Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Bảo dưỡng máy thi công nền (Mã mô đun: MĐ14) được biên soạn bởi tập thể giảng viên Trường Cao đẳng Cơ giới Quảng Ngãi thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, do tác giả Phạm Như Cường làm chủ biên và ban hành theo quyết định nội bộ năm 2022. Tài liệu được thiết kế theo cấu trúc mô đun chuyên môn nghề thuộc chương trình khung đào tạo nghề Vận hành máy thi công nền ở trình độ Trung cấp. Trong tiến trình đào tạo tổng thể gồm 54 tín chỉ (1605 giờ), mô đun MĐ14 có thời lượng 150 giờ (tương đương 05 tín chỉ), được bố trí giảng dạy sau các môn học kỹ thuật cơ sở (như Vẽ kỹ thuật, Dung sai đo lường, Cơ kỹ thuật, Điện kỹ thuật, Nhiên liệu và vật liệu bôi trơn, An toàn lao động, Kỹ thuật thi công nền) và tổ chức song song với các mô đun thực hành vận hành máy chuyên dụng (MĐ16 đến MĐ21).

Mục tiêu học tập của giáo trình bao gồm ba nhóm chuẩn đầu ra:

  • Kiến thức (A1 - A4): Hệ thống hóa khái niệm, phân loại, thông số kỹ thuật và nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong, hệ thống truyền động thủy lực; mô tả sơ đồ cấu tạo, nguyên lý của hệ thống truyền lực, hệ thống lái, phanh, di chuyển và bộ phận công tác của máy san, máy lu, máy rải; giải thích nội dung và quy trình bảo dưỡng kỹ thuật định ngạch.
  • Kỹ năng (B1 - B2): Nhận dạng chính xác các cụm chi tiết trên động cơ, hệ thống thủy lực; trực tiếp thực hiện kiểm tra, bảo dưỡng kỹ thuật các cơ cấu trên các dòng máy thi công nền chuyên biệt.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1 - C2): Sử dụng đúng danh mục dụng cụ đo kiểm, chấp hành các quy chuẩn về an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp.

Giáo trình tiếp cận theo mô hình tích hợp lý thuyết gắn liền thao tác thực hành, cấu trúc phân đoạn từ cụm động lực, hệ thống truyền dẫn thủy lực đến các cơ cấu công tác đặc thù của từng loại phương tiện cơ giới.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình phân bổ dung lượng thành 5 bài học kỹ thuật chuyên biệt với tiến trình logic từ tổng thành nguồn động lực đến các hệ thống truyền dẫn và cơ cấu công tác trên thiết bị:

  1. Bài 1: Bảo dưỡng động cơ đốt trong (40 giờ - 10 lý thuyết, 29 thực hành, 1 kiểm tra): Khái niệm, phân loại động cơ (theo nhiên liệu xăng/diesel, phương pháp tạo hòa khí trong/ngoài, số kỳ 2 kỳ/4 kỳ, cách bố trí xi lanh thẳng hàng/chữ V/đối đỉnh); các thông số cấu tạo (điểm chết trên ĐCT, điểm chết dưới ĐCD, thể tích làm việc $V_h$, thể tích buồng cháy $V_c$, thể tích toàn bộ $V_a$, tỷ số nén $\epsilon$); nguyên lý chu trình công tác 4 kỳ và 2 kỳ; góc lệch công tác $\delta = \frac{180 \times \tau}{i}$ và thứ tự làm việc của động cơ nhiều xi lanh (động cơ 4 xi lanh: 1-3-4-2; động cơ 6 xi lanh: 1-5-3-6-2-4); quy chuẩn bảo dưỡng cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, cơ cấu phân phối khí (xupáp treo, trục cam trong thân máy/trên nắp máy, hệ thống tăng áp tuabin khí), hệ thống bôi trơn, làm mát và nhiên liệu.
  2. Bài 2: Bảo dưỡng hệ thống truyền động thủy lực (35 giờ - 8 lý thuyết, 26 thực hành, 1 kiểm tra): Tổng quan về hệ thống truyền tải năng lượng thủy lực trên máy thi công, nguyên lý hoạt động và quy trình bảo dưỡng, hiệu chỉnh bơm thủy lực.
  3. Bài 3: Bảo dưỡng gầm và thiết bị công tác máy san (25 giờ - 6 lý thuyết, 18 thực hành, 1 kiểm tra): Cấu tạo tổng thể máy san, hệ thống truyền lực, cơ cấu điều khiển và bảo dưỡng lưỡi san, bàn quay.
  4. Bài 4: Bảo dưỡng gầm và thiết bị công tác máy lu (25 giờ - 5 lý thuyết, 20 thực hành): Cấu tạo chung các dòng máy lu, hệ thống truyền lực, bảo dưỡng cụm bánh lu rung và hệ thống phanh.
  5. Bài 5: Bảo dưỡng gầm và thiết bị công tác máy rải (25 giờ - 5 lý thuyết, 19 thực hành, 1 kiểm tra): Công dụng, phân loại máy rải thảm mặt đường, sơ đồ cấu tạo chung, hệ thống truyền lực và bảo dưỡng thiết bị cấp - đầm rải vật liệu.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình thiết lập hệ thống nguyên lý kỹ thuật dựa trên các cơ sở khoa học cơ khí động lực:

  • Cơ sở nhiệt động lực học và chu trình động cơ nhiệt: Cơ chế chuyển hóa hóa năng sang nhiệt năng và cơ năng trong không gian công tác của xi lanh. Các thông số chu trình công tác gồm áp suất cuối kỳ nạp ($0{,}8 - 0{,}9 \text{ kG/cm}^2$), nhiệt độ nạp ($70 - 100^\circ\text{C}$), áp suất nén ($5 - 9 \text{ kG/cm}^2$), nhiệt độ nén ($250 - 300^\circ\text{C}$), áp suất và nhiệt độ xả ($1{,}1 - 1{,}2 \text{ kG/cm}^2$; $700 - 1100^\circ\text{C}$).
  • Nguyên lý cân bằng động lực học: Xác định góc lệch công tác của trục khuỷu theo công thức $\delta = \frac{180 \times \tau}{i}$ (với $\tau$ là số kỳ, $i$ là số xi lanh), từ đó thiết lập sơ đồ phân bố tải trọng và thứ tự nổ tối ưu cho động cơ nhiều xi lanh thẳng hàng và chữ V.
  • Tiêu chuẩn phân cấp bảo dưỡng kỹ thuật: Áp dụng theo Quyết định số 992/2003/QĐ-BGTVT ngày 09/04/2003 của Bộ Giao thông Vận tải, quy định hệ thống hai cấp bảo dưỡng:
    • Bảo dưỡng thường xuyên (hàng ngày, chu kỳ 8 - 12 giờ làm việc): Vệ sinh buồng máy, kiểm tra mức dầu bôi trơn, nước làm mát, nhiên liệu, độ rò rỉ dung dịch, tình trạng ắc quy và xiết chặt bulông liên kết.
    • Bảo dưỡng định kỳ: Phân định theo các mốc vận hành: 50 giờ (xả cặn thùng nhiên liệu, súc lọc thô, kiểm tra độ căng dây đai, bơm mỡ quạt gió); 100 giờ (vệ sinh bầu lọc không khí, xiết liên kết két nước/dầu); 250 giờ (thay dầu bôi trơn động cơ, thay lọc tinh dầu, chỉnh khe hở nhiệt xupáp); 500 giờ (thông muội than đầu vòi phun, kiểm tra áp suất phun, súc lưới thông hơi thân máy); 1000 giờ (kiểm tra đệm nắp máy, ống hút/xả, chỉnh áp suất dầu, vệ sinh cácte, súc rửa thùng nhiên liệu, thay lõi lọc khí); 2000 giờ hoặc sau 1 năm (tháo nắp máy rà xupáp, súc rửa hốc lắng cặn cổ biên, kiểm tra độ chênh áp suất nén các xi lanh $< 1 \text{ kG/cm}^2$, đo độ lọt nhiên liệu bơm cao áp, đo khe hở vòng găng, chốt pít-tông, bạc lót cổ biên); 3000 giờ hoặc sau 2 năm (súc rửa két nước làm mát).
Cấp bảo dưỡng Chu kỳ vận hành Hạng mục kỹ thuật chính Nhân lực thực hiện
Thường xuyên 8 - 12 giờ Vệ sinh buồng máy; kiểm tra mức dầu nhờn, nước làm mát, nhiên liệu; kiểm tra rò rỉ; siết bu-lông. Thợ vận hành, thợ phụ
Định kỳ cấp 1 50 giờ Thực hiện cấp thường xuyên; xả cặn thùng nhiên liệu; súc lọc thô; chỉnh độ căng dây đai; bơm mỡ bi quạt. Thợ vận hành
Định kỳ cấp 2 100 giờ Thực hiện cấp 50h; vệ sinh bầu lọc khí; siết liên kết két làm mát. Thợ vận hành
Định kỳ cấp 3 250 giờ Thay dầu nhờn và lọc tinh; hiệu chỉnh khe hở nhiệt xupáp ($0{,}15 - 0{,}45\text{ mm}$); thay dầu bơm cao áp. Thợ vận hành / Trạm bảo dưỡng
Định kỳ cấp 4 500 giờ Thông muội kim phun; kiểm tra áp suất phun; súc rửa lưới thông hơi vách thân máy. Thợ vận hành + Thợ trạm bảo dưỡng
Định kỳ cấp 5 1000 giờ Kiểm tra đệm nắp máy; chỉnh áp suất bôi trơn; vệ sinh cácte; thay ruột lọc gió. Thợ vận hành + Thợ trạm bảo dưỡng
Định kỳ cấp 6 2000 giờ (1 năm) Rà xupáp; súc hốc cặn cổ biên; đo độ chênh áp nén ($< 1\text{ kG/cm}^2$); kiểm tra mòn bạc, xécmăng, chốt. Thợ vận hành + Thợ trạm bảo dưỡng
Định kỳ cấp 7 3000 giờ (2 năm) Súc rửa toàn bộ hệ thống két làm mát và áo nước thân máy. Thợ vận hành + Thợ trạm bảo dưỡng

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật chuyên môn (Technical skills): Thao tác tháo lắp, kiểm tra, căn chỉnh cơ cấu xupáp treo bằng thước lá trong phạm vi khe hở kỹ thuật $0{,}15 - 0{,}45\text{ mm}$; kỹ thuật làm sạch lõi lọc giấy bằng khí nén (áp suất $\le 205\text{ kPa}$) hoặc dung dịch nước áp suất thấp ($\le 280\text{ kPa}$); quy trình súc rửa cặn lắng hốc cổ biên trục khuỷu; quy chuẩn thay ron đệm cácte và đệm nắp xi lanh.
  • Kỹ năng phân tích và chẩn đoán (Analytical skills): Đo đạc, phân tích các dạng sai lệch hình học của ống lót xi lanh (mòn ôvan do lực ngang của pít-tông, mòn côn tại vùng ĐCT); nhận diện nguyên nhân cháy rỗ bề mặt tiếp xúc giữa nấm xupáp và đế xupáp; đánh giá hiện tượng bơm dầu sục buồng đốt do hở mép xécmăng khí và mòn bạc dẫn hướng.
  • Năng lực thực hành nghề nghiệp (Practical competencies): Sử dụng các thiết bị đo kiểm chuyên dụng (đồng hồ so, thước lá, thiết bị kiểm tra áp suất vòi phun); thực thi quy trình an toàn lao động, chống cháy nổ và bảo đảm vệ sinh môi trường xưởng cơ khí thi công công trình.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình triển khai phương pháp dạy học tích hợp (Integrated Teaching), kết hợp đồng thời giữa trang bị lý thuyết chuyên môn và luyện tập thao tác trực tiếp trên mô hình tổng thành hoặc phương tiện thực tế. Tỷ trọng thời gian thực hành chiếm ưu thế với 112 giờ thực hành trên tổng số 150 giờ (chiếm khoảng 74,67% tổng thời lượng mô đun).

Quy trình tổ chức dạy học và đánh giá bao gồm:

  • Phương pháp giảng dạy: Giảng viên áp dụng kỹ thuật giảng dạy tích cực (thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu kỹ thuật, sử dụng tranh vẽ, mô hình động cơ và slide projector minh họa). Trong các buổi thực hành xưởng, giáo viên tiến hành thao tác mẫu theo các bước chuẩn mực, quan sát và trực tiếp sửa sai thao tác cho học viên.
  • Tổ chức học tập và tự học: Học viên được chia thành các nhóm nhỏ từ 2 đến 3 người để thực hiện các bài tập tình huống kỹ thuật, phân công trách nhiệm tìm hiểu các cụm chi tiết máy, cùng ghi chép thông số đo đạc và hoàn thành báo cáo thực hành nhóm. Học viên bắt buộc phải tự nghiên cứu bài học trước khi đến lớp thông qua hệ thống tài liệu và thư viện.
  • Phương pháp và hình thức đánh giá: Thực hiện theo Quy chế đào tạo Trung cấp hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH ngày 13/3/2017 của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội:
    • Điểm đánh giá thường xuyên và định kỳ (Trọng số 40%): Bao gồm 01 cột điểm kiểm tra thường xuyên (hình thức hỏi miệng/tự luận/trắc nghiệm sau 20 giờ học, đánh giá chuẩn A1, A2, C1, C2) và 04 cột điểm kiểm tra định kỳ (hình thức viết và thực hành thao tác sau mỗi 40 giờ học, đánh giá chuẩn A3, B1, C1, C2).
    • Điểm thi kết thúc mô đun (Trọng số 60%): Tổ chức đánh giá sau 150 giờ bằng hình thức vấn đáp kết hợp thao tác kỹ thuật trực tiếp trên mô hình thiết bị máy thi công (đánh giá tổng hợp toàn diện các chuẩn đầu ra A1 - A3, B1 - B2, C1 - C2).
    • Quy định điều kiện thi: Học viên phải tham dự tối thiểu 70% tổng thời lượng giờ giảng tích hợp; nếu vắng mặt quá 30% thời lượng, học viên không được tham dự kỳ thi kết thúc và bắt buộc phải đăng ký học lại mô đun.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Tích hợp thực tiễn thiết bị công nghiệp hiện đại: Giáo trình lồng ghép cấu tạo, thông số và hình ảnh quy trình bảo dưỡng của các dòng thiết bị thi công thực tế đang hoạt động tại các công trường xây dựng, tiêu biểu như cụm tuabin tăng áp khí xả trên động cơ máy rải thảm Caterpillar CAT model AP 1055P, bầu lọc gió máy rải thảm CAT AP 1055B và bầu lọc gió máy san CAT model 130GS.
  • Thiết kế chuyên sâu theo định hướng cơ giới hóa: Không dừng lại ở cấu tạo động cơ tổng quát, giáo trình đi sâu vào sự kết hợp giữa hệ động lực diesel công suất lớn với hệ truyền động thủy lực và hệ thống công tác chuyên ngành nền đường (cụm bánh lu rung, hệ thống đầm rung, bàn san, bàn là rải thảm).
  • Kế thừa nguồn tài liệu chuyên khảo tiêu chuẩn: Nội dung kỹ thuật của mô đun được tổng hợp, đối chiếu với các giáo trình kinh điển của các chuyên gia đầu ngành tại Việt Nam:
    • Nguyên lý động cơ đốt trong (Nguyễn Tất Tiến, NXB Giáo dục, 2009).
    • Động cơ đốt trong (Phạm Minh Tuấn, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2006).
    • Máy xây dựng (Nguyễn Văn Hùng, Phạm Quang Dũng, Nguyễn Thị Mai, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 1996).
    • Sử dụng máy xây dựng (Nguyễn Đình Thuận, NXB Giao thông vận tải, 1995).
    • Khai thác máy xây dựng (Trần Văn Tuấn, Nguyễn Văn Hùng, Nguyễn Hoài Nam, NXB Giáo dục, 1996).
    • Giáo trình máy xây dựng (Nguyễn Phước Bình, Đại học Bách khoa Đà Nẵng, 2004).
    • Hệ thống thuỷ lực trên máy kéo hiện đại ở nước ta (Đinh Văn Khôi, Tập 1-2, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 1978).
    • Truyền động thuỷ lực khí nén (Nguyễn Phú Vịnh, Đại học Bách khoa Hà Nội, 1988).
    • Cấu tạo máy xúc (Đinh Văn Lợi, Trần Hữu Hoà, NXB Lao động Xã hội, 2002).

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Học sinh, học viên trình độ Trung cấp nghề: Giáo trình phục vụ trực tiếp cho học sinh theo học chuyên ngành Vận hành máy thi công nền tại các trường cao đẳng, trung cấp nghề trên toàn quốc.
  • Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành khối kiến thức kỹ thuật cơ sở bao gồm:
    • MH07 (Vẽ kỹ thuật)
    • MH08 (Dung sai và kỹ thuật đo lường trong cơ khí)
    • MH09 (Cơ kỹ thuật)
    • MH10 (Điện kỹ thuật)
    • MH11 (Nhiên liệu và vật liệu bôi trơn)
    • MH12 (An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp)
    • MH13 (Kỹ thuật thi công nền)
  • Giảng viên và cán bộ quản lý đào tạo: Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chuẩn hóa cho mô đun MĐ14, cung cấp khung chương trình chi tiết, giáo án tích hợp, tiêu chí biên soạn đề thi vấn đáp và bảng kiểm (check-list) đánh giá kỹ năng thực hành xưởng.
  • Kỹ thuật viên và công nhân trạm bảo dưỡng: Tài liệu đóng vai trò sổ tay quy chuẩn tra cứu định mức kỹ thuật, chu kỳ thay thế phụ tùng và các bước thao tác chuẩn cho thợ vận hành tại doanh nghiệp thi công cầu đường, hạ tầng.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với những đối tượng nào?

Tài liệu được biên soạn phục vụ học viên trình độ Trung cấp nghề Vận hành máy thi công nền, giáo viên giảng dạy chuyên môn cơ giới và cán bộ kỹ thuật phụ trách bảo dưỡng, bảo dưỡng định kỳ xe máy thi công tại doanh nghiệp.

2. Cần chuẩn bị những kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun này?

Người học bắt buộc phải hoàn thành các môn học cơ sở: Vẽ kỹ thuật (MH07), Dung sai và kỹ thuật đo lường (MH08), Cơ kỹ thuật (MH09), Điện kỹ thuật (MH10), Nhiên liệu và dầu mỡ bôi trơn (MH11), An toàn lao động (MH12) và Kỹ thuật thi công nền (MH13).

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các tài liệu kỹ thuật động cơ thông thường là gì?

Giáo trình kết hợp quy chuẩn bảo dưỡng động cơ đốt trong với hệ thống truyền động thủy lực và kết cấu gầm, thiết bị công tác của 3 loại máy chuyên dụng: máy san, máy lu và máy rải; tích hợp các thông số và ví dụ kỹ thuật từ các thiết bị công nghiệp cụ thể của hãng Caterpillar (CAT AP 1055P, CAT 130GS).

4. Làm thế nào để tự học và thực hành hiệu quả nội dung giáo trình?

Học viên cần nghiên cứu lý thuyết chu trình và thứ tự nổ trước khi vào xưởng; thành lập nhóm học tập từ 2 đến 3 người để thảo luận sơ đồ mạch dầu, mạch khí; ghi nhớ chính xác các mốc chu kỳ bảo dưỡng (50h, 100h, 250h, 500h, 1000h, 2000h) và các thông số định lượng như khe hở nhiệt xupáp ($0{,}15 - 0{,}45\text{ mm}$), áp suất nén xi lanh.

5. Có những tài liệu tham khảo bổ trợ chính yếu nào?

Các tài liệu bổ trợ nền tảng gồm có: Nguyên lý động cơ đốt trong (Nguyễn Tất Tiến), Động cơ đốt trong (Phạm Minh Tuấn), Máy xây dựng (Nguyễn Văn Hùng và cộng sự), Hệ thống thủy lực trên máy kéo hiện đại (Đinh Văn Khôi) và Truyền động thủy lực khí nén (Nguyễn Phú Vịnh).

Kết luận

Giáo trình Bảo dưỡng máy thi công nền (MĐ14) xác lập hệ thống chuẩn mực kỹ thuật và quy trình thực hành định lượng cho công tác duy tu, bảo dưỡng các chủng loại máy cơ giới thi công nền móng công trình. Thông qua việc phân bổ 150 giờ học với hơn 74% thời lượng thực hành xưởng, giáo trình cung cấp phương pháp tiếp cận từ nguyên lý chu trình nhiệt động học đến quy trình xử lý thực tế trên các dòng máy chuyên dụng.

Lộ trình đào tạo được thiết kế liên hoàn từ kiến thức cơ sở (MH07 - MH13) sang năng lực bảo dưỡng (MĐ14), tạo tiền đề trực tiếp để học viên tiếp tục hoàn thành các mô đun kỹ năng vận hành chuyên biệt (MĐ16 Vận hành máy san, MĐ17 Máy lu, MĐ18 Máy rải, MĐ19 Máy xúc, MĐ20 Máy ủi, MĐ21 Máy xúc lật) và tham gia kỳ thực tập nghề nghiệp (MĐ23) tại doanh nghiệp. Danh mục tài liệu tham khảo chính quy từ các trường đại học kỹ thuật chuyên ngành là nguồn dữ liệu chuẩn mực để người học tiếp tục mở rộng nghiên cứu trong thực tiễn khai thác cơ giới.