Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun Bảo dưỡng sửa chữa cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền và bộ phận cố định của động cơ (Mã mô đun: MĐ 15) là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề bắt buộc thuộc chương trình đào tạo ngành Công nghệ ô tô (trình độ Trung cấp/Cao đẳng nghề). Giáo trình do tác giả Tạ Hữu Đạt (Chủ biên) cùng tập thể giảng viên Khoa Cơ khí Động lực biên soạn, ban hành theo Quyết định số 591/QĐ-CĐCG-KT&KĐCL ngày 04 tháng 11 năm 2019 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cơ giới Quảng Ngãi. Trong cấu trúc chương trình đào tạo gồm 82 tín chỉ (1920 giờ), mô đun MĐ 15 có khối lượng 5 tín chỉ với tổng thời lượng 120 giờ, được bố trí giảng dạy sau khi học sinh đã hoàn thành các môn học kỹ thuật cơ sở (từ MH 07 đến MH 12) cùng các mô đun MĐ 13 (Thực hành Hàn – Nguội cơ bản) và MĐ 14 (Kỹ thuật chung về ô tô và công nghệ sửa chữa).

Mục tiêu đào tạo của giáo trình hướng đến ba chuẩn đầu ra:

  1. Kiến thức (A1): Trình bày chính xác nhiệm vụ, đặc điểm cấu tạo của các bộ phận cố định (thân máy, nắp máy, đáy máy, xy lanh) và cơ cấu trục khuỷu thanh truyền (piston, chốt piston, xéc măng, thanh truyền, trục khuỷu); phân tích hiện tượng, nguyên nhân sai hỏng và phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa.
  2. Kỹ năng: Thực hiện thuần thục các quy trình tháo lắp, kiểm tra, đo đạc, bảo dưỡng và sửa chữa các cụm chi tiết đúng quy trình kỹ thuật và tiêu chuẩn an toàn; sử dụng đúng các trang thiết bị, dụng cụ chuyên dùng.
  3. Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1): Tổ chức vị trí làm việc khoa học, tuân thủ an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp, rèn luyện tính kỷ luật và cẩn thận.

Giáo trình được cấu trúc thành 7 bài học logic, kết hợp giữa lý thuyết cấu tạo và quy trình kỹ thuật sửa chữa thực hành, sử dụng các số liệu kỹ thuật từ các dòng động cơ thực tế (Toyota, UAZ, ZIL, KAMAZ, D-50, D-240).

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình gồm 7 bài học phân bổ trên tổng thời lượng 120 giờ (24 giờ lý thuyết, 90 giờ thực hành/thảo luận, 6 giờ kiểm tra):

  • Bài 1: Tháo lắp, nhận dạng bộ phận cố định và cơ cấu trục khuỷu thanh truyền (25 giờ - 5 LT, 18 TH, 2 KT): Cung cấp nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật, phân loại và đặc điểm cấu tạo của nắp máy, thân máy, đáy cácte, đệm nắp máy, xy lanh (khô, ướt), piston, chốt piston, xéc măng, thanh truyền, bạc lót và trục khuỷu. Hướng dẫn quy trình tháo lắp chuẩn xác theo sơ đồ lực và trình tự kỹ thuật.
  • Bài 2: Bảo dưỡng bộ phận cố định và cơ cấu trục khuỷu thanh truyền (20 giờ - 5 LT, 15 TH): Trình bày nội dung bảo dưỡng thường xuyên (xử lý rò rỉ dầu/nước làm mát, kiểm tra áp suất bôi trơn) và bảo dưỡng định kỳ (xiết nắp máy đúng lực, tẩy rửa muội than buồng đốt, thay thế dầu bôi trơn theo chu kỳ).
  • Bài 3: Sửa chữa bộ phận cố định của động cơ (15 giờ - 3 LT, 12 TH): Phân tích hiện tượng, nguyên nhân nứt vỡ, cong vênh, mài mòn; phương pháp đo kiểm độ phẳng bề mặt lắp ghép và quy trình công nghệ phục hồi thân máy, nắp máy.
  • Bài 4: Sửa chữa xy lanh (10 giờ - 2 LT, 8 TH): Phương pháp đo độ côn, độ ô van của xy lanh bằng đồng hồ so; kỹ thuật doa, mài bóng hoặc ép thay thế ống lót xy lanh mới.
  • Bài 5: Sửa chữa nhóm pít tông (15 giờ - 3 LT, 12 TH, 2 KT): Xác định hao mòn thân piston, rãnh xéc măng, lỗ chốt; phương pháp lựa chọn nhóm kích thước piston, gia nhiệt ép chốt và phân chia miệng xéc măng khi lắp ráp.
  • Bài 6: Sửa chữa nhóm thanh truyền (15 giờ - 3 LT, 12 TH): Kiểm tra độ cong, xoắn của thân thanh truyền chữ I; kiểm tra mòn bạc đầu nhỏ và bạc đầu to; phương pháp thay thế bạc lót hợp kim và xiết bu lông nắp thanh truyền.
  • Bài 7: Sửa chữa nhóm trục khuỷu (20 giờ - 3 LT, 15 TH, 2 KT): Phương pháp xác định độ mòn côn, mòn méo cổ trục chính và cổ biên; kiểm tra độ đảo, khe hở dọc trục; quy trình mài cổ trục theo cốt sửa chữa và lắp ráp cân bằng trục khuỷu.
Tiến trình nội dung:

Kiến thức nền tảng được xây dựng

  • Nguyên lý biến đổi động học và động lực học: Quá trình tiếp nhận áp lực khí cháy trong buồng đốt, biến chuyển động tịnh tiến qua lại của piston thành chuyển động quay tròn của trục khuỷu và truyền công suất.
  • Khoa học vật liệu chế tạo cơ khí:
    • Nắp máy và thân máy: Gang hợp kim hoặc hợp kim nhôm đúc (nhôm có ưu điểm truyền nhiệt tốt, giảm kích nổ cho động cơ xăng).
    • Piston: Hợp kim nhôm chịu nhiệt hoặc gang cho động cơ tốc độ thấp; kết cấu váy piston dạng ô van và rãnh nhiệt chữ T nhằm bù giãn nở nhiệt.
    • Bạc lót chống ma sát: Hợp kim Babít (thành phần 80% Thiếc, kết hợp Đồng, Chì, Ăngtimon), Hợp kim Đồng - Chì (70% Cu, còn lại là Pb) chịu áp suất và nhiệt độ cao, Hợp kim Nhôm (ACM gồm Al, Sb, Mg, Fe, Si).
    • Thanh truyền và trục khuỷu: Thép 45 tôi cứng bề mặt hoặc gang cầu đặc biệt.
  • Thủy lực bôi trơn: Nguyên lý bôi trơn cưỡng bức, kiểm soát khe hở bạc lót ảnh hưởng trực tiếp đến áp suất mạch dầu chính (khe hở tăng 0,10 mm làm giảm áp suất mạch dầu 1 kG/cm²).

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng đo kiểm cơ khí chính xác: Sử dụng panme, đồng hồ so đo độ côn, độ méo xy lanh và cổ trục; căn lá đo khe hở miệng xéc măng, khe hở lưng xéc măng và khe hở dịch dọc của trục khuỷu ($\le 0,3\text{ mm}$).
  • Kỹ năng tháo lắp cơ khí chuyên ngành:
    • Thao tác tháo/xiết bu lông nắp máy, gối đỡ trục khuỷu từ giữa ra ngoài, đối xứng theo hình xoắn ốc bằng cần xiết lực.
    • Kỹ thuật ép chốt piston theo phương pháp lắp bơi có gia nhiệt cụm piston trong dầu.
    • Sử dụng kìm banh xéc măng, dụng cụ bóp xéc măng chuyên dùng khi đưa cụm piston - thanh truyền vào lòng xy lanh.
  • Kỹ năng phân tích, xử lý sự cố: Chẩn đoán nguyên nhân rò rỉ dung dịch làm mát, tụt áp suất dầu bôi trơn, nhận dạng các tiếng gõ bất thường (gõ chốt piston, gõ xéc măng, gõ bạc lót).

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng mô hình giảng dạy tích hợp lý thuyết và thực hành, lấy học viên làm trung tâm với định mức 75% tổng thời lượng dành cho thực hành xưởng (90 giờ thực hành trên tổng số 120 giờ).

Phân bổ thời lượng mô đun MĐ 15 (Tổng: 120 giờ):
  • Phương pháp giảng dạy của giáo viên:
    • Lý thuyết: Thuyết trình ngắn, trình chiếu hình vẽ kết cấu, nêu vấn đề kỹ thuật và hướng dẫn tra cứu sổ tay thông số sửa chữa.
    • Thực hành: Phân chia nhóm nhỏ (2–3 học viên/nhóm); giáo viên thực hiện thao tác mẫu chuẩn xác, giám sát và chỉnh sửa sai sót thao tác trực tiếp tại bàn tháo lắp và trên động cơ thực hành.
    • Phương tiện trực quan: Sử dụng máy chiếu, tranh vẽ kỹ thuật, mô hình động cơ mặt cắt, thiết bị đo kiểm và bộ dụng cụ cơ khí chuyên dụng ngành ô tô.
  • Phương pháp học tập của học viên:
    • Chuẩn bị bài trước thông qua giáo trình và tài liệu kỹ thuật của các dòng xe; thảo luận nhóm phân tích nguyên nhân sai hỏng.
    • Thực hành thao tác tháo lắp, đo đạc thông số thực tế, ghi chép nhật ký bảo dưỡng và hoàn thiện báo cáo thực hành nhóm.
    • Học viên bắt buộc phải tham dự tối thiểu 70% tổng số giờ giảng tích hợp để đủ điều kiện dự thi kết thúc mô đun.
  • Quy chế và phương pháp đánh giá: Áp dụng theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội:
    • Kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1, chiếm 40% điểm quá trình): Đánh giá qua hỏi miệng, viết ngắn hoặc thuyết trình sau mỗi 10 giờ học.
    • Kiểm tra định kỳ (Hệ số 2): Đánh giá kết hợp bài viết lý thuyết và thao tác thực hành (chuẩn đầu ra A2, B1, C1, C2) sau 20 giờ thực hành.
    • Thi kết thúc mô đun (Trọng số 60%): Vấn đáp lý thuyết và bốc thăm thao tác thực hành trực tiếp trên động cơ/mô hình thực tế (chuẩn đầu ra A1, A2, B1, B2, C1, C2, C3). Điểm chấm theo thang điểm 10, quy đổi sang thang điểm chữ và thang điểm 4.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Hệ thống dữ liệu kỹ thuật từ nhiều hệ động cơ thực tế: Giáo trình không trình bày lý thuyết thuần túy mà tích hợp trực tiếp bảng thông số kỹ thuật, quy trình thao tác và hình ảnh của các mẫu động cơ phổ biến:
    • Động cơ xăng du lịch: Toyota 1NZ-FE (xe Vios/Yaris), Toyota 5S-FE (Camry), Toyota 3A, Mazda 626.
    • Động cơ Diesel và tải trọng lớn: D-50, D-240 (máy kéo nông nghiệp), ZIL-130 (3ИЛ-130), KAMAZ-740, UAZ (U oát).
  • Định lượng chính xác các tiêu chuẩn và dung sai công nghệ:
    • Quy định độ nhô xy lanh ướt so với mặt thân máy: $0{,}07 - 0{,}08\text{ mm}$.
    • Độ dôi cho phép khi chọn lắp chốt piston: $0{,}005 - 0{,}010\text{ mm}$.
    • Dung sai chênh lệch trọng lượng cho phép giữa các thanh truyền trong cùng một động cơ: $< 15\text{ gam}$.
    • Khe hở dịch dọc trục khuỷu tiêu chuẩn: $\le 0{,}3\text{ mm}$.
    • Phân nhóm kích thước chốt piston động cơ D-240 bằng mã màu (Nhóm 1 sơn đen: đường kính $38 - 0{,}01\text{ mm}$; Nhóm 2 sơn vàng: đường kính $38 - 0{,}016\text{ mm}$).
  • Tích hợp quy trình bảo dưỡng công nghiệp:
    • Quy trình súc rửa, làm mềm và đốt cháy muội than buồng đốt bằng dung dịch pha chế (80% dầu hỏa + 20% dầu bôi trơn, ngâm $10 - 12\text{ giờ}$, nổ máy $20 - 30\text{ phút}$).
    • Rửa sạch cặn dầu hệ thống bằng dung dịch chuyên dụng Shell Donax F trước khi nạp dầu bôi trơn mới theo phân cấp tiêu chuẩn API (SD, SE, SF, SG).
    • Quy tắc chẩn đoán áp suất mạch dầu KAMAZ-740: Khi vòng tua 2600 vòng/phút, áp suất bình thường đạt $4 - 5{,}5\text{ kG/cm}^2$; khi tụt xuống $0{,}9 - 1\text{ kG/cm}^2$ tương ứng khe hở bạc đạt $0{,}40 - 0{,}45\text{ mm}$, đưa ra chỉ định đại tu động cơ.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Học sinh, sinh viên: Học sinh hệ Trung cấp và sinh viên Cao đẳng ngành Công nghệ ô tô tại các trường cao đẳng, trung cấp nghề và trường kỹ thuật.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các môn học cơ sở:
    • MH 07: Điện kỹ thuật
    • MH 08: Cơ ứng dụng
    • MH 09: Vật liệu học
    • MH 10: Dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật
    • MH 11: Vẽ kỹ thuật
    • MH 12: An toàn lao động
    • MĐ 13: Thực hành Hàn – Nguội cơ bản
    • MĐ 14: Kỹ thuật chung về ô tô và công nghệ sửa chữa
  • Giảng viên và cán bộ đào tạo nghề: Sử dụng giáo trình để biên soạn giáo án tích hợp, thiết kế bài giảng lý thuyết, xây dựng phiếu hướng dẫn thực hành và lập bảng kiểm rubric đánh giá kỹ năng tay nghề cho mô đun MĐ 15.
  • Thợ kỹ thuật và kỹ thuật viên xưởng dịch vụ ô tô: Tài liệu tham khảo về trình tự công nghệ tháo lắp, bảng tra cứu mô-men xiết bu lông và tiêu chuẩn khe hở lắp ghép trong công tác đại tu động cơ đốt trong.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được biên soạn phục vụ học sinh, sinh viên hệ đào tạo nghề Công nghệ ô tô (trình độ Trung cấp, Cao đẳng) và kỹ thuật viên cơ khí động lực cần tài liệu chuẩn hóa quy trình sửa chữa động cơ.

2. Cần kiến thức nền nào để học mô đun này?

Người học cần nắm vững kiến thức về dung sai lắp ghép, kỹ thuật đo lường cơ khí (sử dụng panme, đồng hồ so, thước cặp), vật liệu học kim loại, nguyên lý cơ ứng dụng và kỹ năng an toàn nguội cơ bản từ các học phần MH 07 đến MĐ 14.

3. Điểm khác biệt của giáo trình so với các tài liệu thuần lý thuyết?

Giáo trình tập trung vào năng lực thực hành với 75% thời lượng rèn luyện tay nghề, cung cấp bảng quy trình từng bước (thao tác, dụng cụ, tiêu chuẩn kỹ thuật) và tích hợp thông số sửa chữa của nhiều dòng động cơ cụ thể (Toyota 1NZ, 5S-FE, KAMAZ, ZIL, D-240).

4. Làm sao để tự học và nắm vững kiến thức mô đun hiệu quả?

Người học cần nghiên cứu trước nội dung lý thuyết cấu tạo, ghi nhớ các giới hạn khe hở lắp ráp và mô-men xiết, sau đó luyện tập đối chiếu trên mô hình cắt bổ và tuân thủ các bước kiểm tra an toàn trong xưởng thực hành.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo giáo trình?

Người học có thể tham khảo danh mục tài liệu được trích dẫn trong giáo trình gồm:

  • Giáo trình mô đun Kỹ thuật chung về ô tô – Tổng cục Dạy nghề ban hành.
  • Động cơ đốt trong và máy kéo nông nghiệp (Tập 1, 2, 3) – Nguyễn Quốc Việt, NXB Hà Nội (2005).
  • Giáo trình kỹ thuật sửa chữa ô tô, máy nổ – Nguyễn Tất Tiến, Đỗ Xuân Kính, NXB Giáo dục (2009).
  • Động cơ đốt trong – Phạm Minh Tuấn, NXB Khoa học và Kỹ thuật (2006).
  • Cấu tạo và sửa chữa động cơ ô tô - xe máy – Trịnh Văn Đạt, Ninh Văn Hoàn, Lê Minh Miện, NXB Lao động - Xã hội (2007).

Kết luận

Giáo trình Bảo dưỡng sửa chữa cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền và bộ phận cố định của động cơ (MĐ 15) cung cấp hệ thống kiến thức chuyên ngành toàn diện từ nhiệm vụ, cấu tạo, phương pháp đo kiểm sai hỏng đến quy trình công nghệ tháo lắp và sửa chữa các cụm chi tiết máy tĩnh và động trong động cơ đốt trong. Lộ trình học tập được thiết kế mạch lạc: tiếp cận lý thuyết cấu tạo $\rightarrow$ nhận dạng và tháo lắp chi tiết $\rightarrow$ đo kiểm đánh giá mức độ mài mòn $\rightarrow$ thực hiện bảo dưỡng và phục hồi theo tiêu chuẩn kỹ thuật. Để đạt hiệu quả đào tạo tối ưu, người học cần kết hợp nghiên cứu giáo trình với việc rèn luyện thao tác trên mô hình động cơ thực tế và tra cứu các sổ tay sửa chữa chuyên hãng.