Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Sửa Chữa Bảo Dưỡng Động Cơ Đốt Trong (Mã mô đun: CK19MĐ08) là tài liệu học tập chính thức do Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam) biên soạn và ban hành nội bộ kèm theo Quyết định số 189/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 tại Bà Rịa - Vũng Tàu. Tài liệu do tập thể giảng viên bộ môn thực hiện, gồm kỹ sư Lê Duy Nam (Chủ biên), Nguyễn Thành Danh và Bùi Việt An.

Trong chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng các nghề Sửa Chữa Thiết Bị Dầu Khí và Lắp Đặt - Vận Hành - Bảo Dưỡng Bơm, Quạt, Máy Nén Khí, mô đun CK19MĐ08 có vị trí học phần kỹ năng nghề chuyên môn (khối kiến thức II.2). Học phần có thời lượng 4 tín chỉ, tương đương 120 giờ đào tạo (bao gồm 6 giờ lý thuyết, 110 giờ thực hành/thảo luận/bài tập và 4 giờ kiểm tra). Học phần được bố trí giảng dạy sau các môn học cơ sở như Vẽ kỹ thuật (CK19MH01, CK19MH02), Cơ kỹ thuật (CK19MH03), Vật liệu cơ khí (CK19MH04), Dung sai (CK19MH05), Nhiệt kỹ thuật (CNH19MH10) và trước giai đoạn Thực tập sản xuất (BQMN19MĐ03).

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định cụ thể theo 3 nhóm chuẩn đầu ra:

  • Về kiến thức (A1–A3): Trình bày các khái niệm, thuật ngữ chuyên ngành; giải thích cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các chu trình động cơ nhiệt; phân tích các bản vẽ kết cấu và sơ đồ công nghệ các hệ thống phụ trợ.
  • Về kỹ năng (B1–B2): Thực hiện thành thạo quy trình tháo lắp, đo kiểm, đánh giá sai lệch hình học (độ côn, độ méo, độ cong vênh) của các cụm chi tiết chính; xác định phương án sửa chữa theo tiêu chuẩn kỹ thuật (code); bảo dưỡng các hệ thống bôi trơn, làm mát, cung cấp nhiên liệu, đánh lửa, khởi động và vận hành các tổ máy phát điện công nghiệp cỡ nhỏ và vừa.
  • Về năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1): Tuân thủ quy định an toàn lao động, vệ sinh công nghiệp và quy trình phối hợp làm việc nhóm.

Cấu trúc giáo trình bao gồm 9 bài học được thiết kế đan xen chặt chẽ giữa phân tích nguyên lý nhiệt động học với quy trình thực hành công nghệ sửa chữa trên các dòng động cơ cụ thể. Điểm đặc thù của tài liệu là định hướng trực tiếp vào việc bảo dưỡng, vận hành các động cơ đốt trong đóng vai trò động cơ dẫn động (prime mover) trong dây chuyền công nghệ nhà máy dầu khí và công nghiệp phụ trợ.


Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình gồm 9 bài học chuyên đề sắp xếp theo tiến trình từ nguyên lý nhiệt động học đại cương đến kết cấu chi tiết cơ cấu chuyển động, các hệ thống phụ trợ và quy trình vận hành thiết bị:

  1. Bài 1: Nguyên lý động cơ đốt trong (6 giờ: 3 LT, 3 TH/TL): Khái quát phân loại động cơ nhiệt (kiểu piston, tuabin, động cơ đốt ngoài); thuật ngữ chu trình công tác ($V_c, V_h, V_{max}, \varepsilon$, hành trình piston $S$); nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ và 2 kỳ (xăng và diesel); thông số pha phối khí; công thức tính góc lệch công tác $\text{Góc LCT} = \frac{180^\circ \cdot n}{i}$ và thứ tự nổ của các 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).
  2. Bài 2: Bảo dưỡng sửa chữa cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền (20 giờ: 19 TH/TL, 1 KT): Cấu tạo thân máy, nắp máy (buồng đốt thống nhất áp suất phun $175-200\text{ kg/cm}^2$, buồng đốt ngăn cách áp suất $100-150\text{ kg/cm}^2$), lót xi lanh ướt/khô; nhóm piston, xéc măng khí/dầu, chốt piston; cấu tạo thanh truyền, bạc lót, trục khuỷu, bánh đà; quy trình tháo lắp và kiểm chuẩn kỹ thuật trên các mẫu động cơ Jeep F4, IH6, GAZ.
  3. Bài 3: Bảo dưỡng sửa chữa cơ cấu phân phối khí (14 giờ: 13 TH/TL, 1 KT): Nhiệm vụ và phân loại cơ cấu phân phối khí dùng xu páp (xu páp treo, xu páp đặt), dùng van trượt và kiểu phối hợp; các phương án dẫn động trục cam (bánh răng, xích, đai, trục); cấu tạo chi tiết xu páp, con đội (con lăn, hình nấm, thủy lực) và trục cam.
  4. Bài 4: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống cung cấp nhiên liệu (20 giờ TH/TL): Hệ thống nhiên liệu xăng dùng bộ chế hòa khí và hệ thống phun xăng điện tử đa điểm (MPI, mạch đo điện trở kim phun, kiểm tra lưu lượng và chùm tia phun); hệ thống nhiên liệu diesel dùng bơm cao áp phân nhánh PE (cấu tạo phân bơm, bộ điều tốc, vòi phun kín, bơm tiếp vận piston, bơm PE điều khiển điện tử).
  5. Bài 5: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống bôi trơn động cơ (8 giờ TH/TL): Nhiệm vụ, sơ đồ hệ thống bôi trơn cưỡng bức, cấu tạo bầu lọc dầu bôi trơn, mạch báo nguy áp suất dầu.
  6. Bài 6: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống làm mát động cơ (8 giờ TH/TL): Hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức; nguyên lý hoạt động của van hằng nhiệt và két làm mát.
  7. Bài 7: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống đánh lửa (13 giờ: 12 TH/TL, 1 KT): Hệ thống đánh lửa thường dùng tiếp điểm cơ khí (delco) và hệ thống đánh lửa bán dẫn 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 TH/TL): Nguyên lý hệ thống khởi động bằng động cơ điện một chiều, máy khởi động điện và sơ đồ đấu dây điều khiển.
  9. Bài 9: Vận hành động cơ đốt trong (8 giờ: 7 TH/TL, 1 KT): Quy chuẩn an toàn vận hành, các bước chuẩn bị, khởi động, giám sát thông số kỹ thuật và dừng máy phát điện công nghiệp (mẫu máy F.114 / Winson).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình củng cố các nền tảng lý thuyết và kỹ thuật cơ khí:

  • Lý thuyết nhiệt động lực học động cơ đốt trong: Quá trình biến đổi nhiệt năng thành cơ năng trong không gian xi lanh; diễn biến áp suất và nhiệt độ trong các kỳ làm việc (cuối kỳ nén nhiệt độ đạt tới $600^\circ\text{C}$, áp suất tới $30\text{ kg/cm}^2$; quá trình cháy sinh công nhiệt độ đạt tới $2500^\circ\text{C}$, áp suất đạt tới $70\text{ kg/cm}^2$).
  • Nguyên lý phối khí và hòa khí: Quy luật chuyển động của van phối khí theo góc quay trục khuỷu (mở sớm, đóng muộn); tỷ lệ hòa khí trong bộ chế hòa khí, hệ thống EFI và các giai đoạn phun nhiên liệu áp suất cao ở buồng cháy diesel.
  • Tiêu chuẩn kỹ thuật dung sai lắp ghép cơ khí: Hệ thống các giới hạn khe hở nhiệt, khe hở dầu ổ trục ($0,04 - 0,065\text{ mm}$ lúc ban đầu, tối đa $\le 0,3\text{ mm}$), giới hạn mòn xi lanh ($\le 0,3\text{ mm}$), khe hở cạnh xéc măng ($0,035 - 0,072\text{ mm}$), khe hở miệng xéc măng ($0,20 - 0,45\text{ mm}$) và các nấc kích thước sửa chữa (code).

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng đo kiểm và đánh giá kỹ thuật (Analytical & Measurement Skills): Sử dụng thước thẳng, căn lá, panme đo trong/ngoài, đồng hồ so để xác định độ cong vênh bề mặt nắp máy (giới hạn cho phép $\le 0,01\text{ mm}/100\text{ mm}$), độ côn và độ méo của lót xi lanh, độ ôvan thân piston ($0,25 - 0,30\text{ mm}$), độ cong của trục khuỷu ($\le 0,1\text{ mm}$), độ dịch dọc trục khuỷu ($0,1 - 0,3\text{ mm}$).
  • Kỹ năng công nghệ tháo lắp và sửa chữa (Technical & Repair Skills): Thực hiện đúng trình tự tháo lắp bù lon nắp máy, gối đỡ trục khuỷu theo nguyên tắc đối xứng và đúng lực mô-men xiết; kiểm tra vết rạn nứt bằng phương pháp thấm dầu hoặc sóng siêu âm; phân nhóm và sửa chữa chi tiết theo 4 cấp code sửa chữa (mỗi cấp tăng/giảm đường kính $0,25\text{ mm}$); nắn trục khuỷu trên bàn ép thủy lực theo nguyên tắc khử ứng suất dư; kiểm tra tia phun, góc phun sớm và cân chỉnh hệ thống cấp nhiên liệu.
  • Kỹ năng vận hành thiết bị an toàn (Operational Competencies): Quy trình kiểm tra mức dầu nhờn, nước làm mát, ắc quy khởi động, thao tác đóng cắt tải và xử lý sự cố trong vận hành tổ máy phát điện công nghiệp.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng mô hình dạy học tích cực trong đào tạo nghề kỹ thuật với sự phân bổ trọng tâm vào thực hành thao tác:

  • Phương pháp giảng dạy: Giảng viên áp dụng hình thức thuyết trình ngắn kết hợp trực quan hóa bằng mô hình cắt bổ, hình ảnh sơ đồ nguyên lý, máy chiếu projector; tổ chức phương pháp dạy học nêu vấn đề và giải quyết tình huống kỹ thuật (problem-based learning). Trong các buổi thực hành xưởng, giảng viên chia nhỏ nhóm học sinh, hướng dẫn thao tác mẫu, giám sát an toàn lao động và hướng dẫn phương pháp ghi chép nhật ký đo kiểm.
  • Phương pháp học tập của sinh viên: Học viên được tổ chức thành các nhóm học tập từ 8 đến 10 người. Nhóm trưởng phân công thành viên chuẩn bị bài đọc trước buổi học, nghiên cứu tài liệu kỹ thuật, cùng thực hiện đo kiểm, lập biên bản tình trạng kỹ thuật chi tiết và viết báo cáo thu hoạch nhóm.
  • Quy định chuyên cần và tự học: Học viên bắt buộc phải tham gia tối thiểu 70% số tiết lý thuyết và 100% thời lượng các bài giảng thực hành. Trường hợp vắng quá 30% giờ lý thuyết, học viên phải học lại mô đun mới đủ điều kiện dự thi.
  • Hình thức kiểm tra và đánh giá kết quả: Tuân thủ Quy chế đào tạo Cao đẳng theo hệ thống tín chỉ 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%): Bao gồm 01 cột điểm kiểm tra thường xuyên sau 15 giờ học (hình thức viết/thuyết trình/báo cáo) và 01 cột điểm kiểm tra định kỳ sau 45 giờ học (tự luận/trắc nghiệm/báo cáo thực hành).
    • Điểm thi kết thúc mô đun (Trọng số 60%): Tổ chức sau khi hoàn thành 120 giờ học, kết hợp giữa thi tự luận và trắc nghiệm tổng hợp nhằm đánh giá toàn diện các chuẩn đầu ra A1–A3, B1–B2, C1.
    • Thang điểm: Đánh giá theo thang điểm 10 (làm tròn đến một chữ số thập phân), sau đó quy đổi sang điểm chữ và thang điểm 4 theo quy chế đào tạo tín chỉ.

Điểm nổi bật và cập nhật

Nội dung giáo trình phản ánh các yêu cầu kỹ thuật hiện đại trong bảo dưỡng cơ khí công nghiệp:

  • Tích hợp các hệ thống công nghệ điều khiển điện tử: Giáo trình trang bị kiến thức về hệ thống cấp nhiên liệu truyền thống (bộ chế hòa khí, bơm cao áp PE cơ khí) song song với hệ thống phun xăng điện tử đa điểm (MPI), hệ thống đánh lửa bán dẫn cảm biến điện từ và bơm cao áp diesel điều khiển điện tử. Các bài học cung cấp sơ đồ đo kiểm điện trở cuộn dây kim phun, phương pháp kích hoạt kim phun bằng nguồn ắc quy và kiểm tra dạng chùm tia nhiên liệu bằng đèn LED.
  • Định hướng chuyên biệt cho ngành công nghiệp Dầu khí: Các quy trình vận hành và bảo dưỡng trong giáo trình hướng vào các hệ thống máy tĩnh và động cơ lai công tác (bơm công nghệ, máy nén, quạt công nghiệp và máy phát điện khẩn cấp F.114/Winson) phục vụ trong các nhà máy lọc hóa dầu, xí nghiệp chế biến khí và căn cứ dịch vụ dầu khí.
  • Thông số kỹ thuật định lượng và hướng dẫn sửa chữa phục hồi: Tài liệu cung cấp bảng quy chuẩn cụ thể về giới hạn mài mòn, độ côn, độ ôvan, khe hở dầu cùng hướng dẫn công nghệ phục hồi: kỹ thuật hàn đắp rãnh xéc măng piston bị vỡ rồi tiện lại, xử lý gãy bu-lông nắp máy bằng phương pháp khoan tâm dùng mũi lục giác, doa lót xi lanh theo 4 cấp code kích thước, phương pháp nắn nắp máy và nắn trục khuỷu trên bàn ép thủy lực có tính toán độ biến dạng dư.
  • Tỷ trọng thực hành chuyên sâu: Thời lượng thực hành, thảo luận và bài tập chiếm 110 giờ trên tổng số 120 giờ đào tạo (chiếm 91,6% toàn bộ học phần), giúp sinh viên rèn luyện kỹ năng thao tác trực tiếp trên thiết bị thực.

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình Sửa Chữa Bảo Dưỡng Động Cơ Đốt Trong được biên soạn cho các đối tượng và mục đích cụ thể:

  • Sinh viên chuyên ngành: Sinh viên năm thứ hai hoặc năm thứ ba trình độ Cao đẳng các nghề Lắp Đặt - Vận Hành - Bảo Dưỡng Bơm, Quạt, Máy Nén Khí và Sửa Chữa Thiết Bị Dầu Khí tại Trường Cao đẳng Dầu khí cũng như các cơ sở giáo dục nghề nghiệp đào tạo khối ngành kỹ thuật cơ khí, cơ lực dầu khí.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành khối kiến thức cơ sở gồm: An toàn vệ sinh lao động (ATMT19MH01), Vẽ kỹ thuật 1 & 2 (CK19MH01, CK19MH02), Cơ kỹ thuật 2 (CK19MH03), Vật liệu cơ khí (CK19MH04), Dung sai lắp ghép (CK19MH05), Nhiệt kỹ thuật (CNH19MH10), Gia công nguội cơ bản (CG19MĐ01) và Nguyên lý - Chi tiết máy (CG19MH02).
  • Giảng viên và cán bộ hướng dẫn thực hành: Tài liệu đóng vai trò là đề cương bài giảng chuẩn mực để xây dựng giáo án lý thuyết, phiếu hướng dẫn thực hành xưởng, lập phiếu phân công nhiệm vụ nhóm và xây dựng ngân hàng đề thi đánh giá năng lực theo chuẩn đầu ra.
  • Kỹ thuật viên và cán bộ vận hành: Tài liệu có thể dùng làm sổ tay kỹ thuật tra cứu nhanh các thông số dung sai lắp ghép, khe hở kỹ thuật và quy trình chẩn đoán hư hỏng cơ cấu động cơ đốt trong tại các trạm máy công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Tài liệu được thiết kế cho học viên, sinh viên theo học trình độ Cao đẳng chuyên ngành Cơ khí sửa chữa, Bảo dưỡng thiết bị dầu khí, Lắp đặt - Vận hành bơm/quạt/máy nén khí, cùng các kỹ thuật viên cơ điện tại các nhà máy công nghiệp.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học cần trang bị kiến thức nền tảng về Vẽ kỹ thuật cơ khí, Cơ học kỹ thuật, Dung sai đo lường, Vật liệu học kim loại, Nhiệt kỹ thuật và các thao tác gia công nguội cơ bản.

3. Điểm khác biệt với giáo trình khác?

Giáo trình dành hơn 91% thời lượng cho thực hành quy trình tháo lắp, đo kiểm dung sai hình học và lập phương án sửa chữa theo các code tiêu chuẩn, đồng thời kết hợp hướng dẫn vận hành tổ máy phát điện công nghiệp theo tiêu chuẩn ngành dầu khí thay vì chỉ tập trung vào lý thuyết ô tô thuần túy.

4. Làm sao để tự học hiệu quả?

Người học cần nghiên cứu nội dung lý thuyết và sơ đồ trước khi lên lớp, phân tích kỹ các bảng thông số kỹ thuật (độ mòn, độ côn, khe hở dầu), đối chiếu cấu tạo hình vẽ với mô hình thực tập tại xưởng và tham gia đầy đủ 100% thời lượng bài tập thực hành.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo?

Tài liệu được tham khảo và đối chiếu từ các nguồn bổ trợ gồm: Bảo dưỡng sửa chữa động cơ xăng (Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM / Đại học Bách khoa TP.HCM), Bảo dưỡng sửa chữa động cơ diesel (ĐH. TP.HCM) và giáo trình Phun xăng điện tử (Nhà xuất bản Hà Nội).


Kết luận

Giáo trình Sửa Chữa Bảo Dưỡng Động Cơ Đốt Trong (Mã: CK19MĐ08) cung cấp hệ thống dữ liệu kỹ thuật hoàn chỉnh về nguyên lý làm việc, kết cấu cơ khí, phương pháp đo kiểm sai hỏng và quy trình công nghệ phục hồi các cơ cấu, hệ thống của động cơ đốt trong. Lộ trình học tập được thiết kế mạch lạc từ phân tích chu trình nhiệt động học $\rightarrow$ kỹ thuật tháo lắp cơ cấu trục khuỷu, thanh truyền, phân phối khí $\rightarrow$ bảo dưỡng các hệ thống phụ trợ (nhiên liệu, bôi trơn, làm mát, đánh lửa, khởi động) $\rightarrow$ quy trình an toàn vận hành trạm máy phát điện công nghiệp. Đây là tài liệu đào tạo cốt lõi giúp người học hoàn thiện kỹ năng nghề nghiệp trước khi bước vào giai đoạn Thực tập sản xuất (BQMN19MĐ03) và thực hiện Khóa luận tốt nghiệp (BQMN19MĐ04). Người học có thể mở rộng tra cứu thêm các tài liệu chuyên khảo về động cơ xăng, động cơ diesel và hệ thống phun xăng điện tử được nêu trong danh mục tham khảo.