融匯結(jié)構(gòu)差異貫通液壓元件與回路的比對式教學(xué)

陳光偉，張東煜

（東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱150040）

融匯結(jié)構(gòu)差異貫通液壓元件與回路的比對式教學(xué)

陳光偉，張東煜

（東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱150040）

本文在總結(jié)液壓傳動課程特點的基礎(chǔ)上，以強化學(xué)生對課程知識的理解為目標，舉例說明了比對式教學(xué)法在液壓元件和液壓回路教學(xué)中的應(yīng)用。因各類液壓元件和回路通常具有較明顯的結(jié)構(gòu)差異，適宜采用比對式教學(xué)法講解其工作原理與功能，且運用得當(dāng)可以取得較好的教學(xué)效果。

液壓傳動；比對式教學(xué)；結(jié)構(gòu)差異

1.液壓傳動知識的特點

液壓傳動技術(shù)的基本原理是液體靜壓傳遞原理，液壓系統(tǒng)就是通過對傳動介質(zhì)（通常是液壓油）的壓力、流量和方向進行控制來實現(xiàn)力和能量的傳遞與轉(zhuǎn)換的［1］。

液壓傳動知識與機械傳動知識的主要區(qū)別在于其基本上自成體系。學(xué)生在初期學(xué)習(xí)液壓傳動課程時，由于缺乏對液壓傳動技術(shù)及其應(yīng)用的感性認識，往往感到困惑，難以理解諸如“壓力取決于負載，速度取決于流量”等液壓系統(tǒng)的基本常識。

此外，液壓傳動課程的知識點都是“單元”模式的，以液壓元件和回路的結(jié)構(gòu)、工作原理及功能為主，知識點內(nèi)容相互獨立、缺乏銜接［2］。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，對液壓傳動系統(tǒng)的整體構(gòu)成及其功能的認知直至接近課程結(jié)束時才能建立起來，這就要求教師在授課中注意引導(dǎo)學(xué)生了解液壓傳動知識框架的層次及整體構(gòu)成模式，而學(xué)生也必須深入理解液壓元件、回路的結(jié)構(gòu)與其工作原理、功能之間的緊密關(guān)系。

2.比對式教學(xué)方法的應(yīng)用

經(jīng)過對液壓傳動知識結(jié)構(gòu)的梳理，總結(jié)認為在液壓元件與回路的教學(xué)中，結(jié)合它們在結(jié)構(gòu)、組成上的差異，進行比對式教學(xué)有助于提高教學(xué)效率，更易于學(xué)生理解、掌握相關(guān)知識，而且可以適應(yīng)對學(xué)生專業(yè)技能培養(yǎng)的要求。

2.1 比對式教學(xué)法在液壓元件教學(xué)中的應(yīng)用

對各種液壓元件的講解在液壓傳動課程中占很大比重，其目的在于使學(xué)生掌握液壓元件的工作原理及應(yīng)用，從而掌握各類液壓回路的功能及液壓系統(tǒng)的設(shè)計方法。

液壓元件中，壓力控制閥（包括溢流閥、減壓閥和順序閥）的工作原理是學(xué)生較難理解、并容易混淆的難點內(nèi)容。采用比對式教學(xué)法講解這部分內(nèi)容時，可以打破教材編寫順序，分別以直動式和先導(dǎo)式溢流閥為對比基準，分兩個階段講解三種壓力控制閥的工作原理。

首先，以結(jié)構(gòu)簡圖形式講解直動式溢流閥的結(jié)構(gòu)、工作原理及功能，再將直動式減壓閥和順序閥的結(jié)構(gòu)簡圖與溢流閥進行結(jié)構(gòu)差異比對（三種閥的結(jié)構(gòu)差異見圖1中圈示），講解后兩種閥的工作原理與功能。然后，再講解先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理，并比對講解先導(dǎo)式減壓閥和順序閥的結(jié)構(gòu)和工作原理。由于之前學(xué)生已經(jīng)了解了三種直動式壓力控制閥的結(jié)構(gòu)和工作原理，講解先導(dǎo)式壓力控制閥時，只要講清先導(dǎo)閥壓力調(diào)節(jié)原理，學(xué)生就可以比較容易地掌握先導(dǎo)式溢流閥、減壓閥和順序閥的工作原理。

講解完三種壓力控制閥的結(jié)構(gòu)與工作原理后，可以將液壓基本回路中多級調(diào)壓回路、減壓回路和順序閥控制順序動作回路提前進行比對講解，讓學(xué)生了解溢流閥、減壓閥和順序閥在液壓系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，并使得三種壓力控制閥的工作原理、功能和應(yīng)用能夠相互印證，加深學(xué)生對壓力控制閥的功能和應(yīng)用理解。

圖1 直動式溢流閥、減壓閥、順序閥的結(jié)構(gòu)簡圖

2.2 比對式教學(xué)法在液壓回路教學(xué)中的應(yīng)用

液壓基本回路是液壓傳動課程中最重要的章節(jié)之一，熟悉、掌握液壓基本回路的組成、工作原理與應(yīng)用是分析、設(shè)計和使用液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)［3］。液壓基本回路中，同一功能的回路往往可以采用不同的液壓元件來構(gòu)成，但一定有一個核心元件與回路功能密切相關(guān)，這就為比對式講解回路工作原理建立了基礎(chǔ)。

以圖2所示采用同步缸和同步馬達的同步回路為例，講解中容易指明要使兩個液壓缸實現(xiàn)同步運動，在各液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸相同的前提下，回路中兩種配流元件（即核心元件，指同步缸和同步馬達）的作用是最重要的，其配流精度基本決定了液壓缸的同步運動精度。

圖2 采用同步缸和同步馬達的同步回路

液壓基本回路教學(xué)中，幾乎每一種功能的回路都可以采用比對式教學(xué)法進行講解，而且經(jīng)過比對后還容易引出回路的應(yīng)用特征。例如上述同步缸同步回路中，由于同步缸尺寸不宜過大，故較適用于小容量系統(tǒng)，同步馬達同步回路因多采用容積效率高的柱塞馬達，故系統(tǒng)制造成本較高。

3.結(jié)語

比對式教學(xué)法的主要特征是相比對的雙方差異明顯，因而所要講述的內(nèi)容具有明確、直觀的特點，易于被學(xué)生所接受和掌握。就液壓傳動課程來說，各類液壓元件或回路因功能的不同通常具有明顯的結(jié)構(gòu)差異，比較適宜采用比對式教學(xué)法，而且運用得當(dāng)往往會取得事半功倍的效果。

［1］左建民.液壓與氣壓傳動（第4版）［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2010.7.

［2］劉淑蓮等.基于能力培養(yǎng)的液壓傳動課程教學(xué)改革探索［J］.浙江科技學(xué)院學(xué)報,2013，25（6）：468-471.

［3］許福玲.液壓與氣壓傳動（第3版）［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2011.7.

編輯∕高偉

陳光偉（1973－），東北林業(yè)大學(xué)副教授，博士，主要從事人造板機械相關(guān)教學(xué)與科研工作。

東北林業(yè)大學(xué)重點課程建設(shè)項目（液壓與氣壓傳動）