Giáo trình Nguyên lý Cấu tạo Động cơ Nghề Công nghệ Ô tô tại Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp

Giáo trình nguyên lý cấu tạo động cơ ô tô tại trường cao đẳng nghề Đồng Tháp cung cấp kiến thức chuyên sâu cho sinh viên ngành công nghệ ô tô.

• Tác giả: ThS. Mai Thanh Thi
• Trường học: Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp
• Chuyên ngành: Công nghệ ô tô
• Đề tài: Nguyên lý cấu tạo động cơ
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Đồng Tháp

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
• 1.1. Khái quát về động cơ đốt trong
• 1.2. Phân loại động cơ đốt trong
• 1.3. Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong
• 1.4. So sánh các loại động cơ đốt trong
• 2. CHƯƠNG 2: BỘ PHẬN CỐ ĐỊNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
• 2.1. Nắp xylanh
• 3. CHƯƠNG 3: CÁC BỘ PHẬN DI ĐỘNG
• 4. CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ
• 4.1. Cam có thời điểm thay đổi
• 5. CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG BÔI TRƠN
• 5.1. Nguyên lý bôi trơn thủy động
• 5.2. Cấu trúc và nguyên lý làm việc của hệ thống
• 6. CHƯƠNG 6: HỆ THỐNG LÀM MÁT
• 6.1. Hệ thống làm mát bằng không khí
• 6.2. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng
• 7. CHƯƠNG 7: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XĂNG
• 7.1. Cấu trúc, nguyên lý hoạt động
• 7.2. Bộ chế hòa khí hai buồng hỗn hợp
• 7.3. Hệ thống phun xăng điện tử
• 8. CHƯƠNG 8: HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊU LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL
• 8.1. Khái quát về hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel
• 8.2. Cấu tạo và hoạt động của các bộ phận chính

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo trình Nguyên lý Cấu tạo Động cơ Ô tô Cao đẳng

Giáo trình Nguyên lý Cấu tạo Động cơ Ô tô Cao đẳng được biên soạn nhằm cung cấp kiến thức cơ bản về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ ô tô. Nội dung giáo trình được xây dựng dựa trên chương trình khung của ngành công nghệ ô tô, giúp sinh viên nắm vững các khái niệm và ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực này.

1.1. Mục tiêu và nội dung chính của giáo trình

Giáo trình này nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức cần thiết về cấu tạo động cơ ô tô, bao gồm các bộ phận chính và nguyên lý hoạt động của chúng. Nội dung được chia thành nhiều chương, mỗi chương tập trung vào một khía cạnh cụ thể của động cơ.

1.2. Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình được thiết kế cho sinh viên cao đẳng nghề công nghệ ô tô, đồng thời cũng là tài liệu tham khảo cho học sinh trung cấp nghề và công nhân kỹ thuật trong ngành công nghệ ô tô.

II. Những thách thức trong việc giảng dạy Nguyên lý Cấu tạo Động cơ Ô tô

Việc giảng dạy Nguyên lý Cấu tạo Động cơ Ô tô gặp nhiều thách thức, từ việc cập nhật kiến thức mới đến việc kết nối lý thuyết với thực tiễn. Các giảng viên cần phải thường xuyên cập nhật công nghệ mới và phương pháp giảng dạy hiệu quả.

2.1. Cập nhật công nghệ mới trong giảng dạy

Công nghệ ô tô đang phát triển nhanh chóng, do đó giáo viên cần phải thường xuyên cập nhật các công nghệ mới nhất để truyền đạt cho sinh viên. Việc này không chỉ giúp sinh viên nắm bắt kiến thức mà còn tạo động lực học tập.

2.2. Kết nối lý thuyết với thực tiễn

Một trong những thách thức lớn là làm sao để sinh viên có thể áp dụng lý thuyết vào thực tiễn. Các bài thực hành, thí nghiệm và dự án thực tế là cần thiết để sinh viên có thể hiểu rõ hơn về cấu tạo và hoạt động của động cơ ô tô.

III. Phương pháp giảng dạy hiệu quả cho Nguyên lý Cấu tạo Động cơ Ô tô

Để nâng cao hiệu quả giảng dạy, các phương pháp giảng dạy hiện đại cần được áp dụng. Việc sử dụng công nghệ thông tin và các phương pháp học tập tích cực sẽ giúp sinh viên tiếp thu kiến thức tốt hơn.

3.1. Sử dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy

Việc áp dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy giúp sinh viên dễ dàng tiếp cận tài liệu học tập và các nguồn thông tin phong phú. Các phần mềm mô phỏng và video hướng dẫn cũng có thể được sử dụng để minh họa cho các khái niệm phức tạp.

3.2. Phương pháp học tập tích cực

Khuyến khích sinh viên tham gia vào các hoạt động nhóm, thảo luận và thực hành sẽ giúp họ phát triển kỹ năng làm việc nhóm và khả năng giải quyết vấn đề. Các bài tập thực hành cũng cần được thiết kế để sinh viên có thể áp dụng lý thuyết vào thực tế.

IV. Ứng dụng thực tiễn của Nguyên lý Cấu tạo Động cơ Ô tô

Nội dung giáo trình không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp ô tô. Sinh viên sẽ được trang bị kiến thức để có thể làm việc trong các nhà máy sản xuất, sửa chữa và bảo trì động cơ ô tô.

4.1. Ứng dụng trong sản xuất ô tô

Kiến thức về cấu tạo động cơ ô tô giúp sinh viên có thể tham gia vào quá trình sản xuất và lắp ráp ô tô. Họ sẽ hiểu rõ hơn về các bộ phận và cách thức hoạt động của chúng trong toàn bộ hệ thống.

4.2. Ứng dụng trong bảo trì và sửa chữa

Sinh viên sẽ được trang bị kỹ năng cần thiết để thực hiện bảo trì và sửa chữa động cơ ô tô. Họ sẽ biết cách kiểm tra, chẩn đoán và khắc phục các sự cố liên quan đến động cơ.

V. Kết luận và tương lai của Nguyên lý Cấu tạo Động cơ Ô tô

Giáo trình Nguyên lý Cấu tạo Động cơ Ô tô Cao đẳng không chỉ cung cấp kiến thức cơ bản mà còn mở ra nhiều cơ hội nghề nghiệp cho sinh viên. Tương lai của ngành công nghệ ô tô sẽ còn phát triển mạnh mẽ với sự xuất hiện của các công nghệ mới.

5.1. Tương lai của ngành công nghệ ô tô

Ngành công nghệ ô tô đang chuyển mình với sự phát triển của các công nghệ xanh và bền vững. Sinh viên cần chuẩn bị cho mình những kiến thức và kỹ năng phù hợp để đáp ứng nhu cầu của thị trường.

5.2. Cơ hội nghề nghiệp cho sinh viên

Với kiến thức và kỹ năng được trang bị từ giáo trình, sinh viên có thể tìm kiếm việc làm trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sản xuất, sửa chữa, bảo trì và nghiên cứu phát triển trong ngành công nghệ ô tô.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình môn học Nguyên lý cấu tạo động cơ (Mã môn học: CMH 15) là tài liệu giảng dạy chuyên môn thuộc chương trình đào tạo nghề Công nghệ Ô tô ở trình độ Cao đẳng, do Khoa Cơ khí – Xây dựng thuộc Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp biên soạn và ban hành năm 2017 dưới sự tham gia biên soạn của ThS. Mai Thanh Thi. Trong cấu trúc chương trình đào tạo nghề Công nghệ Ô tô, môn học này có tính chất là môn lý thuyết chuyên môn với thời lượng 75 giờ (bao gồm 72 giờ lý thuyết, 2 giờ kiểm tra và 1 giờ thi kết thúc môn theo hình thức tự luận hoặc trắc nghiệm). Môn học được thiết kế để bố trí giảng dạy song song với các môn học kỹ thuật cơ sở và chuyên môn khác gồm: Trang bị điện ô tô, Dung sai đo lường, Kỹ thuật điện và Điện tử cơ bản.

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định rõ trên ba phương diện chuẩn đầu ra:

• Kiến thức: Người học nắm vững các khái niệm cơ bản, thông số nhiệt động học và nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong (động cơ xăng, động cơ diesel 4 kỳ và 2 kỳ); hiểu rõ nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật và cấu tạo chi tiết của các bộ phận cố định, các bộ phận di động cũng như các hệ thống phụ trợ (phân phối khí, bôi trơn, làm mát, cung cấp nhiên liệu).
• Kỹ năng: Nhận dạng chính xác các chi tiết, cụm chi tiết cơ khí và các cụm thành phần trong các hệ thống chức năng của động cơ đốt trong.
• Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện năng lực làm việc độc lập hoặc làm việc theo nhóm; khả năng giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong điều kiện làm việc thay đổi; chấp hành các quy định về an toàn lao động, bảo hộ lao động và phòng cháy chữa cháy trong môi trường công xưởng ô tô.

Giáo trình được cấu trúc thành 8 chương lớn theo trình tự logic kỹ thuật chặt chẽ, kết hợp giữa lý thuyết chu trình nhiệt động học và kết cấu thực tế của các dòng động cơ ô tô hiện nay.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung toàn bộ giáo trình được phân bổ trong 8 chương chuyên đề:

• Chương 1: Khái quát về động cơ đốt trong (Mã chương: MH 15-01): Trình bày lịch sử phát triển động cơ nhiệt từ máy hơi nước của James Watt (1784), động cơ hai kỳ của Lenoir (1860), động cơ bốn kỳ của Nikolaus Otto và Langen (1877), động cơ xăng của Daimler (1885), động cơ nhiên liệu nặng của Rudolf Diesel (1897), đến hệ thống bơm cao áp và vòi phun của Bosch (1901); điểm qua các dòng động cơ sản xuất tại Việt Nam (động cơ 2B10,5/13, 2B9,5/11 của Nhà máy cơ khí Trần Hưng Đạo; D50, D80, TS-130 của Công ty Diezel Sông Công; D22T, D23T của Nhà máy cơ khí Duyên Hải). Phân loại động cơ theo chu trình (2 kỳ, 4 kỳ), loại nhiên liệu (lỏng, khí), phương pháp hình thành hòa khí (bên ngoài, bên trong), phương pháp đốt cháy (cưỡng bức, tự bốc cháy), phương pháp nạp và cách bố trí xylanh (thẳng hàng, chữ V, đối đỉnh). Định nghĩa các thông số: Điểm chết trên (ĐCT), Điểm chết dưới (ĐCD), Hành trình piston ($S = 2R$), Thể tích buồng cháy ($V_c$), Thể tích công tác ($V_h$), Thể tích toàn phần ($V_a = V_h + V_c$), Tỷ số nén ($\varepsilon$), Tỷ số tăng áp suất. Phân tích nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4 kỳ, động cơ diesel 4 kỳ (tỷ số nén 15/1 – 22/1, áp suất nén 30 kg/cm², nhiệt độ nén 500 – 800°C) và động cơ 2 kỳ quét khí ngang.
• Chương 2: Bộ phận cố định của động cơ đốt trong (Mã chương: MH 15-02): Khảo sát thân máy (vật liệu gang hoặc hợp kim nhôm), ống lót xylanh (loại khô và loại ướt tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát), hộp đỡ trục khuỷu, các-te có vách ngăn giảm dao động sóng dầu, đệm nắp máy (kết cấu lõi thép mỏng phủ carbon và bột chì). Cấu tạo nắp máy (nắp quy lát) và 4 kiểu buồng đốt trên động cơ xăng: kiểu bán cầu, kiểu hình nêm, kiểu bathtub, kiểu pentroof (4 xupap/xylanh, buzi đặt chính giữa). Phân loại buồng đốt động cơ diesel gồm buồng đốt trực tiếp và buồng đốt gián tiếp (buồng đốt phụ trên nắp máy).
• Chương 3: Các bộ phận di động / Cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền (Mã chương: MH 15-03): Kết cấu trục khuỷu thép rèn (cổ trục chính, chốt khuỷu, đối trọng, bộ giảm chấn dao động xoắn tần số 5 – 30 Hz), bạc lót trục chính và bạc lót thanh truyền (vật liệu hợp kim trắng, Kelmet, hợp kim nhôm), bạc chặn dọc trục, khe hở dầu kỹ thuật (0,02 – 0,06 mm). Cấu tạo thanh truyền (đầu nhỏ, thân, đầu to có lỗ dầu làm mát đỉnh piston). Cấu tạo bánh đà gang. Kết cấu piston (đỉnh bằng/lồi/lõm, đầu piston dạng côn, thân piston dạng oval, khe hở piston 0,02 – 0,12 mm, thiết kế độ lệch tâm của tâm chốt piston nhằm giảm tiếng gõ khi đổi chiều lực ngang). Cấu tạo xéc măng khí và xéc măng dầu (khe hở miệng 0,2 – 0,5 mm) và các kiểu lắp ghép trục piston (cố định độ dôi/bu lông hoặc xoay tự do có khoen chặn).
• Chương 4: Hệ thống phân phối khí (Mã chương: MH 15-04): Phân loại cơ cấu dẫn động xupap: OHV (trục cam ở thân máy, dẫn động qua con đội, đũa đẩy, cò mổ) và OHC (gồm SOHC và DOHC). Cấu tạo xupap (đầu nón cụt góc nghiêng 45°, 30° hoặc 60°, thân xupap, đuôi xupap), ống kềm xupap, bệ xupap (góc nghiêng bệ lệch 0,5° – 1° so với xupap, bề rộng tiếp xúc 1,2 – 1,3 mm), lò xo xupap có bước thay đổi chống cộng hưởng, cơ cấu xoay xupap. Độ nâng xupap và pha phân phối khí. Cấu tạo, nguyên lý con đội thủy lực tự động triệt tiêu khe hở xupap. Hệ thống điều khiển thời điểm xupap thông minh VVT-i (cảm biến trục cam, cảm biến trục khuỷu, cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến lưu lượng khí nạp, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, ECU, van dầu OCV điều khiển xoay trục cam lên đến 50° so với trục khuỷu).
• Chương 5: Hệ thống bôi trơn (Mã chương: MH 15-05): Chức năng hệ thống bôi trơn. Nguyên lý bôi trơn thủy động và điều kiện tạo chêm dầu bôi trơn ổ trục. Sơ đồ mạch dầu chính bôi trơn cổ trục khuỷu, chốt khuỷu, xylanh-piston và nắp máy. Cấu tạo lưới lọc thô, lọc tinh và các loại bơm dầu bôi trơn: bơm bánh răng ăn khớp trong, bơm bánh răng ăn khớp ngoài, bơm rotor. Nguyên lý van an toàn giảm áp điều tiết áp suất nhớt.
• Chương 6: Hệ thống làm mát: Nguyên lý và cấu tạo hệ thống làm mát bằng không khí và hệ thống làm mát cưỡng bức bằng chất lỏng.
• Chương 7: Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng: Cấu trúc, nguyên lý bộ chế hòa khí, bộ chế hòa khí hai buồng hỗn hợp và hệ thống phun xăng điện tử (EFI).
• Chương 8: Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diesel: Khái quát hệ thống nhiên liệu diesel, cấu tạo và hoạt động của các bộ phận chính trong hệ thống phun dầu diesel.

Progression logic của giáo trình đi từ nền tảng nhiệt động học tổng quát, phân loại cơ bản đến phân tích kết cấu cơ khí tĩnh (Chương 2), cơ cấu chuyển động chính (Chương 3), cơ cấu nạp/thải khí (Chương 4) và các hệ thống phụ trợ bôi trơn, làm mát, cung cấp nhiên liệu (Chương 5, 6, 7, 8).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng các khối kiến thức lý thuyết cơ sở gồm:

• Lý thuyết nhiệt động và chu trình nhiệt: Khái niệm chu trình công tác, cơ chế biến đổi hóa năng thành nhiệt năng và từ nhiệt năng thành cơ năng; sự chênh lệch áp suất nạp - thải; các thông số thể tích ($V_c, V_h, V_a$), tỷ số nén ($\varepsilon$), tỷ số tăng áp suất.
• Nguyên lý thủy động học và ma sát: Lý thuyết bôi trơn thủy động, điều kiện hình thành màng dầu chêm thủy động giữa ngõng trục và bạc lót nhằm ngăn ngừa ma sát khô.
• Cơ học biến dạng và nhiệt học chi tiết: Hiện tượng giãn nở nhiệt không đồng đều trên piston (dẫn đến thiết kế dạng côn và dạng oval), lực ngang tác dụng gây va đập piston vào thành xylanh và giải pháp dịch tâm chốt piston.
• Nguyên lý điều khiển pha khí động học: Quy luật đóng mở sớm, trễ của xupap, góc phân phối khí và cơ chế điều khiển thủy lực thông minh dựa trên tín hiệu điện tử (ECU - OCV).

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật: Nhận diện và phân biệt được các dạng kết cấu thân máy, ống lót xylanh khô và ướt, các loại vật liệu bạc lót (hợp kim trắng, Kelmet, hợp kim nhôm), các cơ cấu phân phối khí (OHV, SOHC, DOHC), các loại bơm nhớt và kiểu buồng đốt.
• Kỹ năng phân tích: Đọc hiểu và phân tích bản vẽ kết cấu cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền; tính toán các thông số thể tích xylanh và tỷ số nén; giải thích hiện tượng dao động xoắn trục khuỷu và nguyên lý triệt tiêu khe hở bằng con đội thủy lực.
• Kỹ năng thực hành nghề nghiệp: Nắm vững các chỉ số khe hở tiêu chuẩn (khe hở dầu 0,02 – 0,06 mm; khe hở piston 0,02 – 0,12 mm; khe hở miệng xéc măng 0,2 – 0,5 mm; góc vát mặt xupap và bệ xupap) làm cơ sở cho các học phần thực hành đo kiểm, tháo lắp, bảo dưỡng động cơ ô tô sau này.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng phương pháp tiếp cận sư phạm kỹ thuật kết hợp giữa thuyết trình lý thuyết và phân tích mô hình trực quan. Nội dung giảng dạy bám sát cấu trúc của 72 giờ lý thuyết trên lớp, đi kèm hình ảnh mô phỏng mặt cắt chi tiết cơ khí thực tế.

• Bài tập và câu hỏi thảo luận: Cuối mỗi chương đều tích hợp hệ thống câu hỏi thảo luận mang tính tổng hợp, yêu cầu người học giải thích bản chất nguyên lý và cấu tạo, ví dụ:
  • Chương 1: Phân tích chu trình công tác động cơ xăng/diesel 4 kỳ, nguyên lý quét khí động cơ 2 kỳ, phương pháp lập bảng diễn biến hoạt động của các xylanh trong động cơ nhiều xylanh.
  • Chương 2: So sánh cấu tạo thân máy, nắp máy và phân loại các kiểu buồng đốt động cơ xăng, diesel.
  • Chương 3: Phân tích nhiệm vụ của piston, xéc măng, phân loại bạc xéc măng và các kiểu lắp ghép trục piston.
  • Chương 4: Trình bày cấu tạo, nguyên lý cơ cấu phân phối khí OHV, OHC, con đội thủy lực và hệ thống phân phối khí thông minh VVT-i.
  • Chương 5: Trình bày nguyên lý bôi trơn thủy động và cấu tạo các loại bơm dầu bôi trơn.
• Hình thức đánh giá: Môn học thực hiện 2 giờ kiểm tra định kỳ trong quá trình học và 1 giờ thi kết thúc môn học. Hình thức thi gồm tự luận hoặc trắc nghiệm, đánh giá mức độ hiểu biết cấu tạo chi tiết và nguyên lý hoạt động của các cơ cấu.
• Hướng dẫn tự học: Học sinh, sinh viên cần nghiên cứu giáo trình kết hợp đối chiếu sơ đồ nguyên lý với các hình ảnh mặt cắt cấu tạo; chủ động trả lời toàn bộ câu hỏi thảo luận cuối mỗi chương; liên hệ lý thuyết cấu tạo với các môn học song song như Dung sai đo lường và Trang bị điện ô tô.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

Giáo trình tích hợp các nội dung kỹ thuật từ cơ bản đến các giải pháp công nghệ hiện đại áp dụng trên động cơ ô tô:

• Tích hợp công nghệ điều khiển điện tử: Bên cạnh các cơ cấu truyền thống (OHV, SOHC), giáo trình dành mục riêng phân tích sâu hệ thống điều khiển thời điểm xupap thông minh (VVT-i) trên cơ cấu DOHC. Giáo trình mô tả chi tiết sơ đồ tín hiệu từ cảm biến trục cam, cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến khối lượng không khí nạp, cảm biến bướm ga, cảm biến nhiệt độ nước làm mát về ECU để điều khiển van dầu OCV xoay trục cam với góc quay lên đến 50° so với trục khuỷu.
• Cập nhật xu hướng thiết kế buồng đốt: Phân tích chi tiết buồng đốt kiểu pentroof 4 van hiện đại (2 xupap nạp, 2 xupap thải, buzi đặt giữa, 2 trục cam DOHC) so với các dạng buồng đốt cổ điển như hình nêm hay bathtub.
• Giải quyết các vấn đề cơ học thực tế: Cung cấp lý giải chi tiết cho các giải pháp chế tạo cơ khí như:
  • Thiết kế đầu piston dạng côn và thân piston dạng oval để bù trừ độ giãn nở nhiệt.
  • Thiết kế tâm trục piston lệch so với đường tâm xylanh nhằm triệt tiêu hiện tượng đảo chiều lực ngang đột ngột, giảm va đập vào vách xylanh ở kỳ nổ.
  • Sử dụng con đội thủy lực để loại bỏ hoàn toàn khe hở nhiệt xupap, giảm va đập cơ khí.
  • Sử dụng lò xo xupap có bước thay đổi để chống hiện tượng cộng hưởng ở số vòng quay cao.
• Dẫn chứng lịch sử và thực tiễn ngành cơ khí Việt Nam: Tài liệu đưa vào các cứ liệu lịch sử chế tạo động cơ nhiệt trên thế giới và dẫn chứng các sản phẩm động cơ cụ thể từng được chế tạo trong nước (nhà máy Trần Hưng Đạo, Diezel Sông Công, Duyên Hải).

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình Nguyên lý cấu tạo động cơ được thiết kế cho các nhóm đối tượng cụ thể sau:

• Sinh viên hệ Cao đẳng nghề ngành Công nghệ Ô tô: Đây là tài liệu học tập chính thức cho môn học CMH 15 (75 giờ) thuộc chương trình khung đào tạo cao đẳng nghề.
• Học sinh Trung cấp nghề và Công nhân kỹ thuật: Tài liệu đóng vai trò là tài liệu tham khảo chuyên môn chuẩn xác cho học sinh hệ trung cấp và thợ kỹ thuật sửa chữa ô tô cần hệ thống hóa kiến thức về cấu tạo, nguyên lý làm việc và các thông số khe hở tiêu chuẩn của động cơ.
• Điều kiện tiên quyết / Kiến thức cần có: Để tiếp thu tốt nội dung giáo trình, người học cần học song song hoặc đã có kiến thức nền tảng về:
  • Dung sai đo lường (để hiểu các thông số khe hở lắp ghép 0,02 – 0,06 mm, 0,02 – 0,12 mm, độ lệch góc).
  • Kỹ thuật điện và Điện tử cơ bản (để nắm bắt nguyên lý cảm biến và điều khiển điện tử ECU trong hệ thống VVT-i, EFI).
  • Trang bị điện ô tô.
• Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm căn cứ chuẩn để soạn giáo án, biên soạn bài giảng lý thuyết, ra đề kiểm tra 2 giờ và đề thi kết thúc môn 1 giờ theo quy định của nhà trường.

---

Câu hỏi thường gặp

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

Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập chính cho sinh viên hệ Cao đẳng nghề ngành Công nghệ Ô tô, đồng thời làm tài liệu tham khảo cho học sinh trình độ Trung cấp nghề và công nhân kỹ thuật trong ngành cơ khí ô tô.

2. Cần trang bị kiến thức nền tảng nào trước và trong khi học giáo trình?

Người học cần có kiến thức hoặc học song song các môn học kỹ thuật cơ sở bao gồm: Dung sai đo lường (đọc hiểu khe hở lắp ráp), Kỹ thuật điện, Điện tử cơ bản (hiểu tín hiệu cảm biến và mạch điều khiển) và Trang bị điện ô tô.

3. Điểm khác biệt của giáo trình so với các tài liệu lý thuyết động cơ chung là gì?

Giáo trình kết hợp đồng thời giữa các công thức/thông số lý thuyết nhiệt động cơ bản với kết cấu cơ khí cụ thể (khe hở dầu, góc nghiêng bệ xupap, dạng hình học piston côn/oval, độ lệch tâm chốt piston) và tích hợp các hệ thống điều khiển điện tử thực tế như VVT-i và phun xăng điện tử.

4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả cao?

Người học nên bám sát danh mục 8 chương, kết hợp đọc lý thuyết với phân tích sơ đồ mặt cắt kết cấu của từng cụm chi tiết; sau mỗi chương cần hoàn thành đầy đủ hệ thống câu hỏi thảo luận (như phân tích các kỳ hoạt động, so sánh buồng đốt, giải thích cơ chế con đội thủy lực).

5. Giáo trình có kèm theo tài liệu bổ trợ hoặc bài tập kiểm tra không?

Giáo trình tích hợp sẵn hệ thống câu hỏi thảo luận cuối mỗi chương học, định hướng cấu trúc kiểm tra (2 giờ kiểm tra định kỳ, 1 giờ thi kết thúc môn theo hình thức tự luận/trắc nghiệm) và gắn liền với danh mục các môn học thực hành bổ trợ trong chương trình đào tạo nghề Công nghệ Ô tô.

---

Kết luận

Giáo trình môn học Nguyên lý cấu tạo động cơ (Mã môn học: CMH 15) do Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp ban hành là tài liệu học thuật chuyên môn có hệ thống, phản ánh đầy đủ cấu trúc và nguyên lý làm việc của các loại động cơ đốt trong sử dụng trên ô tô.

Lộ trình tiếp cận kiến thức được định hình rõ ràng:

1. Nắm vững lịch sử, phân loại và các định nghĩa thông số nhiệt động cơ bản (Chương 1).
2. Phân tích kết cấu bộ phận cố định và bộ phận di động (Chương 2, 3).
3. Nghiên cứu sâu cơ cấu phân phối khí cùng hệ thống điều khiển thông minh VVT-i (Chương 4).
4. Khảo sát các hệ thống chức năng phụ trợ: bôi trơn, làm mát và cung cấp nhiên liệu (Chương 5, 6, 7, 8).

Tài liệu là cơ sở lý thuyết chuyên môn phục vụ trực tiếp cho quá trình học tập, rèn luyện kỹ năng nhận dạng chi tiết và chuẩn bị năng lực kỹ thuật cho các học phần thực hành bảo dưỡng, sửa chữa ô tô tiếp theo.

Trích đoạn nội dung tài liệu

TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP KHOA CƠ KHÍ – XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: NGUYÊN LÝ CẤU TẠO ĐỘNG CƠ NGHỀ: CÔNG NGHỆ Ô TÔ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định Số: ngày tháng năm 2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 1 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể đƣợc phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2 LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Môn học Nguyên lý cấu tạo động cơ đƣợc xây dựng và biên soạn dựa trên cơ sở chƣơng trình khung trình độ cao đẳng nghề công nghệ ô tô. Nội dung đƣợc biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, các kiến thức trong toàn bộ giáo trình có mối quan hệ lôgíc chặt chẽ.

Để đáp ứng yêu cầu về tài liệu học tập của học sinh, sinh viên trong nhà trƣờng và sự phát triển trong tƣơng lai của ngành công nghệ ô tô, nhà trƣờng biên soạn giáo trình Môn học “ Nguyên lý cấu tạo động cơ” làm tài liệu học tập chính cho sinh viên hệ cao đẳng nghề và làm tài liệu tham khảo cho học sinh trung cấp nghề và công nhân kỹ thuật ngành công nghệ ô tô. Khi biên soạn, chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới nhất có liên quan đến mô đun và phù hợp với đối tƣợng sử dụng nhƣng cố gắng gắn những nội dung lý thuyết với những vấn đề thực tế để giáo trình có tính thực tiễn. Giáo trình đƣợc biên soạn 75 tiết trong đó đề cập đến các nội dung sau: Chƣơng 1. Khái quát về động cơ đốt trong Chƣơng 2.

Bộ phận cố định của động cơ đốt trong: Chƣơng 3. Cơ cấu trục khuỷu – Thanh truyền Chƣơng 4. Cơ cấu phân phối khí Chƣơng 5. Hệ thống làm mát Chƣơng 6.

Hệ thống bôi trơn Chƣơng 7. Hệ thống nhiên liệu xăng. Hệ thống nhiên liệu điesel Giáo trình này đƣợc biên soạn lần đầu nên mặc dù đã hết sức cố gắng song khó tránh khỏi những thiếu sót, chúng tôi mong nhận đƣợc các ý kiến đóng góp của ngƣời sử dụng và các đồng nghiệp để giáo trình ngày càng đƣợc hoàn thiện hơn. Xin trân trọng giới thiệu! Tham gia biên soạn ThS.

Mai Thanh Thi 3 MỤC LỤC  Chƣơng 1: KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.Khái quát về động cơ đốt trong…………………………………………………7 2.Phân loại động cơ đốt trong…………………………………………………….Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong…………………………………….So sánh các loại động cơ đốt trong……………………………………………17 Chƣơng 2. BỘ PHẬN CỐ ĐỊNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.Nắp xylanh………………………………………………………………………22 Chƣơng 3. CÁC BỘ PHẬN DI ĐỘNG 1.35 Chƣơng 4: HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ 1. Cam có thời điểm thay đổi………………………………………………42 Chƣơng 5: HỆ THỐNG BÔI TRƠN.46 2 Nguyên lý bôi trơn thủy động …………………………………………….43 3 Cấu trúc và nguyên lý làm việc của hệ thống…………………………47 Chƣơng 6: HỆ THỐNG LÀM MÁT 1.

Hệ thống làm mát bằng không khí…………………………………. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng…………………………………….57 Chƣơng 7: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XĂNG 1. Cấu trúc, nguyên lý hoạt động………………………………………. Bộ chế hòa khí hai buồng hỗn hợp………………………………….

Hệ thống phun xăng điện tử………………………………………….94 Chƣơng 8: HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊU LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL 1.Khái quát về hệ thống nhiên liệu động cơ Điesel……………………113 2.Cấu tạo và hoạt động của các bộ phận chính……………………….115 5 GIÁO TRÌNH MÔN HỌC Tên môn học: Nguyên lý cấu tạo động cơ Mã môn học: CMH 15 Thời gian thực hiện môn học: 75 giờ, (Lý thuyết: 72giờ; Kiểm tra: 2 giờ; Thời gian thi: 1 giờ, hình thức: Tự luận/ trắc nghiệm) I. Vị trí, tính chất của môn học: - Vị trí: môn học này bố trí dạy song song với các môn học: Trang bị điện ô tô, dung sai đo lƣờng, kỹ thuật điện, điện tử cơ bản - Tính chất: là môn học lý thuyết chuyên môn II. Mục tiêu môn học: - Kiến thức: + Hiểu đƣợc các khái niệm cơ bản và nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong. + Hiểu đƣợc nhiệm vụ và cấu tạo của các bộ phận cơ bản của động cơ đốt trong; + Hiểu đƣợc cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống cơ bản của động cơ; - Kỹ năng: + Nhận dạng đƣợc các chi tiết, bộ phận cơ bản của động cơ; + Nhận dạng đƣợc các chi tiết chính của các hệ thống cơ bản của động cơ - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Làm việc độc lập hoặc làm việc theo nhóm, giải quyết công việc, vấn đề phức tạp trong điều kiện làm việc thay đổi Chấp hành nghiêm quy định về bảo hộ lao động, an toàn lao động và phòng cháy chữa cháy; Có ý thức học tập, rèn luyện để nâng cao trình độ chuyên môn, kỹ năng nghề nghiệp.

Nội dung của môn học: 6 Chƣơng 1: KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Mã chƣơng MH 15-01 Giới thiệu Ôtô là loại phƣơng tiện vận tải đƣờng bộ, rất cơ động và phạm vi sử dụng rất rộng. Ôtô đóng một vai trò to lớn trong sự nghiệp phát triển nền kinh tế quốc dân, quốc phòng. Động cơ là nguồn động lực để cho ôtô chuyển động. Nó có thể động cơ xăng, Diesel, động cơ ga, động cơ điện, động cơ sử dụng Hydro lỏng… Động cơ sử dụng trên ôtô là động cơ đốt trong kiểu piston, nhiên liệu sử dụng chính là xăng hoặc diesel.

Về sự hoạt động, hai loại động cơ này có kết cấu và nguyên lý hoạt động gần giống nhau, chúng khác nhau về phƣơng pháp đốt cháy nhiên liệu. Mục tiêu: Học xong chƣơng này HS,SV hiểu và trình bày đƣợc các khái niệm cơ bản và nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong.Khái quát về động cơ đốt trong - Năm 1784 Jiêm – Oat chế tạo thành công máy hơi nƣớc. - Năm 1860 Jăng Echien Lơ Noa, một ngƣời hầu bàn và một nhà kỹ thuật nghiệp dƣ ở Paris chế tạo thành công động cơ hai kỳ đầu tiên chạy bằng khí thiên nhiên, hiệu suất 4,65%. - Năm 1877 Ôt tô Nicolas và Langhen phát minh ra động cơ đốt trong bốn kỳ chạy bằng khí thiên nhiên, hiệu suất 20%.

- Năm 1885 Dam Le chế tạo thành công động cơ xăng đầu tiên. - Năm 1897 Rudolf Diezel chế tạo thành công động cơ chạy bằng nhiên liệu nặng, phun nhiên liệu bằng khí nén, hiệu suất đạt 26%. - Năm 1901 Robert và Bosh đề xuất và chế tạo bơm cao áp và vòi phun để phun nhiên liệu vào xilanh. Đến đây động cơ điêzel đã cơ bản hoàn chỉnh.

Ở Việt nam: - Từ năm 1960 nhà máy cơ khí Trần Hƣng Đạo – Hà Nội đã sản xuất động cơ 2B10,5/13 và từ năm 1972 chế tạo động cơ 2B9,5/11. - Công ty Diezel Sông Công đang sản xuất các loại động cơ D50, D80, TS - 7 130,… - Nhà máy cơ khí Duyên Hải – Hải phòng sản xuất các loại động cơ D22T, D23T, 1B9,5/11,5,… - Động cơ xăng và Diesel là động cơ nhiệt, chúng biến đổi hóa năng của nhiên liệu thành nhiệt năng và từ nhiệt năng biến thành cơ năng để truyền công suất cho ôtô hoạt động. - Động cơ xăng có tốc độ cao, rất cơ động, công suất phát ra lớn, buồng đốt gọn, đƣợc sử dụng phổ biến ở các loại ôtô con và ôtô tải nhỏ. - Động cơ Diesel có hiệu suất nhiệt lớn, tiết kiệm nhiên liệu, tốc độ động cơ chậm hơn động cơ xăng.

Nó có khuyết điểm là tốc độ động cơ thấp, trọng luợng động cơ nặng, dao động mạnh và tiếng ồn lớn. Nó đƣợc dùng để dẫn động trên các loại ôtô buýt, ôtô tải, các loại phƣơng tiện thƣơng mại… 2.Phân loại động cơ đốt trong Động cơ nhiệt có hai loại lớn: 1/ Động cơ hơi nƣớc (động cơ đốt ngoài) gồm: Động cơ kiểu piston và Turbin hơi; 2/ Động cơ đốt trong: là loại động cơ nhiệt mà việc đốt cháy nhiên liệu, toả nhiệt và quá trình chuyển nhiệt năng thành cơ năng đƣợc tiến hành ngay trong động cơ. Động cơ đốt trong có: Động cơ đốt trong kiểu piston; Turbin nhiệt; Động cơ phản lực; Động cơ rôto quay (động cơ valken). Ƣu điểm của động cơ đốt trong: + Hiệu suất có ích cao: 40 – 45 % + Gọn nhẹ hơn các loại động cơ khác cùng công suất.

+ Khởi động nhanh và sẵn sàng khởi động. + ít nguy hiểm khi vận hành. + Không phải khử xỉ, tro. + Không cần nhiều ngƣời phục vụ.

+ Điều kiện làm việc của thợ máy tốt. Nhƣợc điểm: 8 + Khả năng quá tải kém. + Không phát đƣợc mô men cực đại ở số vòng quay thấp. + Không khởi động đƣợc khi có tải.

+ Công suất không lớn. + Nhiên liệu đòi hỏi khắt khe và đắt. + Cấu tạo phức tạp, đắt tiền. + Làm việc gây tiếng ồn a) Dựa vào cách thực hiện chu trình công tác: + Động cơ bốn kỳ: động cơ hoàn thành chu trình công tác sau bốn hành trình của piston hay hai vòng quay của trục khuỷu.

+ Động cơ hai kỳ: động cơ hoàn thành chu trình công tác sau hai hành trình của piston hay một vòng quay của trục khuỷu. b) Dựa vào nhiên liệu dùng cho động cơ: + Động cơ chạy bằng nhiên liệu lỏng: 1/ Nhẹ: xăng, benzen,…; 2/ Nặng: dầu mazut, dầu điezel,… + Động cơ chạy bằng nhiên liệu khí: khí thiên nhiên, khí lò ga,… + Động cơ chạy bằng nhiên liệu khí và lỏng. c) Dựa vào phƣơng pháp hình thành hỗn hợp: + Động cơ hình thành hỗn hợp bên ngoài: Nhiên liệu và không khí hoà trộn với nhau bên ngoài và đƣợc hút vào xilanh. Hiện nay có động cơ dùng bộ chế hoà khí và động cơ phun xăng.

+ Động cơ hình thành hỗn hợp bên trong: Nhiên liệu và không khí hoà trộn và bốc cháy ngay trong xilanh động cơ. Hiện nay có động cơ diezel. d) Dựa vào phƣơng pháp đốt cháy nhiên liệu: + Động cơ đốt cháy cƣỡng bức: dùng tia lửa điện để đốt cháy Nhiên liệu. + Động cơ tự bốc cháy: nhiên liệu đƣa vào và tự cháy trong xilanh.

e) Theo phƣơng pháp nạp: + Động cơ tăng áp: nạp khí vào xilanh ở áp suất cao hơn áp suất khí trời. + Động cơ không tăng áp: nạp khí vào xilanh ở áp suất bình thƣờng. f) Theo cấu tạo của động cơ: 9 + Theo số xilanh: Động cơ 1 xilanh và Động cơ nhiều xilanh. + Theo cách bố trí xilanh: Động cơ có xilanh bố trí một hàng; Động cơ có xilanh bố trí hai hàng hình chữ V; Động cơ có xilanh bố trí nhiều hàng; Động cơ có xilanh đối đỉnh.

Tóm lại, trong chƣơng trình môn học tập trung nghiên cứu các loại động cơ sau: Động cơ điezel bốn kỳ; Động cơ xăng bốn kỳ; Động cơ hai kỳ: 4.Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong 4.