Giáo trình Mô đun: Bảo dưỡng – Sửa chữa Động cơ đốt trong (Mã mô đun: CK19MĐ08)


Tổng quan về giáo trình

Giáo trình môn học Bảo dưỡng – Sửa chữa Động cơ (Mã mô đun: CK19MĐ08) do nhóm tác giả Lê Duy Nam (Chủ biên), Nguyễn Thành Danh và Bùi Việt An biên soạn, được ban hành theo Quyết định số 194/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 của Trường Cao đẳng Dầu khí (Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam). Tài liệu được lưu hành nội bộ phục vụ đào tạo nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí ở trình độ Trung cấp và Cao đẳng.

Trong khung chương trình đào tạo chuyên môn ngành (nhóm II.2), mô đun có khối lượng 5 tín chỉ với tổng thời lượng 120 giờ (gồm 28 giờ lý thuyết, 87 giờ thực hành/thảo luận và 5 giờ kiểm tra). Môn học được bố trí giảng dạy sau các môn học cơ sở như Vẽ kỹ thuật (CK19MH01), Hình học họa hình (CK19MH10), Vật liệu cơ khí (CK19MH04), Dung sai (CK19MH05), An toàn, vệ sinh lao động (ATMT19MH01), Cơ kỹ thuật và được xếp trước mô đun Thực tập sản xuất (CK19MĐ09).

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

  • Kiến thức (A1–A3): Trình bày các khái niệm, thuật ngữ chuyên ngành; giải thích cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong; đọc hiểu bản vẽ cấu tạo và sơ đồ nguyên lý các cơ cấu, hệ thống.
  • Kỹ năng (B1–B2): Thực hiện quy trình tháo lắp các loại động cơ xăng và diesel thông dụng; đo kiểm, đánh giá tình trạng kỹ thuật của các chi tiết máy quan trọng (trục khuỷu, xi lanh, trục cam); lập phương án sửa chữa; 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 định an toàn lao động, vệ sinh công nghiệp và duy trì phương pháp làm việc nhóm khoa học.

Cấu trúc giáo trình gồm 9 bài học kết hợp lý thuyết và hướng dẫn thực hành kỹ thuật, tập trung giải quyết các vấn đề bảo dưỡng, chẩn đoán hư hỏng và phục hồi chi tiết máy trong môi trường kỹ thuật công nghiệp dầu khí.


Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình gồm 9 bài chuyên đề được thiết kế theo tiến trình logic từ nguyên lý nhiệt động lực học đến kỹ năng tháo lắp, sửa chữa từng cơ cấu và vận hành thiết bị:

  • Bài 1: Nguyên lý động cơ đốt trong (6 giờ): Khái quát phân loại động cơ nhiệt, định nghĩa động cơ đốt trong, thuật ngữ kỹ thuật (chu trình công tác, kỳ, điểm chết trên ĐCT, điểm chết dưới ĐCD, thể tích buồng cháy $V_c$, thể tích công tác $V_h$, tỷ số nén $\varepsilon = V_{\max} / V_c$). Trình bày chu trình làm việc 4 kỳ của động cơ xăng, động cơ diesel (kỳ nạp, nén, cháy - giãn nở sinh công, xả) và chu trình động cơ 2 kỳ quét khí cácte hoặc quét khí cưỡng bức. Trình bày công thức tính góc lệch công tác $\text{Góc LCT} = (180^\circ \cdot n) / i$ và thứ tự nổ của động cơ nhiều xi lanh (1-3-4-2; 1-5-3-6-2-4; 1-5-4-8-6-3-7-2).
  • Bài 2: Bảo dưỡng sửa chữa cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền (20 giờ): Cấu tạo thân máy, sơ mi xi lanh (lót khô, lót ướt), nắp máy (buồng cháy trực tiếp áp suất phun 175–200 $\text{kg/cm}^2$, buồng cháy ngăn cách áp suất phun 100–150 $\text{kg/cm}^2$). Chi tiết nhóm piston (đỉnh, đầu, thân), chốt piston, xéc măng khí, xéc măng dầu, thanh truyền và trục khuỷu - bánh đà. Quy trình tháo lắp trên động cơ Jeep F4 và IH6; kỹ thuật kiểm tra độ côn, méo, mòn xi lanh, độ cong vênh nắp máy và cổ trục.
  • 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 treo, xu páp đặt), kiểu van trượt (động cơ 2 kỳ) và kiểu phối hợp. Cấu tạo xu páp, ống dẫn hướng, lò xo, con đội (con lăn, hình nấm, thủy lực), đũa đẩy, đòn gánh và trục cam. Các phương án dẫn động trục cam bằng bánh răng, trục truyền, xích và dây đai răng.
  • 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 (cảm biến, ECU, vòi phun đa điểm). Hệ thống nhiên liệu diesel dùng bơm cao áp nhánh PE (phân bơm, vành răng định lượng, bộ điều tốc, bơm tiếp vận kiểu piston), kim phun dầu và bơm PE điều khiển điện tử. Kỹ thuật đo kiểm tra điện trở, lưu lượng phun và độ rò rỉ kim phun.
  • Bài 5: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống bôi trơn động cơ (8 giờ): Nhiệm vụ bôi trơn, làm mát, làm kín; cấu tạo bơm dầu, bầu lọc dầu nhờn, van an toàn và mạch dầu bôi trơn cưỡng bức; hệ thống cảm biến báo nguy áp suất dầu.
  • Bài 6: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống làm mát động cơ (8 giờ): Hệ thống làm mát bằng nước kiểu tuần hoàn cưỡng bức; cấu tạo két nước, bơm nước, quạt gió và van hằng nhiệt.
  • Bài 7: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống đánh lửa (13 giờ): Nhiệm vụ, yêu cầu đánh lửa; cấu tạo và hoạt động của hệ thống đánh lửa thường (vít lửa, biến áp đánh lửa, tụ điện, bộ chia điện delco) và hệ thống đánh lửa bán dẫn 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): Nhiệm vụ, phương án khởi động; cấu tạo và hoạt động của máy khởi động điện một chiều (củ đề), rơ le gài khớp và sơ đồ mạch điện điều khiển khởi động.
  • Bài 9: Vận hành động cơ đốt trong (8 giờ): Quy tắc an toàn vận hành máy phát điện; quy trình kiểm tra mức dầu, nước làm mát, ắc quy trước khi khởi động; quy trình khởi động, theo dõi bảng điều khiển và dừng máy phát điện F.90, F.94 và Winson.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình thiết lập hệ thống kiến thức kỹ thuật cơ sở bao gồm:

  • Lý thuyết nhiệt động học động cơ: Nguyên lý biến đổi nhiệt năng thành cơ năng; chu trình nạp - nén - nổ - xả; các thông số áp suất nén (đến 30 $\text{kg/cm}^2$, 600°C) và áp suất cháy (đến 70 $\text{kg/cm}^2$, 2500°C) trong buồng đốt.
  • Nguyên lý chuyển đổi chuyển động: Động học và động lực học cơ cấu biến đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay tròn của trục khuỷu; sự phân bố lực kéo, nén, uốn trên thân thanh truyền và tải trọng chu kỳ lên cổ trục khuỷu.
  • Nguyên lý phân phối khí và hòa khí: Quy luật pha phối khí (góc mở sớm, đóng muộn của xu páp); góc phun sớm và góc đánh lửa sớm; tỷ lệ hòa khí và quá trình hình thành hỗn hợp cháy trong động cơ xăng và diesel.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật đo kiểm (Technical skills): Sử dụng dụng cụ đo chuyên dụng (pan me đo trong, pan me đo ngoài, đồng hồ so chân gập, thước căn lá, thước cặp, bàn máp, khối V) để xác định kích thước hình học, khe hở dầu, độ côn, độ méo và độ đảo chi tiết máy.
  • Kỹ năng phân tích, đánh giá sai hỏng (Analytical skills): So sánh số liệu đo thực tế với giới hạn tiêu chuẩn cho phép (độ cong nắp máy $\le 0{,}01\text{ mm}/100\text{ mm}$; độ mòn xi lanh $\le 0{,}3\text{ mm}$; khe hở miệng xéc măng $0{,}20 - 0{,}45\text{ mm}$; độ cong trục khuỷu $\le 0{,}1\text{ mm}$); từ đó xác định dạng hư hỏng và lựa chọn phương án xử lý theo cốt sửa chữa (code).
  • Kỹ năng thực hành tháo lắp, hiệu chỉnh (Practical competencies): Sử dụng dụng cụ cầm tay (clê tròng, tuýp, cần siết lực, vam ép xéc măng, búa nhựa) thực hiện đúng trình tự tháo/lắp nắp máy, piston, thanh truyền, trục khuỷu; siết bulông nắp máy đối xứng từ giữa ra hai đầu theo mômen quy định; cân chỉnh khe hở nhiệt xu páp và thử nghiệm lưu lượng tia phun nhiên liệu.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Tiếp cận sư phạm

Giáo trình áp dụng mô hình giảng dạy tích cực kết hợp giữa thuyết trình nêu vấn đề, hướng dẫn trực quan trên mô hình cắt bổ và huấn luyện thực hành kỹ năng trực tiếp tại xưởng thực tập. Giáo viên đóng vai trò tổ chức, thị phạm quy trình thao tác chuẩn, sau đó chia học viên thành các nhóm nhỏ (8–10 học viên) để tự quản lý thiết bị, phân tích tình huống kỹ thuật và thực hiện các bài tập thực hành.

Bài tập tình huống và thực hành xưởng

Chương trình phân bổ thời lượng thực hành chiếm ưu thế (87 giờ thực hành so với 28 giờ lý thuyết). Các bài thực hành gắn với các đối tượng động cơ cụ thể:

  • Quy trình tháo lắp nắp máy trên động cơ Jeep F4 (12 bước tháo dỡ tuần tự từ giàn cò, đũa đẩy đến nới lỏng bulông nắp máy theo phân đoạn $1/6 - 1/4$ vòng).
  • Quy trình tháo lắp nhóm piston – thanh truyền và trục khuỷu trên động cơ IH6.
  • Đo kiểm tra khe hở piston - xi lanh trên động cơ GAZ (đường kính xi lanh $\text{XL} = 82\text{ mm}$, giới hạn khe hở $\le 0{,}34\text{ mm} / 100\text{ mm}$ đường kính, thử bằng lực kéo căn lá $2{,}5 - 4{,}5\text{ kg}$).
  • Kiểm tra độ giãn nở nhiệt piston bằng phương pháp đun sôi trong nước $100^\circ\text{C}$.
  • Đo kiểm tra độ rò rỉ, góc chùm tia phun và đấu nối mạch đèn LED thử nghiệm xung điều khiển kim phun điện tử.

Phương pháp đánh giá và tự học

Đánh giá môn học thực hiện theo Quy chế đào tạo ban hành kèm Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội:

  • Điểm đánh giá quá trình (Trọng số 40%): Gồm kiểm tra thường xuyên (sau 15 giờ học, hình thức tự luận/thuyết trình/báo cáo nhóm đánh giá chuẩn đầu ra A1–A3, B1–B2, C1–C2) và kiểm tra định kỳ (sau 45 giờ học, đánh giá A4, B4, C3).
  • Điểm thi kết thúc mô đun (Trọng số 60%): Tổ chức sau 120 giờ, hình thức kết hợp viết tự luận và trắc nghiệm tổng hợp toàn bộ chuẩn đầu ra A, B, C.
  • Thang điểm: Chấm theo thang điểm 10 (làm tròn 1 chữ số thập phân), quy đổi sang thang điểm chữ (A, B, C, D, F) và thang điểm số 4 theo quy định đào tạo tín chỉ.
  • Điều kiện chuyên cần: Người học phải tham dự tối thiểu 70% số tiết lý thuyết và 100% các buổi thực hành xưởng. Vắng quá 30% lý thuyết buộc phải học lại mô đun.

Điểm nổi bật và cập nhật kỹ thuật

Tài liệu thể hiện các nội dung cập nhật kỹ thuật cơ khí động lực:

  • Tích hợp công nghệ phun xăng điện tử (EFI): Mô tả sơ đồ khối hệ thống điều khiển điện tử, bố trí vòi phun đa điểm (Multi-point Injection), bộ giảm rung động nhiên liệu, và các quy trình kiểm tra chùm tia phun, đo điện trở cuộn dây vòi phun và kiểm tra rò rỉ nhiên liệu.
  • Cập nhật hệ thống nhiên liệu diesel công nghiệp: Trình bày cấu tạo chi tiết phân bơm cao áp PE, vành răng rẻ quạt, piston có rãnh xéo vát định lượng nhiên liệu, cơ cấu điều tốc cơ năng và bơm cao áp PE điều khiển điện tử.
  • Hệ thống đánh lửa không tiếp điểm: Cập nhật nguyên lý hoạt động của cảm biến điện từ tạo xung (loại nam châm vĩnh cửu đứng yên) kết hợp hộp điều khiển IC bán dẫn thay thế cho hệ thống tiếp điểm má vít cơ khí truyền thống.
  • Ứng dụng công nghiệp năng lượng: Nội dung bài 9 chuẩn hóa quy trình an toàn và vận hành các trạm máy phát điện công nghiệp (nhãn hiệu F.90, F.94, Winson) sử dụng trong các nhà máy lọc hóa dầu và xí nghiệp chế biến dầu khí.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên/Người học: Dành cho học sinh, sinh viên học nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí và Sửa chữa bảo dưỡng động cơ hệ Trung cấp và Cao đẳng nghề tại Trường Cao đẳng Dầu khí và các cơ sở giáo dục nghề nghiệp đào tạo khối ngành cơ khí động lực, cơ khí chế tạo.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các môn học cơ sở: Vẽ kỹ thuật (CK19MH01 - đọc hiểu quy ước bản vẽ chi tiết và sơ đồ lắp), Vật liệu cơ khí (CK19MH04 - kiến thức gang, thép hợp kim, bạc hợp kim chịu mòn), Dung sai (CK19MH05 - hiểu sai số lắp ghép, độ côn, độ ovan, dung sai hình học) và An toàn lao động (ATMT19MH01).
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chính thức để xây dựng giáo án bài giảng lý thuyết (28 giờ) và phiếu hướng dẫn thực hành (87 giờ), thiết kế đề kiểm tra định kỳ và đề thi kết thúc mô đun.
  • Cán bộ kỹ thuật, thợ sửa chữa: Tài liệu dùng làm cẩm nang tra cứu thông số dung sai lắp ghép, khe hở kỹ thuật, quy trình đo kiểm khi đại tu động cơ và quy trình vận hành máy phát điện tại các nhà xưởng, xí nghiệp công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Giáo trình này được biên soạn cho đối tượng nào?

Giáo trình được biên soạn phục vụ học viên, sinh viên theo học nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí ở trình độ Trung cấp và Cao đẳng tại Trường Cao đẳng Dầu khí, đồng thời có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho thợ sửa chữa cơ khí động cơ đốt trong.

2. Người học cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun này?

Người học cần tích lũy các kiến thức cơ sở từ các môn học: Vẽ kỹ thuật cơ khí, Hình học họa hình, Vật liệu học cơ khí, Cơ kỹ thuật, Kỹ thuật đo lường - Dung sai lắp ghép và An toàn vệ sinh lao động.

3. Cấu trúc nội dung giáo trình có điểm gì đặc thù so với các tài liệu động cơ xe thông thường?

Giáo trình thiết kế bám sát môi trường kỹ thuật của các nhà máy chế biến dầu khí. Ngoài kiến thức nền về động cơ xăng/diesel 2 kỳ và 4 kỳ, tài liệu tập trung chi tiết vào quy trình tháo lắp, đo đạc sai số cơ khí (độ côn, méo, độ cong trục), lập bảng thông số kỹ thuật mài phục hồi theo cốt (code) và quy trình vận hành trạm máy phát điện công nghiệp (F.90, Winson).

4. Phương pháp tự học giáo trình để đạt hiệu quả cao nhất?

Người học cần nghiên cứu trước lý thuyết cấu tạo và sơ đồ nguyên lý trong từng bài học trước khi lên lớp, phân tích bảng số liệu dung sai cho phép, tham gia thảo luận nhóm (8–10 người) để giải quyết các câu hỏi tình huống và tuân thủ tuyệt đối 100% thời lượng thao tác thực hành đo kiểm trên thiết bị thực tế tại xưởng.

5. Những tài liệu tham khảo chính nào được sử dụng trong giáo trình?

Giáo trình trích dẫn và tham khảo các nguồn tài liệu đào tạo chuyên ngành:

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

Kết luận

Giáo trình Bảo dưỡng – Sửa chữa Động cơ (CK19MĐ08) cung cấp hệ thống kiến thức toàn diện về nguyên lý nhiệt động lực học, đặc điểm kết cấu chi tiết máy và quy trình công nghệ bảo dưỡng, đại tu động cơ đốt trong. Điểm cốt lõi của tài liệu là sự định lượng hóa các tiêu chuẩn đo kiểm sai hỏng (độ mòn, độ côn, độ méo, độ cong, khe hở dầu), hướng dẫn xử lý phục hồi theo cấp cốt tiêu chuẩn và quy trình hóa kỹ thuật vận hành máy phát điện công nghiệp.

Lộ trình học tập đề xuất: Người học bắt đầu từ nắm vững nguyên lý chu trình nhiệt động ở Bài 1; tiến hành rèn luyện kỹ năng đo kiểm, tháo lắp đại tu các cụm cơ cấu chính tại Bài 2 và Bài 3; thực hiện kiểm tra, cân chỉnh các hệ thống phụ trợ (nhiên liệu, bôi trơn, làm mát, đánh lửa, khởi động) tại Bài 4 đến Bài 8; cuối cùng thực hiện quy trình an toàn vận hành thiết bị tại Bài 9 để hoàn thiện năng lực trước khi bước vào mô đun Thực tập sản xuất (CK19MĐ09).