Tổng quan về giáo trình
Giáo trình Bảo dưỡng – Sửa chữa động cơ đốt trong (mã mô đun: MECM54109) là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề được ban hành chính thức theo Quyết định số 207/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 của Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam). Giáo trình do tập thể giảng viên bộ môn biên soạn, gồm ông Lê Duy Nam (Chủ biên), ông Nguyễn Thành Danh và ông Bùi Việt An.
Trong cấu trúc chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng nghề Lắp đặt - Vận hành - Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí và Sửa chữa Thiết bị Dầu khí, mô đun MECM54109 được bố trí giảng dạy ở giai đoạn chuyên môn ngành/nghề (nhóm II.2), học sau các môn học cơ sở như Vẽ kỹ thuật, Cơ kỹ thuật, Dung sai, Nhiệt kỹ thuật và trước giai đoạn thực tập sản xuất tại doanh nghiệp.
Mô đun có khối lượng học tập 4 tín chỉ với tổng thời lượng 120 giờ. Cơ cấu phân bổ thời gian bao gồm: 6 giờ lý thuyết, 110 giờ thực hành/thảo luận/bài tập và 4 giờ kiểm tra định kỳ.
Mục tiêu đào tạo (Learning Outcomes) của giáo trình được xác định trên ba phương diện:
- Về kiến thức (A1 - A3): Cung cấp các khái niệm, thuật ngữ kỹ thuật chuyên ngành; cấu tạo, nguyên lý vận hành của các loại động cơ đốt trong (xăng và diesel, 2 kỳ và 4 kỳ); kỹ năng đọc bản vẽ cấu tạo và sơ đồ nguyên lý của các hệ thống cơ cấu trên động cơ.
- Về kỹ năng (B1 - B2): Rèn luyện thao tác tháo lắp, kiểm tra, chẩn đoán, đánh giá tình trạng kỹ thuật của các chi tiết quan trọng (xi lanh, piston, thanh truyền, trục khuỷu, trục cam); lập quy trình và thực hiện sửa chữa, bảo dưỡng đúng dung sai tiêu chuẩn; vận hành an toàn các động cơ cỡ nhỏ và vừa.
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1): Hình thành tác phong làm việc khoa học, kỹ năng làm việc nhóm, tuân thủ nghiêm ngặt quy định an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp trong môi trường nhà máy, trạm xử lý.
Đặc điểm cấu trúc của giáo trình thể hiện tính thực nghiệm kỹ thuật cao: tỷ trọng thực hành chiếm hơn 91% tổng thời lượng đào tạo, tiếp cận trực tiếp vào các mô hình thiết bị và quy trình đo kiểm thực tế.
Nội dung kiến thức cốt lõi
Các chương/chủ đề chính
Nội dung giáo trình được phân bổ qua 9 bài học chuyên đề và 1 nội dung ôn tập kiểm tra:
- Bài 1: Trình bày nguyên lý động cơ đốt trong (6 giờ: 3 LT - 2 TH - 1 KT): Trình bày định nghĩa động cơ nhiệt, động cơ đốt trong; phân loại theo chu trình công tác (2 kỳ, 4 kỳ), theo nhiên liệu (xăng, diesel, gas), theo phương thức đánh lửa (cưỡng bức, tự cháy); giải thích các thông số hình học (ĐCT, ĐCD, hành trình piston $S$, thể tích buồng cháy $V_c$, thể tích công tác $V_h$, thể tích toàn phần $V_{max}$, tỷ số nén $\varepsilon$); thiết lập công thức tính góc lệch công tác giữa các xi lanh $\text{Góc LCT} = \frac{180^\circ \cdot n}{i}$ (với $n$ là số hành trình trong chu trình, $i$ là số xi lanh); phân tích chu trình làm việc, pha phối khí, góc mở sớm, đóng muộn xupáp, góc phun sớm/đánh lửa sớm.
- Bài 2: Bảo dưỡng sửa chữa cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền (20 giờ: 19 TH - 1 KT): Cấu tạo thân máy, sơ mi xi lanh (loại đúc liền, lót xilanh khô, lót xilanh ướt); nắp máy, buồng đốt thống nhất (áp suất phun 175–200 $\text{kg/cm}^2$) và buồng đốt ngăn cách (áp suất phun 100–150 $\text{kg/cm}^2$); nhóm piston (đỉnh, đầu, thân), chốt piston, xéc măng khí, xéc măng dầu; nhóm thanh truyền và bạc lót; trục khuỷu, bánh đà; quy trình tháo lắp, đo kiểm cong vênh nắp máy (động cơ Jeep F4), đo độ côn, độ méo, độ mòn xi lanh, doa theo code (+0,25 mm/code), đo kiểm sửa chữa thanh truyền, trục khuỷu (động cơ IH6, GAZ).
- Bài 3: Bảo dưỡng sửa chữa cơ cấu phân phối khí (14 giờ: 13 TH - 1 KT): Nhiệm vụ trao đổi khí; phân loại cơ cấu xupáp (xupáp đặt, xupáp treo), van trượt (động cơ 2 kỳ) và kiểu phối hợp (diesel 2 kỳ); các phương án dẫn động trục cam (bánh răng, trục truyền, xích, dây đai); cấu tạo chi tiết xupáp, lò xo, ống dẫn hướng, đũa đẩy, đòn gánh, con đội (hình nấm/trụ, con lăn, thủy lực) và trục cam.
- Bài 4: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống cung cấp nhiên liệu (20 giờ TH): Hệ thống nhiên liệu xăng chế hòa khí và phun xăng điện tử đa điểm (sơ đồ khối EFI, bộ giảm rung, kim phun); hệ thống nhiên liệu diesel dùng bơm cao áp PE (van an toàn ở bơm hoặc lọc thứ cấp, phân bơm, thanh răng định lượng, bộ điều tốc, bơm tiếp vận kiểu piston, bơm cao áp PE điều khiển điện tử); quy trình kiểm tra vòi phun xăng bằng ắc quy, kiểm tra lưu lượng, dạng chùm tia và rò rỉ kim phun bằng đèn LED.
- Bài 5: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống bôi trơn động cơ (8 giờ TH): Nhiệm vụ bôi trơn, làm mát, làm sạch; phân loại hệ thống bôi trơn; cấu tạo bầu lọc dầu thô/tinh, đường dầu chính, bơm dầu bôi trơn và hệ thống mạch báo nguy áp suất dầu.
- Bài 6: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống làm mát động cơ (8 giờ TH): Nhiệm vụ, nguyên lý làm mát; phân loại làm mát bằng không khí và làm mát cưỡng bức bằng nước; cấu tạo két nước, bơm nước, cánh quạt và nguyên lý điều tiết của van hằng nhiệt.
- Bài 7: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống đánh lửa (13 giờ: 12 TH - 1 KT): Nhiệm vụ, yêu cầu đánh lửa; cấu tạo và hoạt động của hệ thống đánh lửa thường (bộ chia điện delco, tiếp điểm vít lửa, tụ điện, bôbin); hệ thống đánh lửa điện tử/bán dẫn sử dụng cảm biến điện từ loại nam châm đứng yên.
- Bài 8: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống khởi động (7 giờ TH): Nhiệm vụ và các phương án khởi động; cấu tạo máy khởi động điện (động cơ điện một chiều, khớp truyền động một chiều, rơ le gài khớp), sơ đồ mạch điều khiển khởi động; quy trình kiểm tra chổi than, cổ góp, cuộn dây rơ le.
- Bài 9: Vận hành động cơ đốt trong (8 giờ: 7 TH - 1 KT): Quy tắc an toàn vận hành trạm nguồn, máy phát điện; quy trình kiểm tra mức dầu nhờn, nước làm mát, nhiên liệu trước khi chạy máy; quy trình khởi động, theo dõi thông số bảng điều khiển và dừng máy phát điện công nghiệp (mẫu máy phát điện F.111 / WINSON).
- Ôn tập thi hết mô đun (16 giờ TH): Hệ thống hóa kỹ năng thao tác nguội, đo kiểm, tháo lắp, căn chỉnh toàn bộ các hệ thống động cơ.
Logic phát triển nội dung tuân theo tiến trình sư phạm kỹ thuật: bắt đầu từ cơ sở lý thuyết nhiệt động học (Bài 1), tiến đến cụm chi tiết cơ khí tĩnh và chuyển động chủ lực (Bài 2, Bài 3), triển khai các hệ thống phụ trợ phục vụ chu trình công tác (Bài 4 đến Bài 8), và tích hợp vào quy trình vận hành thiết bị hoàn chỉnh (Bài 9).
Kiến thức nền tảng được xây dựng
- Lý thuyết nhiệt động học động cơ đốt trong: Quá trình chuyển hóa hóa năng của nhiên liệu thành nhiệt năng và cơ năng trong không gian thể tích biến đổi; các thông số áp suất và nhiệt độ trong xi lanh (cuối kỳ nén đạt đến 600°C và 30 $\text{kg/cm}^2$; kỳ cháy sinh công đạt tới 2500°C và 70 $\text{kg/cm}^2$; hiệu suất động cơ diesel đạt tới 45%).
- Nguyên lý hao mòn cơ khí và dung sai lắp ghép: Cơ chế mài mòn ma sát của xi lanh tạo độ côn, độ ôvan; nguyên lý khe hở lắp ghép bạc lót trục khuỷu, khe hở lưng và miệng xéc măng; nguyên lý khử ứng suất dư khi nắn trục khuỷu bị cong bằng tải trọng uốn ngược $2\delta$.
- Nguyên lý thủy lực - khí nén và mạch điện điều khiển: Quy luật quét khí nén trong động cơ 2 kỳ; nguyên lý thủy lực cao áp trong phân bơm PE và vòi phun dầu; nguyên lý tạo xung điện áp từ cảm biến điện từ và điều khiển xung kim phun điện tử.
Kỹ năng phát triển
- Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Thao tác chuẩn xác các bộ dụng cụ tháo lắp (clê, khẩu tuýp, cần xiết lực, vam ép xéc măng, búa nhựa); kỹ thuật rà xupáp, chia miệng xéc măng so le theo góc kỹ thuật; đấu nối mạch điện khởi động và hệ thống đánh lửa bán dẫn.
- Kỹ năng phân tích đo lường (Analytical skills): Sử dụng thành thạo panme đo trong, panme đo ngoài, thước cặp, căn lá, đồng hồ so gắn khối V để đo độ cong vênh nắp máy (giới hạn 0,01 mm/100 mm), độ côn/độ méo cổ trục khuỷu (giới hạn $\le 0,25\text{ mm}$), khe hở dầu cổ trục/cổ biên (ban đầu 0,04–0,065 mm, giới hạn mòn $\le 0,3\text{ mm}$), độ cong xoắn thanh truyền (giới hạn 0,04 mm/100 mm).
- Kỹ năng xử lý bảo dưỡng thực tế (Practical competencies): Xác định cấp sửa chữa theo 4 code tăng kích thước xilanh (+0,25 mm/code); kiểm tra chùm tia và độ kín khít kim phun; xử lý gãy bu lông cấy trên nắp máy bằng phương pháp khoan lỗ đồng tâm và đóng chìa lục giác; vận hành chuẩn xác tổ hợp máy phát điện công nghiệp.
Phương pháp giảng dạy và học tập
Giáo trình định hướng phương pháp giảng dạy tích cực, lấy người học làm trung tâm và gắn liền với môi trường thực hành xưởng:
- Phương pháp giảng dạy của giảng viên: Giảng viên áp dụng diễn giảng ngắn gọn kết hợp trực quan hóa bằng máy chiếu, giáo án điện tử, bản vẽ và mô hình cắt bổ động cơ. Giảng viên nêu vấn đề, hướng dẫn quy trình công nghệ mẫu, chia bài tập tình huống theo từng cụm chi tiết và giám sát thao tác an toàn lao động của từng học viên.
- Tổ chức học tập theo nhóm: Lớp học thực hành được chia thành các nhóm nhỏ từ 8 đến 10 học viên. Mỗi nhóm được giao một cụm mô hình động cơ độc lập (như cụm nắp máy động cơ Jeep F4, cơ cấu biên - trục khuỷu IH6, bơm cao áp PE). Nhóm trưởng phân công từng thành viên thực hiện các bước: làm sạch chi tiết, đo đạc thông số bằng dụng cụ chuyên dụng, ghi biên bản kỹ thuật, phân tích dạng hư hỏng và lắp ráp hoàn thiện.
- Quy chế và phương pháp đánh giá: Đánh giá học phần tuân thủ Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH ngày 13/3/2017 của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội về đào tạo theo hệ thống tín chỉ:
- Đánh giá quá trình (trọng số 40%): Bao gồm 01 cột điểm kiểm tra thường xuyên (sau 15 giờ học, hình thức viết/thuyết trình/báo cáo kỹ thuật theo chuẩn A1–A3, B1–B2, C1) và 01 cột điểm kiểm tra định kỳ (sau 45 giờ học, hình thức tự luận/trắc nghiệm/thực hành thao tác theo chuẩn A4, B4, C3).
- Đánh giá kết thúc mô đun (trọng số 60%): Bài thi kết thúc học phần thực hiện sau 120 giờ bằng hình thức viết tự luận kết hợp trắc nghiệm khách quan hoặc thi thực hành tổng hợp nhằm đánh giá toàn diện chuẩn đầu ra.
- Thang điểm: Điểm chấm theo thang điểm 10 (làm tròn 1 chữ số thập phân), tính tổng điểm theo trọng số rồi quy đổi sang điểm chữ và thang điểm 4.
- Yêu cầu đối với người học: Người học phải nghiên cứu trước giáo trình và tài liệu tham khảo tại nhà; tham dự tối thiểu 70% số tiết lý thuyết và bắt buộc 100% số giờ thực hành xưởng. Nếu học viên vắng quá 30% thời lượng lý thuyết sẽ không được dự thi kết thúc mô đun và phải học lại.
Điểm nổi bật và cập nhật
- Gắn liền với thiết bị công nghiệp Dầu khí: Giáo trình biên soạn phục vụ chuyên ngành cơ khí thiết bị của Trường Cao đẳng Dầu khí, chú trọng các dòng động cơ đốt trong sử dụng làm nguồn động lực lai bơm, quạt công nghiệp, máy nén khí và tổ máy phát điện chuyên dụng (như máy phát điện F.111 / WINSON) tại các nhà máy, xí nghiệp.
- Tích hợp công nghệ cơ khí truyền thống và hệ thống điều khiển điện tử: Bên cạnh các kết cấu cơ khí kinh điển (bộ chế hòa khí, hệ thống đánh lửa má vít, bơm cao áp PE cơ khí), giáo trình cập nhật chi tiết nguyên lý hệ thống phun xăng điện tử đa điểm (EFI), bơm cao áp PE điều khiển điện tử và hệ thống đánh lửa bán dẫn dùng cảm biến điện từ.
- Hệ thống bảng biểu quy trình thao tác và định mức dung sai rõ ràng: Mỗi bài học thực hành đều cung cấp bảng phân bước công việc chi tiết kèm dụng cụ và yêu cầu kỹ thuật tương ứng (như quy trình tháo lắp nắp máy Jeep F4 gồm 12 bước; quy trình tháo nhóm piston-thanh truyền IH6 gồm 11 bước; quy trình tháo trục khuỷu gồm 11 bước). Các thông số định lượng được xác lập cụ thể: khe hở piston-xilanh động cơ xăng 0,08 mm, động cơ diesel 0,1 mm; độ mòn xilanh tối đa 0,3 mm; độ côn/méo cổ trục cho phép 0,25 mm; độ cong trục khuỷu cho phép 0,1 mm; khe hở dầu ban đầu 0,04–0,065 mm.
Đối tượng sử dụng giáo trình
- Đối tượng sinh viên: Giáo trình được thiết kế cho sinh viên trình độ Cao đẳng các nghề:
- Lắp đặt - Vận hành - Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí
- Sửa chữa Thiết bị Dầu khí
- Sinh viên các ngành kỹ thuật cơ khí động lực, công nghệ ô tô và bảo dưỡng cơ khí công nghiệp.
- Kiến thức và học phần tiên quyết (Prerequisites): Trước khi tiếp thu mô đun này, người học cần hoàn thành các môn học cơ sở trong khung chương trình:
- Dung sai (mã MECM53001)
- Vật liệu cơ khí (mã MECM53002)
- Vẽ kỹ thuật 1 & 2 (mã MECM52003, MECM62012)
- Cơ kỹ thuật (mã MECM64011)
- Nhiệt kỹ thuật (mã PETR52002)
- Gia công nguội cơ bản (mã MECM53104)
- Nguyên lý - Chi tiết máy (mã MECM62015)
- Kỹ thuật sửa chữa cơ khí (mã MECM64016)
- Giảng viên và kỹ thuật viên: Giảng viên sử dụng làm căn cứ thiết kế bài giảng lý thuyết và giáo án thực hành xưởng; kỹ thuật viên bảo trì tại các phân xưởng cơ điện, trạm máy phát điện có thể sử dụng giáo trình làm tài liệu tra cứu các tiêu chuẩn lắp ghép và thông số kỹ thuật sửa chữa.
Câu hỏi thường gặp
1. Giáo trình này phù hợp với ai?
Giáo trình phù hợp với sinh viên hệ Cao đẳng ngành cơ khí thiết bị dầu khí, kỹ thuật bảo dưỡng động lực, công nhân kỹ thuật và cán bộ bảo trì thiết bị cơ điện phụ trách vận hành, sửa chữa động cơ đốt trong lai trạm bơm, máy nén khí, máy phát điện.
2. Cần kiến thức nền nào để học?
Người học cần có kiến thức nền tảng về đọc bản vẽ cơ khí, kiến thức nhiệt kỹ thuật, nguyên lý máy, dung sai lắp ghép, kỹ thuật gia công nguội và các quy định an toàn vệ sinh lao động công nghiệp.
3. Điểm khác biệt với giáo trình khác?
Giáo trình tập trung chuyên sâu vào kỹ năng thực hành bảo dưỡng - sửa chữa (chiếm 110/120 giờ), cung cấp thông số dung sai mài mòn định lượng cụ thể, hướng dẫn quy trình đo kiểm trên thiết bị đo chính xác (panme, đồng hồ so, căn lá) và gắn với động cơ tĩnh tại trong công nghiệp dầu khí thay vì chỉ tập trung vào ô tô du lịch.
4. Làm sao để tự học hiệu quả?
Học viên cần đọc kỹ phần cấu tạo và thông số dung sai trước buổi học; ghi nhớ các quy tắc an toàn xưởng; luyện tập phương pháp đọc bản vẽ sơ đồ hệ thống; tham gia thảo luận nhóm tích cực để xử lý các bài tập tình huống sửa chữa do giảng viên giao.
5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo?
Học viên có thể tham khảo các tài liệu liên kết được nêu trong giáo trình: Bảo dưỡng sửa chữa động cơ xăng (ĐH. HCM), Bảo dưỡng sửa chữa động cơ diesel (ĐH. HCM), Phun xăng điện tử (NXB Hà Nội) cùng hệ thống bản vẽ mặt cắt kết cấu động cơ và mô hình thiết bị tại xưởng thực hành.
Kết luận
Giáo trình Bảo dưỡng – Sửa chữa động cơ đốt trong (mã mô đun MECM54109) do Trường Cao đẳng Dầu khí biên soạn là tài liệu giảng dạy chuyên môn hoàn chỉnh, tích hợp hệ thống lý thuyết chu trình công tác với kỹ thuật đo kiểm, bảo dưỡng và đại tu chi tiết máy theo các định mức dung sai tiêu chuẩn.
Lộ trình học tập đề xuất cho người học gồm 4 bước: (1) Nắm vững nguyên lý nhiệt động và cấu tạo động cơ 2 kỳ, 4 kỳ; (2) Sử dụng thành thạo dụng cụ đo lường để đánh giá sai lệch hình học chi tiết; (3) Thực hiện quy trình tháo lắp, sửa chữa xi lanh, trục khuỷu, hệ thống nhiên liệu, bôi trơn, làm mát theo đúng code kỹ thuật; (4) Vận hành an toàn tổ hợp máy phát điện công nghiệp.
Các tài liệu bổ trợ chuyên ngành bao gồm tài liệu về hệ thống phun xăng điện tử, cẩm nang sửa chữa động cơ diesel của các trường đại học kỹ thuật và tiêu chuẩn an toàn lao động ngành Dầu khí.