GIÁO TRÌNH BẢO DƯỠNG – SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

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 thuộc khối kiến thức và kỹ năng nghề cho trình độ Cao đẳng. Tài liệu 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), do nhóm tác giả gồm Lê Duy Nam (Chủ biên), Nguyễn Thành Danh và Bùi Việt An biên soạn.

Trong chương trình đào tạo nghề Lắp đặt – Vận hành – Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí cũng như các lớp nghề Sửa chữa Thiết bị Dầu khí, mô đun MECM54109 được bố trí giảng dạy sau các môn học cơ sở như Dung sai, Vật liệu cơ khí, Vẽ kỹ thuật, Cơ kỹ thuật, Điện kỹ thuật cơ bản, Nhiệt kỹ thuật và đứng trước giai đoạn Thực tập sản xuất (MECM54210) cùng Khóa luận tốt nghiệp (MECM63222).

Về chuẩn đầu ra, giáo trình hướng đến ba nhóm mục tiêu:

  • Kiến thức (A1–A3): Trình bày khái niệm, thuật ngữ chuyên ngành; mô tả cấu tạo, nguyên lý vận hành của động cơ xăng, diesel 2 kỳ và 4 kỳ; đọc hiểu bản vẽ cấu tạo và sơ đồ nguyên lý các cơ cấu, hệ thống.
  • Kỹ năng (B1–B2): Thao tác tháo lắp thành thạo; đo kiểm, đánh giá tình trạng kỹ thuật của các chi tiết then chốt (thân máy, xi lanh, piston, thanh truyền, trục khuỷu, trục cam); xác định phương án phục hồi hoặc thay thế theo kích thước sửa chữa (code); bảo dưỡng các hệ thống phụ trợ và vận hành động cơ cỡ nhỏ và vừa.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1): Tuân thủ quy trình an toàn lao động, làm việc nhóm và bảo đảm vệ sinh công nghiệp trong môi trường xưởng kỹ thuật.

Chương trình có thời lượng 4 tín chỉ (tương đương 120 giờ), bao gồm 6 giờ lý thuyết, 110 giờ thực hành/thảo luận/bài tập và 4 giờ kiểm tra thực hành. Cấu trúc giáo trình phân chia thành 9 bài học chuyên đề, tiếp cận từ nhiệt động học đại cương đến kỹ thuật bảo dưỡng cơ cấu máy, các hệ thống chức năng và quy trình vận hành máy phát điện công nghiệp.


Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương và chủ đề chính

Giáo trình phân bổ kiến thức qua 9 bài chuyên đề theo tiến trình logic từ cấu trúc động lực học đến các hệ thống chức năng:

  • Bài 1: Nguyên lý động cơ đốt trong (6 giờ): Giới thiệu định nghĩa động cơ nhiệt, phân loại động cơ đốt trong (xăng, diesel, gas, cháy cưỡng bức, tự cháy); các thông số chu trình công tác ($V_c, V_h, V_{max}$, tỷ số nén $\varepsilon = V_{max} / V_c$); chu trình làm việc 4 kỳ và 2 kỳ; công thức xác định góc lệch công tác $\text{Góc LCT} = \frac{180^\circ \cdot n}{i}$ (với $n$ là số hành trình của piston trong một chu trình, $i$ là số xi lanh); thứ tự làm việc của động cơ nhiều xi lanh (ví dụ: động cơ 4 xi lanh 1-3-4-2; động cơ 6 xi lanh 1-5-3-6-2-4; động cơ 8 xi lanh 1-5-4-8-6-3-7-2).
  • Bài 2: Bảo dưỡng sửa chữa cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền (20 giờ): Trình bày kết cấu thân máy, lót xi lanh khô/ướt; nắp máy, buồng đốt thống nhất và ngăn cách; nhóm piston, xéc măng khí/dầu, chốt piston; nhóm thanh truyền, bạc lót đầu to; trục khuỷu, bánh đà; quy trình tháo lắp nắp máy động cơ Jeep F4, tháo lắp nhóm piston - thanh truyền động cơ IH6.
  • Bài 3: Bảo dưỡng sửa chữa cơ cấu phân phối khí (14 giờ): Phân loại cơ cấu phân phối khí kiểu xu páp (xu páp đặt, xu páp treo), van trượt (động cơ xăng 2 kỳ) và kiểu phối hợp (động cơ diesel 2 kỳ); phương án dẫn động trục cam (bánh răng, trục, xích, đai); cấu tạo xu páp, con đội (hình nấm, con lăn, thủy lực) và trục cam.
  • Bài 4: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống cung cấp nhiên liệu (20 giờ): Hệ thống nhiên liệu xăng dùng bộ chế hòa khí, hệ thống phun xăng điện tử (EFI đa điểm); hệ thống nhiên liệu diesel dùng bơm cao áp PE (bộ điều tốc, bơm tiếp vận kiểu piston, bơm PE điều khiển điện tử, vòi phun); phương pháp đo điện trở kim phun, kiểm tra lưu lượng, dạng chùm tia phun và rò rỉ nhiên liệu.
  • Bài 5: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống bôi trơn động cơ (8 giờ): Nhiệm vụ, phân loại bôi trơn cưỡng bức, cấu tạo bầu lọc dầu bôi trơn, hệ thống đèn báo áp suất dầu.
  • Bài 6: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống làm mát động cơ (8 giờ): Cấu tạo hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức, két nước, bơm nước, cấu tạo và hoạt động của van hằng nhiệt.
  • Bài 7: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống đánh lửa (13 giờ): Hệ thống đánh lửa thường dùng vít điều khiển; hệ thống đánh lửa bán dẫn và điện tử sử dụng cảm biến điện từ loại nam châm đứng yên.
  • Bài 8: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống khởi động động cơ (7 giờ): Phân loại phương án khởi động, cấu tạo máy khởi động điện, rơ le gài khớp, sơ đồ đấu dây hệ thống khởi động.
  • Bài 9: Vận hành động cơ đốt trong (8 giờ): Quy tắc an toàn, quy trình vận hành và kiểm tra thông số kỹ thuật trên tổ máy phát điện F.114 / WINSON.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình thiết lập hệ thống lý thuyết kỹ thuật dựa trên các nguyên lý nhiệt động và cơ học chính xác:

  • Nguyên lý chuyển hóa năng lượng: Quá trình giãn nở nhiệt của môi chất sinh công trong không gian kín; diễn biến các kỳ nạp, nén, nổ, thải; các thông số áp suất cuối nén (động cơ diesel đạt khoảng $30\text{ kg/cm}^2$, nhiệt độ $600^\circ\text{C}$), áp suất cháy cực đại (đạt tới $70\text{ kg/cm}^2$, nhiệt độ $2500^\circ\text{C}$).
  • Nguyên lý bôi trơn và bao kín buồng cháy: Sự phân bố tải trọng trên thân thanh truyền hình tam giác; khe hở lắp ghép bạc lót trục khuỷu, bạc đầu to thanh truyền (độ căng lắp ghép $0{,}03 - 0{,}04\text{ mm}$); nguyên lý bao kín của xéc măng khí và xéc măng dầu gạt nhớt.
  • Dung sai hình học và giới hạn sửa chữa: Tiêu chuẩn độ cong vênh bề mặt nắp máy tối đa cho phép ($0{,}01\text{ mm} / 100\text{ mm}$ chiều dài); độ mài mòn xi lanh cho phép tối đa ($0{,}3\text{ mm}$); độ côn, độ méo cổ trục và cổ biên ($\le 0{,}25\text{ mm}$); độ cong trục khuỷu ($\le 0{,}1\text{ mm}$); độ dịch dọc trục khuỷu ($0{,}1 - 0{,}3\text{ mm}$); quy tắc gia công sửa chữa phục hồi theo các cấp code ($0{,}25\text{ mm}$ mỗi cấp, tối đa 4 cấp sửa chữa).

Kỹ năng phát triển

Tài liệu rèn luyện hệ thống kỹ năng thực hành phân định rõ ràng:

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Sử dụng các dụng cụ đo lường cơ khí chính xác như pan me đo trong, pan me đo ngoài, đồng hồ so, căn lá, thước cặp; thao tác vam ép xéc măng, thiết bị nắn trục khuỷu trên bàn ép thủy lực, thiết bị kiểm tra kim phun nhiên liệu và bình ắc quy điều khiển.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Đo đạc và tính toán độ côn ($|A - B|$), độ méo ($|A - A'|$), độ mài mòn lớn nhất của xi lanh; phân tích tình trạng khe hở dầu cổ trục, cổ biên; xác định nguyên nhân rạn nứt nắp máy qua phương pháp thấm dầu hoặc siêu âm; kiểm tra góc phun sớm và góc đánh lửa sớm.
  • Năng lực thực hành nghề (Practical competencies): Lập quy trình công nghệ tháo - lắp tổng thành cơ cấu máy; xác định đúng nguyên tắc xiết lực nắp máy, gối đỡ trục khuỷu đối xứng từ trong ra ngoài; cân chỉnh hệ thống cấp nhiên liệu diesel PE; thực hiện quy trình khởi động, hòa tải và dừng máy an toàn cho cụm động cơ phát điện.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Phương pháp tiếp cận sư phạm của môn học lấy thực hành xưởng làm trọng tâm. Tổng thời lượng 120 giờ được phân bổ với $91{,}7%$ dành cho rèn luyện kỹ năng thao tác (110 giờ thực hành, bài tập, thảo luận; 4 giờ kiểm tra thực hành; 16 giờ ôn tập và thi kết thúc mô đun) và $5{,}0%$ lý thuyết (6 giờ).

Hoạt động sư phạm và học tập

  • Đối với giảng viên: Áp dụng phương pháp giảng dạy tích cực bao gồm thuyết trình ngắn gọn các nguyên lý lý thuyết, nêu vấn đề kỹ thuật thực tế, hướng dẫn quy trình công nghệ, phân chia nhóm nhỏ và giám sát thao tác tháo lắp, đo kiểm trên mô hình và động cơ thực nghiệm.
  • Đối với người học: Thực hiện học tập kết hợp cá nhân và làm việc nhóm (mỗi nhóm từ 8–10 sinh viên). Sinh viên bắt buộc nghiên cứu tài liệu và giáo trình trước khi lên lớp, phân công nhiệm vụ giải quyết từng phần nội dung trong nhóm, viết báo cáo kỹ thuật và tham gia thảo luận chuyên đề.
  • Thực hành và bài tập tình huống: Thao tác trực tiếp trên các đối tượng động cơ cụ thể như động cơ Jeep F4 (tháo lắp nắp máy), động cơ IH6 (tháo lắp nhóm piston – thanh truyền và trục khuỷu); thực hiện đo kiểm độ méo, độ côn lòng xi lanh; kiểm tra vết nứt nắp máy; căn chỉnh khe hở nhiệt xu páp; kiểm tra dạng chùm tia và độ kín khít của vòi phun dầu.

Phương pháp và trọng số đánh giá

Quy trình đánh giá kết quả học tập tuân thủ Quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội và hướng dẫn của Trường Cao đẳng Dầu khí:

Thành phần đánh giá Hình thức và công cụ Trọng số Thời điểm kiểm tra Chuẩn đầu ra đánh giá
Kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) Viết, trắc nghiệm, thuyết trình hoặc báo cáo kỹ thuật Kết hợp: 40% Sau 15 giờ học A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2
Kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) Tự luận, trắc nghiệm hoặc báo cáo thực hành Sau 45 giờ học A4, B4, C3
Thi kết thúc môn học Viết tự luận, trắc nghiệm và thao tác thực hành 60% Sau 120 giờ học Đánh giá tổng hợp toàn bộ chuẩn đầu ra (A1–A5, B1–B5, C1–C3)

Điểm tổng kết môn học được chấm theo thang điểm 10, làm tròn một chữ số thập phân, sau đó quy đổi sang điểm chữ và thang điểm 4 theo quy chế đào tạo tín chỉ.

Quy định chuyên cần và tự học

  • Người học phải tham dự tối thiểu $70%$ số giờ giảng lý thuyết và $100%$ các buổi học thực hành. Sinh viên vắng quá $30%$ số tiết lý thuyết không đủ điều kiện dự thi và phải đăng ký học lại mô đun.
  • Hoàn thành đầy đủ các bài kiểm tra định kỳ, kiểm tra thường xuyên và chủ động thực hiện kế hoạch tự học tại xưởng hoặc thư viện theo hướng dẫn của giảng viên.

Điểm nổi bật và cập nhật

Giáo trình tích hợp các nội dung kỹ thuật từ các hệ thống truyền thống đến các công nghệ điều khiển điện tử ứng dụng trong công nghiệp:

  • Mở rộng nội dung kỹ thuật: Bên cạnh kết cấu chế hòa khí và hệ thống đánh lửa cơ khí bằng tiếp điểm (delco), giáo trình cập nhật chi tiết nguyên lý hệ thống phun xăng điện tử đa điểm (EFI), sơ đồ mạch điện điều khiển kim phun, hệ thống đánh lửa bán dẫn dùng cảm biến điện từ loại nam châm đứng yên, và cụm bơm cao áp diesel PE có tích hợp bộ điều khiển điện tử.
  • Tính thực chứng và dữ liệu đo kiểm chuẩn mực: Các bảng quy trình công nghệ (quy trình tháo lắp nắp máy Jeep F4 gồm 12 bước, quy trình tháo lắp trục khuỷu động cơ IH6 gồm 11 bước) đều nêu rõ loại dụng cụ tương ứng (clê, tròng, tuýp lực, vam chuyên dụng, pan me, đồng hồ so) và yêu cầu kỹ thuật định lượng (lực mở đều $1/6 - 1/4$ vòng, dung sai độ cong $0{,}01\text{ mm} / 100\text{ mm}$, khe hở dầu $0{,}04 - 0{,}065\text{ mm}$, mức mài mòn tối đa $0{,}3\text{ mm}$).
  • Liên kết thực tiễn ngành dầu khí: Các bài học vận hành (Bài 9) được xây dựng dựa trên các tổ máy phát điện công nghiệp thực tế (như dòng WINSON / F.114) thường sử dụng làm nguồn động lực phụ trợ tại các giàn khoan, xí nghiệp và nhà máy thuộc Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam.
  • Cơ sở tham chiếu học thuật: Nội dung được hiệu chỉnh từ ý kiến đóng góp của các kỹ sư chuyên môn đang công tác tại các đơn vị thành viên của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam và trích dẫn từ các tài liệu tham khảo chuyên ngành tại Việt Nam.

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình được thiết kế phục vụ các đối tượng cụ thể trong hệ thống đào tạo kỹ thuật:

  • Sinh viên hệ Cao đẳng: Sinh viên chuyên ngành Lắp đặt – Vận hành – Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí và ngành Sửa chữa Thiết bị Dầu khí tại Trường Cao đẳng Dầu khí.
  • Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các môn học cơ sở trong chương trình đào tạo gồm:
    • Nhóm vẽ và thiết kế: Vẽ kỹ thuật 1 & 2 (MECM52003, MECM62012), Autocad (MECM63013).
    • Nhóm cơ học và nhiệt động: Cơ kỹ thuật (MECM64011), Nhiệt kỹ thuật (PETR52002), Nguyên lý – Chi tiết máy (MECM62015).
    • Nhóm công nghệ chế tạo và đo lường: Dung sai (MECM53001), Vật liệu cơ khí (MECM53002), Gia công nguội cơ bản (MECM53104), Gia công cắt gọt kim loại (MECM54105), Điện kỹ thuật cơ bản (ELEI53055).
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm đề cương và giáo án khung chuẩn để tổ chức giảng dạy lý thuyết chuyên đề và phân trạm hướng dẫn thực hành kỹ năng nghề sửa chữa động cơ đốt trong.
  • Cán bộ kỹ thuật và thợ sửa chữa: Phục vụ làm tài liệu tham khảo tra cứu quy trình tháo lắp, bảng thông số khe hở kỹ thuật, phương án sửa chữa theo code và quy trình vận hành an toàn máy phát điện tại các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Tài liệu được biên soạn phục vụ đào tạo trình độ Cao đẳng cho sinh viên ngành Lắp đặt – Vận hành – Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí và nghề Sửa chữa Thiết bị Dầu khí của Trường Cao đẳng Dầu khí, đồng thời dùng làm tài liệu tham khảo cho kỹ thuật viên bảo trì cơ khí tại các xí nghiệp công nghiệp.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học cần hoàn thành các học phần cơ sở kỹ thuật gồm: Vẽ kỹ thuật, Dung sai, Vật liệu cơ khí, Cơ kỹ thuật, Nhiệt kỹ thuật, Điện kỹ thuật cơ bản, Gia công nguội và Nguyên lý – Chi tiết máy để có khả năng đọc bản vẽ cơ khí, hiểu chu trình nhiệt động và thao tác đo kiểm dung sai chính xác.

3. Điểm khác biệt với giáo trình khác?

Giáo trình thiết kế theo kết cấu mô đun thực hành chuyên sâu (110/120 giờ thực hành, chiếm $91{,}7%$ thời lượng), tập trung vào các bảng quy trình công nghệ tháo lắp trên động cơ cụ thể (Jeep F4, IH6), cung cấp chi tiết định lượng các thông số kiểm tra sửa chữa theo code và tích hợp quy trình vận hành tổ máy phát điện công nghiệp WINSON / F.114.

4. Làm sao để tự học hiệu quả?

Người học cần nghiên cứu bài đọc trước khi lên lớp, tham gia học nhóm từ 8–10 người để phân tích cấu tạo chi tiết, đối chiếu các thông số dung sai hình học với các phép đo thực tế trong xưởng, đồng thời bảo đảm tham dự đầy đủ $100%$ thời lượng thực hành tháo lắp và kiểm tra động cơ.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo?

Giáo trình đề xuất các tài liệu tham khảo chính yếu:

  • Bảo dưỡng sửa chữa động cơ xăng – Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.
  • Bảo dưỡng sửa chữa động cơ diesel – Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.
  • Phun xăng điện tử – Nhà xuất bản Hà Nội.
  • Các mô hình cắt bổ động cơ, phim ảnh kỹ thuật và trang thiết bị thực hành tại xưởng chuyên môn hóa của Trường Cao đẳng Dầu khí.

Kết luận

Giáo trình Bảo dưỡng – Sửa chữa Động cơ đốt trong (mã số MECM54109) cung cấp toàn bộ nền tảng lý thuyết nhiệt động, cấu tạo cơ cấu máy và hệ thống quy chuẩn kỹ thuật đo kiểm, bảo dưỡng sửa chữa động cơ xăng và diesel công nghiệp. Tài liệu định hình vị trí trung tâm trong khung chương trình đào tạo nghề hệ Cao đẳng tại Trường Cao đẳng Dầu khí, kết nối các kiến thức cơ sở ngành với năng lực thực tế trước khi người học bước vào giai đoạn thực tập sản xuất và khóa luận tốt nghiệp. Việc kết hợp chặt chẽ giữa giáo trình này với các tài liệu bổ trợ về phun xăng điện tử và động cơ diesel chuyên sâu giúp người học hoàn thiện đầy đủ kỹ năng nghề nghiệp theo các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.