GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: BẢO DƯỠNG – SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ (MÃ MÔ ĐUN: MECM54109)

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Sửa chữa – Bảo dưỡng Động cơ đốt trong (Mã mô đun: MECM54109) là tài liệu đào tạo chuyên môn chính thức, được ban hành theo Quyết định số 212/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 của Hiệu trưởng 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, với kỹ sư Lê Duy Nam giữ vai trò chủ biên, cùng sự tham gia của các tác giả Nguyễn Thành Danh và Bùi Việt An.

Mã mô đun: MECM54109
Tổng thời lượng: 120 giờ (Lý thuyết: 6 giờ | Thực hành/Thảo luận: 110 giờ | Kiểm tra: 4 giờ)
Số tín chỉ: 4 tín chỉ
Trình độ đào tạo: Cao đẳng nghề
Ngành/Nghề: Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí
Vị trí đào tạo: Sau các môn Cơ sở ngành (Vẽ kỹ thuật, Cơ kỹ thuật, Dung sai, Vật liệu cơ khí) - Trước mô đun Thực tập sản xuất

Trong khung chương trình đào tạo nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí, mô đun MECM54109 nằm ở khối kiến thức chuyên môn nghề (mục II.2). Học phần này được giảng dạy sau các môn học cơ sở như Vẽ kỹ thuật 1 & 2 (MECM52003, MECM62012), Cơ kỹ thuật (MECM64011), Dung sai (MECM53001), Vật liệu cơ khí (MECM53002), Điện kỹ thuật cơ bản (ELEI53055) và đứng trước mô đun Thực tập sản xuất (MECM54210).

Mục tiêu đào tạo của giáo trình được xác định cụ thể theo ba nhóm chuẩn đầu ra:

  • Kiến thức (A1–A3): Trình bày các thuật ngữ, khái niệm cơ bản về động cơ đốt trong; nắm vững cấu tạo, nguyên lý vận hành của các loại động cơ xăng và diesel; đọc hiểu bản vẽ cấu tạo, sơ đồ hoạt động của các hệ thống cơ khí và phụ trợ.
  • Kỹ năng (B1–B2): Thao tác tháo lắp thành thạo các dòng động cơ thông dụng; kiểm tra, đánh giá sai lệch hình học và độ mòn của các chi tiết then chốt (xi lanh, piston, thanh truyền, trục khuỷu, trục cam); xác định phương án sửa chữa theo tiêu chuẩn kích cỡ sửa chữa (code); vận hành an toàn động cơ đốt trong và máy phát điện.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1): Tuân thủ quy trình an toàn lao động, vệ sinh công nghiệp, phát triển kỹ năng làm việc nhóm và tác phong công nghiệp.

Giáo trình phân bổ tổng thời lượng 120 giờ (tương đương 4 tín chỉ), trong đó lý thuyết chiếm 6 giờ, thực hành/bài tập chiếm 110 giờ và kiểm tra định kỳ chiếm 4 giờ. Cấu trúc học liệu kết hợp giữa phân tích nguyên lý nhiệt động học với các hướng dẫn kỹ thuật tháo lắp trên động cơ cụ thể (như Jeep F4, IH6) và thiết bị phát điện công nghiệp.

Nội dung kiến thức cốt lõi

CẤU TRÚC PHÂN PHỐI NỘI DUNG GIÁO TRÌNH (9 BÀI HỌC - 120 GIỜ)

Các chương và chủ đề chính

Nội dung giáo trình gồm 9 bài học chuyên đề được sắp xếp theo trình tự từ nguyên lý cơ bản, cấu trúc cơ cấu cơ khí tĩnh - động, các hệ thống phụ trợ, cho đến công tác kiểm tra, sửa chữa và vận hành:

  1. Bài 1: Nguyên lý động cơ đốt trong (6 giờ): Khái niệm động cơ nhiệt và động cơ đốt trong; chu trình làm việc 4 kỳ của động cơ xăng và diesel (các kỳ nạp, nén, sinh công, xả); chu trình động cơ 2 kỳ xăng và diesel; các thông số kỹ thuật (điểm chết trên ĐCT, điểm chết dưới 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 $\varepsilon = V_{\max} / V_c$, góc mở sớm/đóng muộn của xu páp, góc phun sớm, góc đánh lửa sớm, công thức tính góc lệch công tác).
  2. Bài 2: Bảo dưỡng sửa chữa cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền (20 giờ): Kết cấu thân máy và lót xi lanh (loại đúc liền, lót khô, lót ướt); nắp máy và buồng đốt (buồng đốt thống nhất/trực tiếp áp suất phun 175–200 $\text{kg/cm}^2$, buồng đốt ngăn cách/phụ áp suất phun 100–150 $\text{kg/cm}^2$); nhóm piston (piston, chốt piston kiểu cố định hoặc tự do, xéc măng khí bằng gang/thép rèn, xéc măng dầu); thanh truyền và bạc lót đầu to; trục khuỷu và bánh đà. Quy trình tháo lắp nắp máy động cơ Jeep F4; quy trình tháo lắp trục khuỷu, nhóm piston – thanh truyền trên động cơ IH6.
  3. Bài 3: Bảo dưỡng sửa chữa cơ cấu phân phối khí (14 giờ): Nhiệm vụ trao đổi môi chất; phân loại cơ cấu phối khí kiểu xu páp (xu páp treo, xu páp đặt), kiểu van trượt (động cơ 2 kỳ) và kiểu phối hợp; các phương án dẫn động trục cam (bánh răng, xích, đai răng, trục); cấu tạo xu páp (nấm, thân, đuôi), con đội (nấm/trụ, con lăn, thủy lực) và trục cam.
  4. Bài 4: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống cung cấp nhiên liệu (20 giờ): Hệ thống nhiên liệu xăng dùng bộ chế hòa khí và hệ thống phun xăng điện tử (EFI đa điểm); hệ thống nhiên liệu diesel dùng bơm cao áp PE (bơm cao áp có van an toàn, bộ điều tốc cơ năng, bơm tiếp vận kiểu piston, bơm cao áp PE điều khiển điện tử, kim phun dầu); kỹ thuật đo kiểm tra điện trở kim phun, lưu lượng phun và dạng chùm tia phun.
  5. Bài 5: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống bôi trơn động cơ (8 giờ): Nhiệm vụ, sơ đồ nguyên lý mạch dầu bôi trơn cưỡng bức, kết cấu bầu lọc dầu bôi trơn và hệ thống báo nguy áp suất dầu nhờn.
  6. Bài 6: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống làm mát động cơ (8 giờ): Phân loại hệ thống làm mát; cấu tạo mạch làm mát cưỡng bức bằng nước tuần hoàn kín, két nước làm mát và van hằng nhiệt.
  7. Bài 7: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống đánh lửa (13 giờ): Nhiệm vụ và yêu cầu kỹ thuật; cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống đánh lửa thường (dùng delco, vít lửa, biến áp đánh lửa) và hệ thống đánh lửa bán dẫn điện tử (sử dụng cảm biến điện từ loại nam châm đứng yên).
  8. Bài 8: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống khởi động động cơ (7 giờ): Phân loại các phương án khởi động; cấu tạo và sơ đồ đấu dây hệ thống khởi động bằng động cơ điện một chiều (máy khởi động điện).
  9. Bài 9: Vận hành động cơ đốt trong (8 giờ): Quy tắc an toàn vận hành tổ máy phát điện; quy trình kiểm tra trước khi nổ máy, vận hành và dừng máy phát điện model F.114/Winson.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

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

  • Lý thuyết chu trình nhiệt động học: Phân tích sự biến đổi của môi chất công tác qua các giai đoạn nhiệt độ và áp suất (cuối kỳ nén: nhiệt độ đạt đến $600^\circ\text{C}$, áp suất đạt $30\text{ kg/cm}^2$; cuối kỳ cháy giãn nở: áp suất đạt đến $70\text{ kg/cm}^2$, nhiệt độ lên tới $2500^\circ\text{C}$).
  • Nguyên lý pha phối khí và cân bằng động cơ: Tính toán góc lệch công tác giữa các xi lanh dựa trên công thức: $$\text{Góc LCT} = \frac{180^\circ \cdot n}{i}$$ (trong đó $n$ là số hành trình của piston trong một chu trình, $i$ là số lượng xi lanh). Phân tích thứ tự làm việc của động cơ nhiều xi lanh (động cơ 4 xi lanh: 1-3-4-2; 6 xi lanh: 1-5-3-6-2-4; 8 xi lanh: 1-5-4-8-6-3-7-2).
  • Hệ thống dung sai và tiêu chuẩn kỹ thuật mài mòn:
    • Tiêu chuẩn xi lanh: Độ côn cho phép $\le 0{,}15\text{ mm}$, độ méo $\le 0{,}15\text{ mm}$, độ mòn lớn nhất $\le 0{,}3\text{ mm}$. Sửa chữa theo 4 cấp code kích thước, mỗi cấp tăng đường kính thêm $0{,}25\text{ mm}$.
    • Khe hở lắp ghép piston – xi lanh: Động cơ xăng là $0{,}08\text{ mm}$, động cơ diesel là $0{,}1\text{ mm}$.
    • Kiểm tra xéc măng: Khe hở cạnh đạt $0{,}035–0{,}072\text{ mm}$; khe hở miệng đạt $0{,}20–0{,}45\text{ mm}$; độ cong vênh mặt phẳng $\le 0{,}02\text{ mm}$; cung lọt ánh sáng $\le 120^\circ$ (nếu có 2 điểm lọt) hoặc $\le 90^\circ$ (nếu có 3 điểm lọt).
    • Trục khuỷu và thanh truyền: Độ cong cho phép của nắp máy $\le 0{,}01/100\text{ mm}$ chiều dài; độ cong xoắn thanh truyền $\le 0{,}04/100\text{ mm}$; độ cong trục khuỷu $\le 0{,}1\text{ mm}$; độ côn và độ méo cổ trục/cổ biên $\le 0{,}25\text{ mm}$; khe hở dầu ban đầu $0{,}04–0{,}065\text{ mm}$ (giới hạn mòn $\le 0{,}3\text{ mm}$); độ dịch dọc trục khuỷu $0{,}1–0{,}3\text{ mm}$.

Kỹ năng phát triển

Học phần rèn luyện kỹ năng thực hành kỹ thuật theo các tiêu chuẩn xưởng:

  • Kỹ năng đo kiểm cơ khí chính xác: Sử dụng thành thạo thước cặp, panme đo trong, panme đo ngoài, đồng hồ so gắn khối V, thước thẳng và căn lá (thước lá đo khe hở).
  • Kỹ năng tháo lắp và định vị chi tiết: Tuân thủ quy tắc nới/siết lực đối xứng theo đường chéo, kiểm tra dấu lắp ghép nhóm piston - thanh truyền, chia góc miệng xéc măng trước khi dùng vam ép vào xi lanh, kiểm tra độ quay trơn của trục khuỷu khi siết gối đỡ.
  • Kỹ năng gia công phục hồi và chẩn đoán: Nắn thẳng thanh truyền và trục khuỷu trên bàn ép thủy lực kết hợp khử ứng suất dư; kiểm tra độ biến dạng nhiệt của piston qua phương pháp đun nước sôi $100^\circ\text{C}$; chẩn đoán mạch điều khiển kim phun xăng bằng nguồn ắc quy và kiểm tra tín hiệu xung điện qua đèn LED.
  • Kỹ năng vận hành thiết bị động lực: Kiểm tra mức dầu nhờn, nước làm mát, ắc quy khởi động, xả gió hệ thống nhiên liệu diesel và điều khiển tải trên bảng điều khiển máy phát điện công nghiệp.

Phương pháp giảng dạy và học tập

CẤU TRÚC PHƯƠNG PHÁP VÀ HỆ THỐNG ĐÁNH GIÁ

Giáo trình quy định phương pháp tổ chức dạy học tích cực, chuyển giao trọng tâm từ truyền thụ lý thuyết sang rèn luyện thao tác thực tế tại xưởng thực hành:

  • Phương pháp tiếp cận sư phạm:

    • Đối với giảng viên: Kết hợp thuyết trình ngắn gọn về nguyên lý, nêu vấn đề kỹ thuật từ các hư hỏng thực tế, hướng dẫn quy trình tra cứu tài liệu sửa chữa, tổ chức cho người học thực hiện các bài tập phân tích tình huống theo nhóm.
    • Đối với sinh viên: Làm việc theo các nhóm từ 8 đến 10 người. Mỗi thành viên được phân công chịu trách nhiệm nghiên cứu một công đoạn (đo kiểm, tháo rã, vệ sinh chi tiết, lập bảng thông số kỹ thuật, ghi chép nhật ký bảo dưỡng), sau đó thảo luận chung và hoàn thiện báo cáo kỹ thuật của nhóm.

  • Bài tập tình huống và quy trình thực hành: Người học thực hiện các bài tập thực hành theo quy trình định lượng cụ thể:

    • Tình huống 1: Tháo lắp nắp máy động cơ Jeep F4: Quy trình 12 bước tháo nắp máy (xả nước két làm mát, tháo ống chân không delco, tháo bộ chế hòa khí, tháo dàn cò, nới đều bu lông nắp máy mỗi lần $1/6$ đến $1/4$ vòng).
    • Tình huống 2: Tháo và kiểm tra trục khuỷu động cơ IH6: Kiểm tra dấu thứ tự gối đỡ, tháo nắp biên, đo độ cong trên 2 khối V bằng đồng hồ so, tính toán khe hở dầu cổ trục và cổ biên.
    • Tình huống 3: Kiểm tra độ giãn nở nhiệt piston: Gia nhiệt ngâm trong nước sôi $100^\circ\text{C}$ để xác định độ giãn nở thực tế so với thiết kế ban đầu nhằm hiệu chỉnh khe hở gia công xi lanh.

  • Quy định chuyên cần và tự học:

    • Người học bắt buộc phải nghiên cứu giáo trình và tài liệu tham khảo trước khi đến lớp.
    • Yêu cầu tham dự tối thiểu 70% số giờ giảng lý thuyết và 100% các buổi thực hành xưởng. Sinh viên vắng trên 30% thời lượng lý thuyết sẽ không đủ điều kiện dự thi kết thúc mô đun và phải đăng ký học lại.

  • Phương pháp và hình thức đánh giá: Quy trình đánh giá áp dụng theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội và quy chế đào tạo tín chỉ của Trường Cao đẳng Dầu khí:

    • Điểm đánh giá thường xuyên (hệ số 1): Đánh giá sau 15 giờ học đầu tiên (kiến thức Bài 1; hình thức: viết, thuyết trình hoặc đánh giá kỹ năng nhận diện chi tiết).
    • Điểm đánh giá định kỳ (hệ số 2): Đánh giá sau 45 giờ học (kiểm tra sau Bài 2 và Bài 3; hình thức: viết, trắc nghiệm, báo cáo thực hành kiểm tra kích thước chi tiết).
    • Điểm thi kết thúc mô đun: Tổ chức sau khi hoàn thành 120 giờ; đề thi tích hợp giữa lý thuyết tự luận và trắc nghiệm tổng hợp.
    • Trọng số điểm môn học: Điểm quá trình chiếm 40% (bao gồm kiểm tra thường xuyên và định kỳ), điểm thi kết thúc chiếm 60%. Thang điểm chấm từ 0 đến 10, làm tròn đến một chữ số thập phân, sau đó quy đổi sang thang điểm chữ và thang điểm 4 theo hệ thống tín chỉ.

Điểm nổi bật và cập nhật

Nội dung giáo trình phản ánh sự tích hợp các hệ thống kỹ thuật động cơ được sử dụng trong các nhà máy chế biến và xí nghiệp công nghiệp dầu khí:

TIẾN TRÌNH TÍCH HỢP CÔNG NGHỆ TRONG NỘI DUNG GIÁO TRÌNH
    bơm cao áp PE điều khiển điện tử, hệ thống báo nguy tự động máy phát điện F.114
  1. Kết hợp giữa hệ thống truyền thống và điều khiển điện tử: Bên cạnh các cơ cấu truyền thống như bộ chế hòa khí, bộ chia điện đánh lửa kiểu vít ngắt tiếp điểm và bơm cao áp PE cơ khí, giáo trình cập nhật chi tiết nguyên lý sơ đồ khối của hệ thống phun xăng điện tử (EFI đa điểm), hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng cảm biến điện từ loại nam châm đứng yên, và cụm bơm cao áp PE điều khiển điện tử.
  2. Quy chuẩn thông số kiểm tra sửa chữa: Giáo trình thiết lập các giới hạn kích thước mài mòn chuẩn xác cho thợ máy, loại bỏ tính phán đoán định tính:
    • Quy định độ mòn giới hạn cho phép của xi lanh ($\le 0{,}3\text{ mm}$), hướng dẫn tiện, doa xi lanh theo 4 cấp code kích thước tiêu chuẩn ($+0{,}25\text{ mm}/$cấp).
    • Xác định độ lệch cho phép của bạc lót đầu to thanh truyền khi lắp ghép căng (đường kính ngoài bạc lót lớn hơn đường kính lỗ đầu to từ $0{,}03$ đến $0{,}04\text{ mm}$).
    • Đưa ra định mức áp suất phun nhiên liệu khác biệt giữa buồng đốt trực tiếp ($175–200\text{ kg/cm}^2$) và buồng đốt phụ ($100–150\text{ kg/cm}^2$).
  3. Liên hệ thực tế trang thiết bị ngành Dầu khí: Nội dung bài học số 9 được biên soạn chuyên biệt cho quy trình vận hành và xử lý sự cố máy phát điện công nghiệp (model F.114 và dòng máy Winson), phục vụ cung cấp nguồn điện cho các trạm bơm, hệ thống xử lý công nghệ tại các xí nghiệp trực thuộc Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam.

Đối tượng sử dụng giáo trình

ĐỐI TƯỢNG VÀ ĐIỀU KIỆN SỬ DỤNG GIÁO TRÌNH
  • Sinh viên chuyên ngành: Giáo trình là tài liệu học tập bắt buộc cho sinh viên hệ Cao đẳng, chuyên ngành Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí tại Trường Cao đẳng Dầu khí. Người học sử dụng tài liệu này để chuẩn bị bài trước giờ lên lớp lý thuyết và làm tài liệu hướng dẫn kỹ thuật trong suốt 110 giờ thực hành tại xưởng cơ khí động lực.
  • Điều kiện tiên quyết đối với người học: Để tiếp thu nội dung mô đun, người học cần hoàn thành khối kiến thức cơ sở bao gồm: Dung sai (MECM53001), Vật liệu cơ khí (MECM53002), Vẽ kỹ thuật 1 & 2 (MECM52003, MECM62012), Cơ kỹ thuật (MECM64011), Điện kỹ thuật cơ bản (ELEI53055), Gia công nguội cơ bản (MECM53104) và Gia công cắt gọt kim loại 1 (MECM54105).
  • Giảng viên và cán bộ đào tạo: Giáo trình đóng vai trò là khung chương trình chuẩn được phê duyệt bởi Hội đồng đào tạo nhà trường, làm căn cứ để xây dựng giáo án, phiếu hướng dẫn thực hành xưởng, lập đề kiểm tra thường xuyên, định kỳ và đề thi kết thúc mô đun.
  • Kỹ thuật viên tại doanh nghiệp: Tài liệu có giá trị tham khảo cho kỹ thuật viên bảo dưỡng cơ khí, công nhân vận hành động cơ và máy phát điện tại các nhà máy lọc dầu, nhà máy chế biến khí và các xí nghiệp công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này được thiết kế phục vụ cho đối tượng nào?

Giáo trình phục vụ sinh viên đào tạo nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí trình độ Cao đẳng tại Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam), đồng thời dùng làm tài liệu tham khảo cho kỹ thuật viên cơ khí tại các xí nghiệp công nghiệp.

2. Người học cần đáp ứng những điều kiện tiên quyết nào trước khi học mô đun này?

Sinh viên cần tích lũy các môn học cơ sở kỹ thuật theo chương trình khung, gồm: Vẽ kỹ thuật 1 & 2, Cơ kỹ thuật, Dung sai, Vật liệu cơ khí, Điện kỹ thuật cơ bản, Autocad, Gia công nguội cơ bản và Gia công cắt gọt kim loại.

3. Cấu trúc đào tạo của giáo trình có điểm gì đặc thù so với các tài liệu lý thuyết động cơ thông thường?

Mô đun phân bổ thời lượng thực hành vượt trội với 110 giờ thực hành trên tổng số 120 giờ đào tạo (chiếm hơn 91%). Các bài học tập trung vào quy trình tháo lắp, kiểm tra dung sai mài mòn trên các dòng động cơ cụ thể (như Jeep F4, IH6) và quy trình vận hành máy phát điện công nghiệp F.114.

4. Quy định về chuyên cần và cách tính điểm môn học được thực hiện như thế nào?

Sinh viên phải tham dự từ 70% số tiết lý thuyết và 100% số tiết thực hành. Điểm môn học gồm: Điểm quá trình trọng số 40% (kiểm tra thường xuyên sau 15 giờ và kiểm tra định kỳ sau 45 giờ) và Điểm thi kết thúc môn học trọng số 60% (sau 120 giờ). Điểm được chấm theo thang điểm 10 và quy đổi sang thang điểm 4 theo hệ thống tín chỉ.

5. Giáo trình được biên soạn dựa trên các nguồn tài liệu tham khảo chính nào?

Giáo trình trích dẫn và tham khảo các nguồn tài liệu kỹ thuật trong nước gồm:

  • Bảo dưỡng sửa chữa động cơ xăng – Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.
  • Bảo dưỡng sửa chữa động cơ diesel – Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.
  • Phun xăng điện tử – Nhà xuất bản Hà Nội.

Kết luận

Giáo trình Sửa chữa – Bảo dưỡng Động cơ đốt trong (MECM54109) của Trường Cao đẳng Dầu khí cung cấp hệ thống kiến thức toàn diện về nguyên lý nhiệt động học, cấu trúc cơ cấu cơ khí và các hệ thống điều khiển nhiên liệu, bôi trơn, làm mát, đánh lửa, khởi động của động cơ đốt trong. Cấu trúc học liệu nhấn mạnh năng lực thực hành kỹ thuật thông qua 110 giờ rèn luyện đo kiểm sai số, lập quy trình sửa chữa phục hồi và thực hành tháo lắp chi tiết máy.

Mô đun là mắt xích hoàn thiện năng lực thực hành cơ khí động lực cho sinh viên trước khi tham gia học phần Thực tập sản xuất (MECM54210, 180 giờ) và thực hiện Khóa luận tốt nghiệp (MECM63222, 135 giờ) để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật tại các nhà máy, xí nghiệp chế biến dầu khí.