀手柄直接放在“手柄取出位”进行换端操纵,如果自动制动阀手柄从运转位直接移至“手柄取出位”,自动制动阀的重联柱塞阀切断均1沟通4→2,使中继阀模板两侧列车管和中均管的压力沟通相等,中继阀处于自锁状态,列车管定压,机车不产生制动作用,这是制动机结构设计所致。
所以要求学生在换端操纵时要注意,在换端操纵时,自动制动阀手柄不能从运转位直接移至“手柄取出位”,必须在制动区停留,保证机车制动后,再取出手柄,防止换端机车溜逸事故的发生。
7结束语
以上是笔者结合自己三十多年的教学经验,在JZ-7型空气制动机授课过程中的一点粗浅探索,当然不同课程和不同教师的授课方法不尽相同,没有定式,我们只有在教学过程中不断探索,相互学习,力求做到更好,通过对学生授课的实践检验,才能不断加以完善。
Abstract:
JZ-7typeairbrakehasacomplexstructure,manypathways,componentsandothercharacteristicsassociatedwiththerole.Intheteachingprocess,toteachflexible,easytolearn,rememberfirmly,wemustmakeuseoftheimage,homophonicmemory,theTwentysomethingformulasandsimplestructureofthepainting,masterbrakecampositionvariation,structureclosetothepartscomparisonmethodcanbeused,contactthelaw,physical,teachingaids,multimediateachingmethodssothatstudentsinthelearningprocessmoreprofoundmemories.
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