融匯結構差異貫通液壓元件與回路的比對式教學

陳光偉，張東煜

（東北林業大學，黑龍江哈爾濱150040）

融匯結構差異貫通液壓元件與回路的比對式教學

陳光偉，張東煜

（東北林業大學，黑龍江哈爾濱150040）

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

液壓傳動；比對式教學；結構差異

1.液壓傳動知識的特點

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

液壓傳動知識與機械傳動知識的主要區別在于其基本上自成體系。學生在初期學習液壓傳動課程時，由于缺乏對液壓傳動技術及其應用的感性認識，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構、工作原理及功能為主，知識點內容相互獨立、缺乏銜接［2］。學生在學習過程中，對液壓傳動系統的整體構成及其功能的認知直至接近課程結束時才能建立起來，這就要求教師在授課中注意引導學生了解液壓傳動知識框架的層次及整體構成模式，而學生也必須深入理解液壓元件、回路的結構與其工作原理、功能之間的緊密關系。

2.比對式教學方法的應用

經過對液壓傳動知識結構的梳理，總結認為在液壓元件與回路的教學中，結合它們在結構、組成上的差異，進行比對式教學有助于提高教學效率，更易于學生理解、掌握相關知識，而且可以適應對學生專業技能培養的要求。

2.1 比對式教學法在液壓元件教學中的應用

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

液壓元件中，壓力控制閥（包括溢流閥、減壓閥和順序閥）的工作原理是學生較難理解、并容易混淆的難點內容。采用比對式教學法講解這部分內容時，可以打破教材編寫順序，分別以直動式和先導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，以結構簡圖形式講解直動式溢流閥的結構、工作原理及功能，再將直動式減壓閥和順序閥的結構簡圖與溢流閥進行結構差異比對（三種閥的結構差異見圖1中圈示），講解后兩種閥的工作原理與功能。然后，再講解先導式溢流閥的結構和工作原理，并比對講解先導式減壓閥和順序閥的結構和工作原理。由于之前學生已經了解了三種直動式壓力控制閥的結構和工作原理，講解先導式壓力控制閥時，只要講清先導閥壓力調節原理，學生就可以比較容易地掌握先導式溢流閥、減壓閥和順序閥的工作原理。

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

圖1 直動式溢流閥、減壓閥、順序閥的結構簡圖

2.2 比對式教學法在液壓回路教學中的應用

液壓基本回路是液壓傳動課程中最重要的章節之一，熟悉、掌握液壓基本回路的組成、工作原理與應用是分析、設計和使用液壓系統的基礎［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成，但一定有一個核心元件與回路功能密切相關，這就為比對式講解回路工作原理建立了基礎。

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同步運動，在各液壓缸結構尺寸相同的前提下，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

液壓基本回路教學中，幾乎每一種功能的回路都可以采用比對式教學法進行講解，而且經過比對后還容易引出回路的應用特征。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，同步馬達同步回路因多采用容積效率高的柱塞馬達，故系統制造成本較高。

3.結語

比對式教學法的主要特征是相比對的雙方差異明顯，因而所要講述的內容具有明確、直觀的特點，易于被學生所接受和掌握。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構差異，比較適宜采用比對式教學法，而且運用得當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：機械工業出版社，2010.7.

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

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

編輯∕高偉

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

東北林業大學重點課程建設項目（液壓與氣壓傳動）