Chuyện xung quanh “Thiết bị đo lường chính xác DL1”

Năm 1964, khi đang là sinh viên năm thứ hai ngành Cơ khí – Luyện kim, Nguyễn Tiến Thọ được cử sang Trung Quốc học ngành Máy chính xác ở trường Đại học Thiên Tân. Sau 2 năm tu nghiệp, ông trở lại trường đúng dịp Liên khoa Cơ khí – Luyện kim tách thành ba khoa: Chế tạo máy, Động lực và Luyện kim. Khoa Chế tạo máy khi đó mở thêm ngành Cơ khí chính xác, ông Nguyễn Tiến Thọ được phân về bộ môn này dạy môn đo lường tự động. 

Năm 1972, do yêu cầu cấp bách của cuộc kháng chiến chống Mỹ cứu nước, các phương tiện vận tải và chiến đấu chạy bằng động cơ diesel thường bị hỏng bộ nhiên liệu (vòi phun, bơm cao áp), nhưng rất thiếu phụ tùng thay thế. Trước tình hình đó, ngày 1-8-1973 Phó Thủ tướng Đỗ Mười đã ký công văn số 1817/VP2, chỉ đạo Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật nhà nước xây dựng kế hoạch nghiên cứu một đề tài về chế tạo bộ đôi siêu chính xác gồm vòi phun và bơm cao áp của động cơ diesel, sử dụng cho xe ô tô, tàu thủy, máy nông nghiệp… với quy mô ở cấp nhà nước. Và nhiệm vụ này được giao cho trường Đại học Bách khoa Hà Nội thực hiện.

Trước nhiệm vụ mới mẻ và nặng nề này, trường Đại học Bách khoa Hà Nội thành lập một nhóm nghiên cứu mang tên CTM và giao cho PTS Hà Nghiệp (bộ môn Dao cắt) làm Chủ nhiệm đề tài, ông Trần Tuấn Thanh1 làm Phó chủ nhiệm đề tài. Được một thời gian ngắn, cấp trên rút ông Hà Nghiệp về Trung ương làm trợ lý cho ông Trường Chinh, mọi việc triển khai đề tài đều do ông Trần Tuấn Thanh đảm nhiệm chính.

Thời điểm đó, ông Trần Tuấn Thanh vừa từ Liên Xô trở về sau khóa thực tập sinh, và có nhiều kinh nghiệm về vấn đề này do ông từng tham dự một số chuyên đề nghiên cứu về cơ khí chính xác tại Đại học Bách khoa Êrêvan ở Tbilixi. Vì vậy, ông được Hiệu trưởng Phạm Đồng Điện tin tưởng giao nhiệm vụ lập đề cương đề tài nghiên cứu chế tạo bộ đôi siêu chính xác của động cơ diesel. Sau này, PGS Trần Tuấn Thanh được ông Lê Tư – Vụ trưởng vụ Công nghiệp kể lại: Khi xem xét đề cương đề tài CTM do ông Trần Tuấn Thanh xây dựng, GS Trần Đại Nghĩa – Chủ nhiệm Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật nhà nước hỏi ông Lê Tư: Vòi bơm là một biểu tượng của ngành cơ khí chính xác nhưng lấy gì để đo? Hiện tại nước mình chỉ đo được 1% của mm, trong khi sản phẩm của đề tài đặt ra yêu cầu đo đến 5 phần vạn của mm2. Ông Lê Tư trả lời: Nhóm nghiên cứu dùng Chuyển đổi Khí nén để đo có độ chính xác đến 5 phần vạn mm3. Giáo sư Trần Đại Nghĩa suy nghĩ cân nhắc, rồi ký duyệt đề tài.

Trước đó, Bộ Giao thông vận tải đã từng chỉ đạo Nhà máy ô tô 3-2 (nay là Công ty Cổ phần Cơ khí 3-2) nghiên cứu, làm dây chuyền sản xuất bộ nhiên liệu của động cơ diesel xe IFA có độ chính xác cao từ 1/1000 mm đến 0,5/1000 mm. Tuy nhiên, sau 3 năm thực hiện, nhà máy này vẫn không sản xuất được sản phẩm đạt yêu cầu. Ông Trần Tuấn Thanh sang Nhà máy ô tô 3-2 tìm hiểu nguyên nhân khiến họ thất bại trong việc chế tạo bơm cao áp và vòi phun. Động cơ diesel được phát minh bởi kỹ sư Rudolf Diesel (Đức) vào năm 1892. Đây là loại động cơ đốt trong không có buzi đánh lửa. Hỗn hợp nhiên liệu và không khí cháy trong buồng đốt dưới tác động của áp suất cao trong hành trình đi lên của PISTON. Để sử dụng công nghệ động cơ này, cần tạo ra bộ đôi bơm cao áp có độ kín khít cao để tạo ra áp suất dầu đến hàng trăm kilogam lực trên một centimet vuông, còn bộ đôi vòi phun chẳng những có độ kín khít cao mà còn phải đóng mở dứt khoát bảo đảm dầu được phun tơi vào trong buồng đốt. Ông Trần Tuấn Thanh nhận ra vấn đề của Nhà máy ô tô 3-2 là chưa nắm được các khâu quyết định chất lượng của bộ đôi, nhất là chưa có thiết bị đo lường cho các khâu ấy, đặc biệt là sai lệch hình dáng và vị trí tương quan của sản phẩm lỗ. Vì vậy các sản phẩm chế tạo ra mắc những lỗi nghiêm trọng, không sử dụng được.

Ông Trần Tuấn Thanh đã mời nhiều cán bộ trong và ngoài khoa Chế tạo máy tham gia nhóm thực hiện đề tài. Ông Nguyễn Tiến Thọ được giao phụ trách mảng đo lường. Ông Trần Tuấn Thanh trực tiếp phụ trách mảng gia công siêu chính xác cùng Tạ Bá Phụng4, Nguyễn Đắc Lộc5. Ông Tạ Văn Thất (bộ môn Nhiệt luyện) phụ trách phần nhiệt luyện, ông Trần Thế Lục (bộ môn Dao cắt) và sau này thêm bà Nguyễn Thị Hòe6 phụ trách phần bột mài. Nhà máy ô tô 3-2 cũng cử Phó giám đốc Nguyễn Thị Sâm cùng 5 công nhân hỗ trợ nhóm nghiên cứu. 

Nhận nhiệm vụ, ông Nguyễn Tiến Thọ gấp rút xây dựng đề tài nhánh "Thiết bị đo lường chính xác DL1", nghiên cứu chế tạo thiết bị đo phục vụ đo các thông số siêu chính xác trong sản phẩm bơm cao áp và vòi phun. Bấy giờ Việt Nam mới chỉ có một số dụng cụ đo các thông số bên ngoài, không có các dụng cụ đo các thông số của lỗ với độ chính xác cao như sản phẩm bơm cao áp và vòi phun. Vì vậy, ông Nguyễn Tiến Thọ tập trung nghiên cứu các đầu đo khí nén có độ chính xác và độ phân giải cao để đo các thông số của lỗ sâu, lỗ không thông và lỗ bé.

PGS.TS Nguyễn Tiến Thọ kể lại quá trình chế tạo thiết bị đo lường DL1

Ngày ấy, cơ sở vật chất của trường Đại học Bách khoa còn nhiều thiếu thốn. Ông Nguyễn Tiến Thọ khởi nghiệp từ một căn phòng thí nghiệm nhỏ nằm cạnh nhà vệ sinh. Hệ thống ống nước ở đây bị hư hỏng, mỗi khi sử dụng thì nước lại chảy ra trước cửa phòng. Cũng vì thế, nhiều người gọi đó là "văn phòng nhà xý của ông Thọ". Chính tại phòng thí nghiệm này, ông Nguyễn Tiến Thọ đã tiếp và trình bày ý tưởng nghiên cứu với các vị lãnh đạo của Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật nhà nước. Mặc dù nhà trường quyết định giảm cho ông một nửa thời lượng giảng dạy trên lớp, nhưng thực tế ông vẫn dạy 100%, hơn thế còn giúp sinh viên năm cuối tham gia vào đề tài nghiên cứu. Việc thí nghiệm ông thường tiến hành vào buổi tối và những lúc không có giờ lên lớp.

Ông Nguyễn Tiến Thọ vận dụng lý thuyết điện khí tương đương để thiết kế đầu đo khí nén, đưa ra nhiều giải pháp công nghệ thích hợp nhằm vượt qua những khó khăn tưởng như không thể vượt qua được trong chế tạo các đầu đo, đưa đo lường đi trước một bước so với chế tạo bơm cao áp và vòi phun.

Trong quá trình thí nghiệm, ông Nguyễn Tiến Thọ nhận được sự hỗ trợ từ các công nhân lành nghề của Nhà máy ô tô 3-2. Ông vui vẻ khi chia sẻ về họ: Trước đó tôi từng nhờ công nhân ở xưởng cơ khí C8 của Bách khoa hỗ trợ nhưng không mấy thuận lợi. Bởi thế, tôi cảm thấy may mắn khi nhận được sự hợp tác của các bạn ấy, những người thợ có trí thông minh và tay nghề cao7. 

Sau hai năm miệt mài nghiên cứu và trực tiếp gia công cùng công nhân ở những khâu quan trọng nhất, năm 1975, ông Nguyễn Tiến Thọ đã thiết kế và chế tạo thành công hệ đầu đo khí nén. Khi đưa những đầu đo này vào xilanh của bơm cao áp hoặc vòi phun có thể biết được sản phẩm dạng lỗ với độ chính xác cao này đang sai cái gì, sai bao nhiêu và sai ở đâu?. Thiết bị này đã hỗ trợ nhóm nghiên cứu công nghệ do ông Trần Tuấn Thanh phụ trách rất hiệu quả, đẩy nhanh tiến độ nghiên cứu của nhóm. Những bộ bơm cao áp và vòi phun đạt yêu cầu kỹ thuật cao lần đầu tiên đã được ra lò, khi chạy thử nghiệm trong sản xuất đạt 1000 giờ máy. Hồi ấy có thông tin rằng bộ đôi do Trung Quốc sản xuất mới chỉ chạy được 750 giờ máy. Kết quả này đã khích lệ tinh thần làm việc của cả nhóm, các thành viên cố gắng phấn đấu nhằm đạt ngưỡng chuẩn của sản phẩm do Đức sản xuất (1000-1200 giờ máy).

Năm 1976, Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật nhà nước giao cho Vụ công nghiệp A lập tiểu ban giám định và nghiệm thu đề tài "Thiết bị đo lường chính xác DL1”. Kết quả là Chủ nhiệm Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật nhà nước Trần Đại Nghĩa đã ký văn bản công nhận thiết bị đo lường khí nén DL1 của trường Đại học Bách khoa Hà Nội đạt độ chính xác 0,001 mm, trong trường hợp đo lỗ xi lanh bơm cao áp đường kính 9 mm. Không những vậy, đề tài còn được gửi tham dự cuộc thi lựa chọn sản phẩm khoa học, để trưng bày tại triển lãm nhân dịp chào mừng khóa họp Quốc hội thứ nhất sau khi đất nước thống nhất. Đại tướng Võ Nguyên Giáp – Phó Thủ tướng phụ trách khoa học – kỹ thuật chủ trì công tác kiểm tra, chọn lựa các đề tài khoa học và đã chọn đề tài "Thiết bị đo lường chính xác DL1”. Đại tướng rất quan tâm đến đề tài này, bởi một số phương tiện chiến đấu như xe tăng bị hỏng bộ nhiên liệu, trong khi các nhà máy của quân đội vẫn chưa chế tạo được bộ thiết bị này. Đại tướng mời Nguyễn Tiến Thọ đến gặp và đề nghị ông trình bày kỹ hơn về sáng kiến khi thực hiện đề tài. Ông Thọ vẫn nhớ những lời rất tự tin của mình trước Đại tướng ngày hôm ấy: Chúng tôi kết hợp trí óc của người nghiên cứu với bàn tay của công nhân lành nghề, bởi thực tế đã chỉ rõ rằng nếu tách biệt hai nhân tố đó thì nghiên cứu khoa học khó thành công. Chúng tôi đã đo được những thông số cực kỳ khó của bơm cao áp và vòi phun trong điều kiện nhất định, giống như trong một số điều kiện súng trường có thể bắn rơi máy bay8.

Sau khi những sản phẩm đầu tiên của bộ nhiên liệu trong động cơ diesel được thử nghiệm và bước đầu thành công, năm 1976, đề tài nghiên cứu về Chế tạo máy (CTM) chính thức mang tên "Chế tạo vòi phun bơm cao áp" và có mã số N03-76.

Trong quá trình tiến hành đo các thông số kỹ thuật của vòi phun và bơm cao áp cho nhóm sản xuất do ông Trần Tuấn Thanh phụ trách, Nguyễn Tiến Thọ cùng đồng nghiệp tiếp tục nghiên cứu nâng cao độ chính xác của thiết bị đo lường DL1. Năm 1978, thiết bị đo lường khí nén đo các thông số của bơm cao áp, vòi phun thuộc đề tài "Thiết bị đo lường chính xác DL1" được nâng độ chính xác lên 0,0003 mm và được Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật nhà nước nghiệm thu một lần nữa. Cũng trong thời gian này đề tài "Chế tạo vòi phun bơm cao áp" hoàn thành, được Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật nhà nước tổ chức nghiệm thu và công nhận sản phẩm vòi phun, bơm cao áp đạt tiêu chuẩn của Đức chạy được 1000 giờ máy. Sau đó nhóm nghiên cứu đề tài "Chế tạo vòi phun bơm cao áp" bắt đầu chuyển giao công nghệ cho một số nhà máy sản xuất hàng loạt, trong đó “Thiết bị đo lường chính xác DL1” cũng được chuyển giao cho dây chuyền sản xuất. Năm 1979, ông Nguyễn Tiến Thọ được cử sang Liên Xô làm nghiên cứu sinh tại trường Đại học Cơ khí chính xác và Quang học Leningrad, vợ ông là bà Nguyễn Thị Xuân Bảy cũng là đồng nghiệp của ông tại khoa Chế tạo máy, đã thay chồng cùng nhóm nghiên cứu chuyển giao công nghệ.

Ngay từ đầu Nhà máy ô tô 3-2 đã có sự kết hợp chặt chẽ giữa nhóm đề tài và lãnh đạo nhà máy nên trở thành đơn vị đầu tiên được chuyển giao công nghệ sản xuất bộ nhiên liệu cho xe ô tô IFA, tiếp đó là sản xuất vòi phun cho động cơ tàu biển của Công ty đánh cá Hạ Long. Đầu những năm 1980, nhóm hoàn thành chuyển giao công nghệ dây chuyền sản xuất vòi phun – bơm cao áp cho Nhà máy dụng cụ cắt Hà Nội, Nhà máy động cơ Hà Nam Ninh, Nhà máy phụ tùng ô tô số 3 (TP.HCM)…. 

Các nhà máy cơ khí sản xuất được bộ nhiên liệu của động cơ diesel, giúp nhà nước tiết kiệm được một khoản ngoại tệ lớn. Các phương tiện vận tải chạy dầu diesel có phụ tùng bộ nhiên liệu thay thế, sửa chữa kịp thời và nhanh chóng đi vào hoạt động.

Sự thành công của đề tài nhánh "Thiết bị đo lường chính xác DL1" không chỉ giúp chế tạo được bộ nhiên liệu cho động cơ diesel, mà còn khẳng định vai trò của đo lường đối với ngành cơ khí nói chung và chương trình đào tạo của trường Đại học Bách khoa Hà Nội nói riêng. Thời đó, đo lường chưa được đánh giá đúng vai trò, bị tách ra khỏi chế tạo và chỉ được coi là khâu cuối cùng để kiểm tra nghiệm thu sản phẩm. Chính vì vậy khi chế tạo các sản phẩm có yêu cầu độ chính xác cao thường không thành công. Điển hình là Nhà máy ô tô 3-2 với dây chuyền đầy đủ đã không chế tạo được bộ nhiên liệu của động cơ diesel xe ô tô IFA, hoặc Nhà máy cơ khí Trần Hưng Đạo chuyên chế tạo bơm cao áp và vòi phun cho đầu máy diesel D12, nhưng 100% sản phẩm đều bị lỗi không đạt chất lượng (số liệu từ kết quả đo lường của Cục kiểm tra chất lượng sản phẩm và hàng hóa, Tổng cục Tiêu chuẩn và Đo lường Nhà nước năm 1978). Nhưng kể từ thành công của đề tài “Chế tạo vòi phun bơm cao áp”, trong đó có vai trò không nhỏ của đề tài nhánh "Thiết bị đo lường chính xác DL1" thì nhiều nhà máy cơ khí đã nhận thức rõ hơn vai trò của đo lường và để đo lường tham gia trực tiếp vào quá trình sản xuất.

Trước khi đề tài "Thiết bị đo lường chính xác DL1" của ông Nguyễn Tiến Thọ được triển khai và nghiệm thu, khoa Chế tạo máy, trường Đại học Bách khoa Hà Nội hầu như vẫn chỉ chú trọng giảng dạy về dung sai và coi nhẹ đo lường. Qua việc thực hiện đề tài nhánh "Thiết bị đo lường chính xác DL1", Ban giám hiệu nhà trường và Ban chủ nhiệm khoa nhận thức rõ hơn về tầm quan trọng của nội dung đo lường trong đào tạo, và đưa nội dung này vào giảng dạy trong toàn khoa cả hệ chính quy và tại chức. Đến nay, đo lường đã trở thành nội dung học chính của Viện Cơ khí, trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Ông Nguyễn Tiến Thọ vẫn nhớ, trong một hội nghị tổng kết nghiên cứu khoa học, ông Nguyễn An Lương – Phó phòng khoa học trường Đại học Bách khoa Hà Nội nhận định: Đo lường đã trở thành công cụ công nghệ trực tiếp9.

Trong 43 năm công tác, PGS Nguyễn Tiến Thọ còn tham gia nghiên cứu và chế tạo nhiều thiết bị cơ khí của máy dệt, máy in, lò quay xi măng… nhưng thiết bị đo lường chính xác DL1 vẫn là dấu ấn lớn nhất đối với ông. Tiếc là từ khi hai nước Đức thống nhất, Trung Quốc mua lại toàn bộ dây chuyền sản xuất động cơ diesel của CHDC Đức và tổ chức sản xuất đại trà, có giá thành rẻ. Trong khi đó, nước ta mới chuyển từ nền kinh tế bao cấp sang cơ chế thị trường nên ngành cơ khí gặp muôn vàn khó khăn, sản phẩm làm ra không đủ sức cạnh tranh với hàng ngoại. Sau gần 20 năm đưa vào ứng dụng, dây chuyền sản xuất bộ nhiên liệu động cơ diesel của các nhà máy cơ khí Việt Nam đều lần lượt giải thể. 

Theo quy luật phát triển của lịch sử, đề tài "Thiết bị đo lường chính xác DL1" cũng dần lùi vào quá khứ, nhưng giá trị sáng tạo của nó vẫn được PGS Nguyễn Tiến Thọ phát huy. Ông đi theo hướng nghiên cứu các sống trượt chạy trên đệm khí nén mà tất cả các máy cơ khí chính xác hiện nay đều sử dụng.

Đến nay, PGS Nguyễn Tiến Thọ vẫn là người duy nhất nghiên cứu, chế tạo thành công thiết bị đo các thông số của bộ nhiên liệu động cơ diesel ở Việt Nam. Ông tự hào vì góp một phần công sức nhỏ bé cho sự phát triển của ngành cơ khí, giúp ngành cơ khí Việt Nam có một thời hoàng kim trong những thập kỷ 70-80 của thế kỷ trước. Nhưng khi kết thúc câu chuyện về chế tạo thiết bị đo lường chính xác DL1, giọng ông trầm xuống: Tôi là người nghiên cứu ra thiết bị đo các thông số khó đo của bộ đôi siêu chính xác, nhưng sau này không ai chế tạo nữa vì việc chế tạo và phục hồi bộ nhiên liệu động cơ diesel không còn xảy ra10.

Lê Nhật Minh

__________________________