Luận án tối ưu hóa thời hạn bảo dưỡng, sửa chữa bộ phận chạy đầu máy diesel khai thác trong điều kiện việt nam

Khi cung cấp đầu máy cho Việt Nam các nhà sản xuất đều bàn giao toàn bộ hồ sơ kỹ thuật, trong đó có quy trình bảo dưỡng, sửa chữa và trong quy trình này có quy định về hệ thống chu kỳ bả

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay ngành đường sắt Việt Nam đang sử dụng 282 đầu máy diesel gồm 13 chủng loại với dải công suất từ 500 đến 2.000 mã lực, có xuất xứ từ 9 quốc gia khác nhau Trong tổng số đầu máy nói trên có 80 đầu máy D19E do Trung Quốc sản xuất Đây là loại đầu máy diesel truyền động điện, công suất 1.900 mã lực được sử dụng trong ngành đường sắt Việt Nam từ đầu những năm 2002 Đây là loại đầu máy có số lượng lớn nhất và đang là nguồn sức kéo chủ lực của ngành đường sắt Việt Nam

Khi cung cấp đầu máy cho Việt Nam các nhà sản xuất đều bàn giao toàn bộ

hồ sơ kỹ thuật, trong đó có quy trình bảo dưỡng, sửa chữa và trong quy trình này có

quy định về hệ thống chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa đầu máy Đầu máy nhập từ nước

ngoài, khi sử dụng ở Việt Nam sẽ chịu tác động của các điều kiện khai thác cụ thể như khí hậu, thời tiết, chất lượng cơ sở hạ tầng đường sắt như trắc dọc tuyến, độ dốc, đường cong bán kính nhỏ v.v Tất cả những yếu tố này ảnh hưởng đến chất lượng vận hành của đầu máy, ảnh hưởng tới quá trình hao mòn và hư hỏng của các chi tiết, dẫn đến thời hạn làm việc của đầu máy đến khi đưa vào các cấp bảo dưỡng, sửa chữa sẽ có những khác biệt so với quy định của nhà sản xuất Vì vậy, về mặt lý thuyết cũng như thực tiễn, các chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa cần được hiệu chỉnh một cách định kỳ cho phù hợp với điều kiện khai thác cụ thể nhằm đảm bảo độ tin cậy vận hành và hiệu quả khai thác của đầu máy Trong nhiều năm qua, ngành đường sắt Việt Nam cũng đã định kỳ điều chỉnh các quy trình bảo dưỡng, chữa trong đó có các hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa Tuy nhiên, các điều chỉnh này hầu như không có thay đổi một cách cơ bản, mới chỉ dựa vào kinh nghiệm sử dụng thuần túy, chưa xuất phát từ những nghiên cứu chuyên sâu và có cơ sơ khoa học vững chắc Trên thực tế, việc nghiên cứu hoàn thiện chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy

sử dụng ở Việt Nam cho đến nay vẫn chưa được quan tâm một cách đúng mức và chưa được tiến hành một cách bài bản

Vì vậy, việc hoàn thiện hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy sử dụng trong ngành đường sắt Việt Nam nói chung và đầu máy D19E nói riêng, có

xét tới các yếu tố kỹ thuật trong quá trình khai thác và sau đó có xét tới các chi phí

về bảo dưỡng sửa chữa là vấn đề có ý nghĩa khoa học, thực tiễn, phù hợp với xu hướng của thế giới, và là vấn đề còn mới mẻ ở Việt Nam

2 Mục tiêu của đề tài

Ứng dụng lý thuyết độ tin cậy và lý thuyết tối ưu hóa nhằm xác định và tối

ưu hóa chu kỳ sửa chữa cho các chi tiết bộ phận chạy đầu máy diesel truyền động điện sử dụng trong ngành đường sắt Việt Nam có xét tới tuổi thọ gamma phần trăm của các chi tiết và chí phí sửa chữa có kế hoạch

3 Đối tượng nghiên cứu

Đầu máy diesel truyền động điện sử dụng trong ngành đường sắt Việt Nam Đây là loại đầu máy có tính năng ưu việt hơn so với đầu máy diesel TĐTL, có số lượng đầu máy đang vận dụng chiếm tỷ lệ 80,31% (208/259), với tổng công suất chiếm 86,74% (325.700/375.500 mã lực), đang là nguồn sức kéo chủ lực của đường sắt Việt Nam

4 Phạm vi nghiên cứu

Các chi tiết bộ phận chạy (bộ phận chuyển động), là bộ phận quan trọng trên đầu máy, liên quan trực tiếp đến quá trình vận hành và an toàn chạy tàu, đồng thời đối tượng có ảnh hưởng quyết định đến việc đưa đầu máy vào sửa chữa

Nội dung nghiên cứu được áp dụng cụ thể cho bộ phận chạy đầu máy D19E

do Trung Quốc sản xuất, có công suất lớn, tương đối hiện đại, được đưa vào sử dụng gần đây nhất, có số lượng lớn nhất trong tổng số đầu máy diesel TĐĐ đang vận dụng chiếm 30,89% về mặt số lượng (80/259), và 46,67% về tổng công suất (152.000/325.700 mã lực) Trong thời gian sắp tới ngành đường sắt Việt Nam tiến hành chế tạo và lắp ráp từ 50 đến 100 đầu máy nữa, lúc đó nó sẽ thực sự là nguồn sức kéo chủ lực của đường sắt Việt Nam

5 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết về độ tin cậy và tối ưu hóa, thiết lập các thuật toán và xây dựng các chương trình tính toán tương ứng

Nghiên cứu các quy trình sửa chữa, các phương pháp sửa chữa chi tiết đầu máy áp dụng hiện hành trong ngành ĐSVN

Khảo sát và thu thập số liệu thống kê về hao mòn, hư hỏng của các chi tiết trong quá trình sử dụng làm cơ sở cho việc xác định chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa tối

ưu cho các đối tượng được nghiên cứu

6 Nội dung nghiên cứu

1 Nghiên cứu các công trình khoa học ở ngoài nước và trong nước về lĩnh vực tối ưu hóa bảo dưỡng phương tiện nói chung, về lĩnh vực thiết lập chu kỳ sửa chữa và tối ưu hóa chu kỳ sửa chữa các bộ phận trên đầu máy nói riêng, từ đó lựa chọn phương pháp phù hợp và khả thi cho việc ứng dụng vào điều kiện cụ thể của đường sắt Việt Nam

2 Nghiên cứu lý thuyết cơ sở xác định thời hạn làm việc của các chi tiết trên đầu máy hư hỏng do mòn và xây dựng chương trình tính toán

3 Nghiên cứu lý thuyết cơ sở tối ưu hóa hệ thống chu kỳ sửa chữa của bộ phận trên đầu máy có xét tới tuổi thọ gamma phần trăm và chi phí sửa chữa có kế hoạch và xây dựng chương trình tính toán

4 Nghiên cứu các quy trình sửa chữa, các phương pháp sửa chữa chi tiết đầu máy áp dụng hiện hành trong ngành ĐSVN

5 Thu thập số liệu thống kê về hao mòn và chi phí sửa chữa của các chi tiết

bộ phận chạy đầu máy diesel truyền động điện D19E sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn thuộc Tổng công ty Đường sắt Việt Nam

6 Từ số liệu thống kê về hao mòn, tiến hành xác định các đặc trưng hao mòn

và thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma phần trăm của các chi tiết bằng chương trình

đã xây dựng

7 Từ số liệu về chi phí sửa chữa và tuổi thọ gamma phần trăm, bằng chương trình đã xây dựng, tiến hành xác chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phân chạy đầu máy diesel truyền động điện D19E sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn theo tuổi thọ gamma phần trăm của các chi tiết và tỷ lệ chi phí sửa tối thiểu chữa có

kế hoạch

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Ý nghĩa khoa học

1 Từ các nghiên cứu trong và ngoài nước rất đa dạng và phong phú trong lĩnh vực tối ưu hóa bảo dưỡng nói chung, tối ưu hóa chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy nói riêng, đã lựa chọn được phương pháp khả dĩ để ứng dụng vào thực tế của ngành đường sắt Việt Nam hiện nay, đó là tối ưu hóa chu kỳ sửa chữa theo tuổi thọ gamma phần trăm của chi tiết và chí phí sửa chữa có kế hoạch

2 Đã ứng dụng có kết quả lý thuyết độ tin cậy, lý thuyết tối ưu hóa, sử dụng

ngôn ngữ lập trình Matlab để xây dựng các chương trình tính toán tuổi thọ gamma

phần trăm của chi tiết hư hỏng do mòn và thiết lập hệ thống chu kỳ sửa chữa tối ưu của các chi tiết, bộ phận trên đầu máy, có xét tới tuổi thọ gamma phần trăm và các chi phí cho sửa chữa có kế hoạch

3 Các chương trình tính toán là các chương trình tổng hợp, không chỉ sử dụng cho các đối tượng đầu máy, toa xe nói riêng mà còn có thể sử dụng cho các đối tượng cơ khí khác nói chung, được đóng gói thành phần mềm hoàn chỉnh và có khả năng thương mại hóa

- Ý nghĩa thực tiễn

1 Các kết quả tính toán là cơ sở tham khảo cho các nhà quản lý và sử dụng phương tiện có thể lựa chọn phương án phù hợp với điều kiện thực tế, hài hòa giữa việc đảm bảo độ tin cậy trong quá trình khai thác và chi phí đơn vị tối thiểu cho sửa chữa

2 Kết quả nghiên cứu của luận án là tiền đề mở ra khả năng cho các nghiên cứu tiếp theo nhằm ứng dụng vào thực tế của ngành đường sắt Việt Nam đang dần được phục hưng và hệ thống đường sắt đô thị đang được phát triển mạnh mẽ, có tác dụng khích lệ các nhà quản lý, các nhà khoa học tiếp tục tạo điều kiện để có những nghiên cứu sâu sắc hơn, toàn diện hơn về vấn đề này

3 Kết quả nghiên cứu cũng là tài liệu tham khảo hữu ích cho công tác đào tạo trong nhà trường nói riêng và công tác nghiên cứu khoa học nói chung Ngoài ra, kết quả nghiên cứu còn là cơ sở tham khảo cho việc biên soạn quy trình, tiêu chuẩn, quy chuẩn về bảo dưỡng sửa chữa đầu máy nói chung và đầu máy D19E nói riêng trong ngành đường sắt Việt Nam

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA

VÀ TỐI ƯU HÓA CHU KỲ SỬA CHỮA ĐẦU MÁY 1.1 Tổng quan về mạng lưới đường sắt Việt Nam

Hiện nay mạng lưới vận tải đường sắt Việt Nam có các tuyến cơ bản sau đây [55]:

1 Tuyến Hà Nội - Lào Cai: 296 km, khổ đường 1.000 mm

2 Tuyến Hà Nội- Quán Triều: 75 km đường lồng khổ 1.000 mm và 1.435 mm (Trên thực tế đây là tuyến Gia Lâm - Yên Viên - Đông Anh - Lưu Xá- Quán Triều: 75 km đường lồng khổ 1.000 mm và 1.435 mm)

3 Tuyến Hà Nội - Đồng Đăng: 163 km đường lồng khổ 1.000 mm và 1.435 mm (Trên thực tế đây là tuyến Gia Lâm - Yên Viên - Kép - Đồng Đăng: 163 km đường lồng khổ 1.000 mm và 1.435 mm)

4 Tuyến Hà Nội - Hải Phòng: 102 km, khổ đường 1.000 mm

5 Tuyến Hà Nội - Sài Gòn: 1726 km, khổ đường 1.000 mm

Ngoài ra còn một số tuyến nhánh như sau:

6 Tuyến Bắc Hồng - Văn Điển: 40 km khổ đường 1.000 mm

7 Tuyến Yên Viên - Kép - Hạ Long: 175 km, khổ đường 1.000 mm và 1.435 mm

8 Tuyến Lưu Xá - Kép - Hạ Long: 136 km, khổ đường 1.435 mm

Sơ đồ tổng thể mạng lưới đường sắt Việt Nam được thể hiện trên hình 1.1b [55]

Hình 1.1a Sơ đồ tổng thể mạng lưới đường sắt Việt Nam

Hình 1.1b Sơ đồ tổng thể mạng lưới đường sắt Việt Nam

Thông số cơ bản về chiều dài tuyến đường sắt Việt Nam thể hiện trong

bảng 1.1 [55]

Bảng 1.1 Thông số cơ bản về chiều dài tuyến đường sắt Việt Nam

TT Khổ đường Tổng thể Đường chính Đường ga, nhánh

1.2 Tổng quan về đầu máy trong ngành đường sắt Việt Nam

Hiện nay ngành đường sắt Việt Nam đang quản lý và sử dụng tổng cộng 282 đầu máy diesel với 13 chủng loại được nhập từ 9 quốc gia khác nhau như Liên Xô trước đây (D4H), Australia (D5H), Mỹ (D9E), Rumani (D11H), Cộng hoà Séc (Tiệp Khắc trước đây) (D12E), Ấn Độ (D13E), Vương quốc Bỉ (D18E), Trung Quốc (D10H, D14E, D19Er và D19E), Cộng hoà Liên bang Đức (D20E), và do vậy chúng khá đa dạng về kết cấu, kiểu loại truyền động và dải công suất Các loại đầu máy nói trên bao gồm hai loại truyền động: truyền động thuỷ lực (D4H, D5H, D10H và D11H) và truyền động điện (D9E, D12E, D13E, D14E, D18E, D19E và D20E) Xét về dải công suất có thể phân thành hai nhóm: đầu máy công suất nhỏ (với Ne < 900 ML) gồm D4H và D5H, và đầu máy công suất lớn (với Ne  900 ML) gồm D9E, D10H, D11H, D12E, D13E, D14E, D18E, D19E và D20E Các đầu máy đang vận dụng có dải công suất từ 500 đến 2.000 mã lực, với tổng công suất khoảng 400.000 mã lực, tốc độ cấu tạo không vượt quá 120 km/h [55]

Số lượng đầu máy đang sử dụng trong ngành đường sắt Việt Nam hiện nay được thể hiện trong bảng 1.2

Các đầu máy được sử dụng tại năm cơ sở kỹ thuật nghiệp vụ đầu máy, bao gồm: 1 Chi nhánh Xí nghiệp Đầu máy Yên Viên; 2 Chi nhánh Xí nghiệp Đầu máy

Hà Nội; 3 Chi nhánh Xí nghiệp Đầu máy Vinh; 4 Chi nhánh Xí nghiệp Đầu máy

Đà Nẵng; 5 Chi nhánh Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn

Số lượng đầu máy sử dụng tại các xí nghiệp đầu máy trong ngành đường sắt

Việt Nam và được thể hiện trong bảng 1.3

Bảng 1.2 Số lượng đầu máy sử dụng trong ngành đường sắt Việt Nam

mã lực

Tổng

số

Tổng công suất,

mã lực

Nước sản xuất/Năm sản xuất

Tình trạng Đang vận dụng Dừng

vận dụng

Số lượng

Tổng công suất, mã lực

1 D14Er 1.400 5 7.000 Trung Quốc 5 7.000 0

2 D19Er 1.900 5 9.500 Trung Quốc 5 7.000 0

Tổng cộng 282 395.400 - 259 375.500 23

(Nguồn: Ban Đầu máy-Toa xe, Tổng Công ty Đường sắt Việt Nam,

cập nhật ngày 01 tháng 10 năm 2020)

Bảng 1.3 Số lượng đầu máy sử dụng tại các xí nghiệp đầu máy

trong ngành đường sắt Việt Nam

Công suất,

mã lực Tổng số

Tổng công suất, mã lực

Tình trạng Đang vận dụng Dừng

vận dụng

Số lượng

Tổng công suất, mã lực

1.3 Khái quát về hệ thống bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy diesel

1.3.1 Khái niệm chung

Hệ thống bảo dưỡng và sửa chữa đầu máy diesel là một hệ thống dự phòng

có kế hoạch các công việc kiểm tra và sửa chữa, nhằm đảm bảo kéo dài thời hạn phục vụ của đầu máy, nâng cao việc sử dụng đầu máy, giảm khối lượng và giá thành sửa chữa với chất lượng cao cũng như việc chi phí nhỏ nhất các bộ phận phụ tùng và vật liệu Trong hệ thống này, đầu máy được đưa vào kiểm tra hoặc sửa chữa sau khoảng thời gian làm việc hoặc số km chạy xác định Trong khi sửa chữa, tùy thuộc vào khối lượng công việc mà tiến hành giải thể các bộ phận, các cụm máy, khi cần thiết thì tiến hành sửa chữa hoặc thay thế cho các chi tiết

- Bảo dưỡng kỹ thuật [31, 32], [98]: là tập hợp tất cả những công việc có tính

chất kiểm tra dự phòng như kiểm tra, xem xét, làm sạch, xiết chặt, điều chỉnh, v.v , mục đích của nó là ngăn ngừa những trục trặc, làm giảm hao mòn của các chi tiết và tóm lại là duy trì đầu máy diesel ở trạng thái kỹ thuật tốt và luôn luôn sẵn sàng làm việc Việc bảo dưỡng hoặc kiểm tra kỹ thuật được tiến hành một cách cưỡng bức

- Sửa chữa [31, 32], [98]: là tập hợp tất cả những công việc nhằm phục hồi

trạng thái kỹ thuật của đầu máy bằng cách phục hồi các chi tiết hoặc mối ghép đã mất khả năng làm việc Việc sửa chữa chỉ được tiến hành khi cần thiết

Thời gian làm việc hoặc quãng đường chạy (quãng đường vận hành) tính bằng km giữa hai lần bảo dưỡng, sửa chữa kế tiếp nhau được gọi là chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa đầu máy

Hệ thống bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy tập hợp các quy định kỹ thuật cho việc bảo dưỡng sửa chữa bao gồm các chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa và các quy trình sửa chữa

Các chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa là thời điểm, thời gian cần phải tiến hành bảo dưỡng hoặc giải thể các chi tiết, cụm chi tiết nào đó để tiến hành bảo dưỡng, sửa chữa

Các quy trình sửa chữa: là các quy định cụ thể về quá trình sửa chữa và các thông số kỹ thuật khi sửa chữa, khối lượng công việc cần tiến hành trong quá trình bảo dưỡng, sửa chữa

Xét một cách tổng quát về mặt nguyên tắc, hệ thống bảo dưỡng, sửa chữa được phân ra các cấp [31], [32], [98]

1 Các cấp bảo dưỡng kỹ thuật (BDKT hay BD)

Bao gồm bảo dưỡng kỹ thuật cấp 1 (BD1); cấp 2 (BD2); cấp 3 (BD3)

2 Các cấp sửa chữa thường kỳ (định kỳ)

Bao gồm sửa chữa thường kỳ cấp 1 (SC1); cấp 2 (SC2); cấp 3 (SC3)

Ở các cấp sửa chữa bắt buộc phải giải thể chi tiết hoặc cụm chi tiết Việc sửa chữa các chi tiết trong các cấp sửa chữa thường kỳ chỉ được tiến hành khi cần thiết

3 Các cấp sửa chữa lớn (sửa chữa xưởng)

Đây là các cấp sửa chữa nhằm phục hồi hầu hết các tính năng kỹ thuật hay trạng thái kỹ thuật ban đầu của các chi tiết và cụm chi tiết trên đầu máy, bao gồm cấp trung tu (TT) và đại tu (ĐT)

Các cấp bảo dưỡng kỹ thuật và các cấp sửa chữa thường kỳ được tiến hành ở các xí nghiệp đầu máy Các cấp phục hồi trạng thái kỹ thuật ban đầu của đầu máy (trung tu hoặc đại tu) được tiến hành ở nhà máy sửa chữa đầu máy Ở Việt Nam các cấp trung tu và đại tu được tiến hành tại các xí nghiệp đầu máy

Các dạng kiểm tra và sửa chữa BD1, BD2, BD3, SC1, SC2 và SC3 thuộc về dạng sửa chữa tại xí nghiệp và được tiến hành trên các vị trí chuyên dùng Ngoài ra BD1 còn có thể được tiến hành ở những trạm chuyên dùng để kiểm tra kỹ thuật khi chỉnh bị, ở những ga trung gian và ở các trạm quay vòng đầu máy

Nội dung công việc cần thực hiện ở các cấp BDKT và sửa chữa được giới thiệu trong [31] hoặc được quy định cụ thể trong các quy trình sửa chữa đầu máy [24] [25]

1.3.2 Một số nguyên tắc cơ bản thiết lập chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa các cụm chi tiết chính trên đầu máy đầu máy diesel

1.3.2.1 Khái quát về các dạng hư hỏng của chi tiết trên đầu máy

Trên đầu máy có hàng chục ngàn chi tiết khác nhau, do đó trong quá trình sử dụng, các chi tiết này có thể gặp nhiều loại hư hỏng khác nhau, và nguyên nhân của các loại hư hỏng đó cũng hết sức đa dạng Tuy nhiên, một cách tổng quát các dạng hư hỏng

được phân ra theo tác động của ngoại lực và theo tác động của thời gian [31], [32], [41], [49] Bản chất của các loại hư hỏng này được trình bày trong Chương 2

Đối với các chi tiết và bộ phận có hư hỏng do mòn, người ta có thể xác định được quy luật hao mòn theo thời gian làm việc và từ đó đánh giá được độ tin cậy cũng như xác định được thời hạn làm việc hay chu kỳ sửa chữa có kế hoạch của chúng

Đối với các hư hỏng đột xuất, nếu thống kê trong một khoảng thời gian đủ lớn, cũng có thể phát hiện được các quy luật nào đó giữa thông số dòng hỏng với thời gian làm việc của chúng Đồng thời, với một số quy luật xác định nào đó, cũng

có thể xác định được thời hạn làm việc hay chu kỳ sửa chữa theo kế hoạch, tương tự như trường hợp hư hỏng do hao mòn hay hư hỏng tiệm tiến Tuy nhiên, thực tế cho thấy đây là trường hợp rất hiếm gặp

1.3.2.2 Một số nguyên tắc cơ bản thiết lập chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa các cụm chi tiết chính trên đầu máy đầu máy diesel

Nhìn chung, việc thiết lập hay xác định chu kỳ sửa chữa của đầu máy có thể được tiến hành bằng một số phương pháp [31], [32]:

- Phương pháp thứ nhất: Phương pháp tính toán lý thuyết;

- Phương pháp thứ hai: Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trong phòng thí nghiệm;

Dựa theo hai phương pháp trên nhà chế tạo sẽ tiến hành và đề xuất chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa cho đầu máy (có tham khảo điều kiện khai thác)

- Phương pháp thứ ba: Phương pháp nghiên cứu, hiệu chỉnh chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy thông qua nghiên cứu hao mòn trong quá trình vận dụng thực tế

Trong phương pháp này cần xác định được cường độ hao mòn của các loại chi tiết khác nhau trong các điều kiện vận dụng cụ thể, sau đó căn cứ các giá trị, các thông số giới hạn về hao mòn tiến hành xác định các chu kỳ giải thể tương ứng với các điều kiện khai thác cụ thể

Nguyên tắc thiết lập các chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa thực chất là thiết lập chu kỳ sửa chữa Thiết lập chu kỳ sửa chữa thực chất là thiết lập chu kỳ giải thể cụm chi tiết khi khe hở hoặc độ mòn, các thông số kỹ thuật khác có khả năng đã đạt tới giá trị tới hạn

Việc giải thể các cụm chi tiết để sửa chữa phụ thuộc vào mức độ quan trọng của chính cụm chi tiết đó Hay nói khác chu kỳ sửa chữa của đầu máy (chu kỳ giải thể) các cụm chi tiết phụ thuộc vào các cụm chi tiết cơ bản nhất của đầu máy, tức là phụ thuộc vào những cụm chi tiết ảnh hưởng một cách quyết định tới khả năng làm việc của đầu máy

Như vậy, chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy phụ thuộc vào các cụm chi tiết chính: động cơ diesel, hệ thống truyền động và bộ phận chạy

Qua nhiều nghiên cứu [31], [32], [98], thấy rằng, cấp giải thế sớm nhất trên đầu máy thường là nhóm pittông xécmăng-xylanh, cấp tiếp theo là nhóm trục khuỷu-thanh truyền Hai nhóm này thuộc động cơ diesel

Hệ thống truyền động cần giải thể khi cổ góp máy phát điện chính, động cơ điện kéo, hoặc gối đỡ động cơ điện kéo đã hao mòn tới giới hạn cho phép, hoặc độ cách điện của máy phát điện chính, động cơ điện kéo đã suy giảm qúa mức độ cho phép

Đối với bộ phận chạy, việc giải thể được tiến hành khi hao mòn mặt lăn và

gờ bánh xe đã đạt tới giá trị giới hạn

Việc giải thể các cụm chi tiết nói trên đòi hỏi khối lượng công việc lớn và đòi hỏi thời gian dừng sửa chữa tương đối lớn Do vậy, cần được xác định một cách

có căn cứ khoa học để đảm bảo hiệu quả vận dụng đầu máy là cao nhất

Theo nghiên cứu của nhiều tác giả ngoài nước, trong đó có các nhà khoa học Liên Xô trước đây, chu kỳ sửa chữa đầu máy diesel được xây dựng trên các nguyên tắc sau đây [92] [98]:

1 Căn cứ vào độ mòn của các chi tiết nhóm pittông-xécmăng-xylanh tiến hành xác lập thời hạn giải thể nhóm chi tiết khi một trong các thông số về độ mòn hoặc khe hở của chúng có biểu hiện vượt quá giới hạn Việc giải thể nhóm pittông-xécmăng-xylanh thường được gọi quy ước là sửa chữa cấp 2

2 Căn cứ vào độ mòn của các chi tiết nhóm trục khuỷu-tay quay-thanh truyền tiến hành xác lập thời hạn giải thể nhóm chi tiết, khi một trong các thông số

về độ mòn hoặc khe hở của chúng có biểu hiện vượt quá giới hạn Việc giải thể nhóm trục khuỷu-tay quay-thanh truyền thường được gọi quy ước là sửa chữa cấp 3 Cần lưu ý rằng, việc giải thể nhóm trục khuỷu-tay quay-thanh truyền thường diễn ra muộn hơn so với việc giải thể nhóm pittông-xécmăng-xylanh

3 Căn cứ độ mòn của lợi và mặt lăn bánh xe tiến hành xác lập thời hạn giải thể nhóm chi tiết, khi một trong các thông số về độ mòn của chúng có biểu hiện vượt quá giới hạn Việc giải thể bộ trục bánh xe thường được gọi là sửa chữa cấp

ky Cần lưu ý rằng, thông thường trong nhiều trường hợp, việc giải thể bộ trục bánh

xe thường diễn ra đồng thời với việc giải thể nhóm trục khuỷu-tay quay-thanh truyền, hoặc cũng có thể diễn ra muộn hơn, thậm chí có khi sớm hơn

4 Căn cứ cường độ hao mòn và lượng dự trữ hao mòn cụ thể của các chi tiết trong các cụm chi tiết chính đã nêu, tiến hành xác lập thời hạn giải thể nhóm chi tiết

để phục hồi kích thước danh nghĩa của chúng Việc giải thể như vậy thường được gọi là cấp đại tu Cấp đại tu còn có thể được căn cứ vào mức độ già hoá cách điện, mức độ hao mòn cổ góp của các thiết bị điện trên đầu máy như máy phát điện chính

và động cơ điện kéo, độ ôvan hoặc độ côn của các cổ trục, cổ biên trục khuỷu, của pittông hoặc xylanh động cơ diesel, v.v

Các cấp sửa chữa nêu trên, đều là các cấp sửa chữa định kỳ Ngoài các cấp sửa chữa chính nêu trên, trong một chu trình sửa chữa còn có các cấp bảo dưỡng kỹ thuật xen kẽ, các cấp bảo dưỡng kỹ thuật hoặc khám chữa thường kỳ chỉ mang tính chất dự phòng, chúng được thiết lập chủ yếu để kiểm tra trạng thái, điều chỉnh lại các bộ phận và cụm chi tiết, làm sạch và bôi trơn các bộ phận, v.v

Như vậy, nếu các cấp sửa chữa định kỳ và đại tu ở một mức độ nào đó dùng

để khôi phục các thông số về khe hở và phục hồi các bề mặt làm việc của chi tiết, cụm chi tiết, v.v , thì việc bảo dưỡng kỹ thuật chủ yếu dùng để duy trì đầu máy ở trạng thái vận hành tin cậy

1.4 Hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy

1.4.1 Hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy ở nước ngoài

1.4.1.1 Một số hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy ở nước ngoài

Hình 1.2 Hệ thống chu kỳ sửa chữa đầu máy diesel kéo tàu hàng

của các Hãng General Motors (a), Alco và General Electric (b) ở Mỹ

b Trên đường sắt Anh

Hệ thống chu kỳ sửa chữa sửa chữa đầu máy điện trên đường sắt Anh thể hiện trên hình 1.3 [94, 99, 100]

Trong hệ thống này, thông số để tính thời gian làm việc của đầu máy diesel được lấy là thời gian làm việc của động cơ diesel (tính bằng giờ), còn đối với đầu máy điện - là quãng đường chạy tính bằng km Ở đây, các cấp bảo dưỡng, sửa chữa bao gồm kiểm tra thường xuyên, định kỳ, trung tu và đại tu

Hình 1.3 Hệ thống chu kỳ sửa chữa đầu máy điện trên đường sắt Anh

d Trên đường sắt Nhật Bản

Hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa các đoàn tàu điện cao tốc của đường sắt Nhật Bản thể hiện trên hình 1.5 [94, 99, 100] Trong hệ thống này có ba cấp sửa chữa dự phòng - kế hoạch: thường xuyên (thường kỳ), ky chữa và đại tu, với các chu kỳ tương ứng là 30, 300 và 900 nghìn km

Đơn vị: nghìn km

Hình 1.5 Hệ thống chu kỳ sửa chữa đoàn tàu điện cao tốc trên đường sắt Nhật Bản

e Trên đường sắt Liên Xô trước đây

Hệ thống chu kỳ sửa chữa bắt đầu được thiết lập từ những năm 1940, khi bắt đầu chuyển đổi từ sức kéo hơi nước sang sức kéo diesel và sức kéo điện Trong thời kỳ từ năm

1940 đến 1975, quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa của đầu máy (chu kỳ sửa chữa)

có xu hướng được điều chỉnh tăng lên và được Quyết đinh bởi các Công lệnh của Bộ Đường sắt như Công lệnh 562/a (năm 1940), 771 TCE (1949), 89TC (1955), 48TC (1959), 46TC (1961), 17TC (1970), 22TC (1975), 10TC (1981), 28TC (1986) v.v… [94]

Hệ thống chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa đầu máy diesel ở Liên Xô trước đây được cho trong bảng 1.4 [98]

Bảng 1.4 Hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy diesel ở Liên Xô

Chu kỳ bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa, 103 km

Hệ thống chu kỳ sửa chữa của các đầu máy điện một chiều và xoay chiều thể hiện trên hình 1.6 [98]

Trong hệ thống này, quãng đường chạy giữa các cấp đại tu của đầu máy đã đạt tới 2,1-2,4 triệu km, và nó tương ứng với thời gian làm việc trung bình gần 12 năm Đây là khoảng thời gian làm việc giữa các lần sửa chữa lớn nhất thế giới khi đó

Hình 1.6 Hệ thống chu kỳ sửa chữa của các đầu máy điện một chiều (a) và xoay

chiều (b) (theo Công lệnh 28TC)

Ghi chú:170 340 680 2000, , ,

một chiều, ở mẫu số là của đầu máy điện xoay chiều 1.4.1.2 Phân tích một số hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy ở nước ngoài

Ở phần lớn các nước phát triển [94, 99, 100] vấn đề thiết lập hệ thống chu kỳ

bảo dưỡng, sửa chữa được thực hiện bằng giải pháp lý thuyết - kinh nghiệm: tức là

dựa vào kinh nghiệm vận dụng các loại đầu máy, kết hợp với các kết quả tổng kết

về lý thuyết khi nghiên cứu độ tin cậy của một số chi tiết hoặc bộ phận hạn chế nào

đó trên đầu máy

Ở một số nước, khi ngành đường sắt tiếp nhận các loại đầu máy mới, người

ta tiến hành các nghiên cứu chuyên biệt nhằm xác định khối lượng công việc và chu

kỳ cho mỗi dạng kiểm tra và sửa chữa, mà ở đó vẫn duy trì được chất lượng vận dụng cần thiết của đầu máy [94] Khi đưa các loại đầu máy như vậy vào vận dụng,

người ta thường định ra các quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa tương đối ngắn, nhằm loại bỏ nguy cơ hư hỏng của các chi tiết và kết cấu mới, một khi thông

tin về độ tin cậy làm việc của chúng là chưa đầy đủ

Trong quá trình khai thác, người ta sẽ tích luỹ các số liệu về độ tin cậy của các chi tiết và bộ phận trên đầu máy, cũng như các đánh giá trạng thái của chúng

ở mỗi lần giải thể hoặc kiểm tra, từ đó sẽ làm rõ khả năng điều chỉnh (tăng hoặc giảm) quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa Trên cơ sở các số liệu vận dụng

về cường độ hỏng, người ta xác định một danh mục các chi tiết và bộ phận, mà ở

đó phải hạn chế việc tiếp tục tăng quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa; đồng thời tiến hành các nghiên cứu hướng tới việc tăng độ tin cậy của đầu máy, giảm giá thành bảo dưỡng kỹ thuật của chúng

Do các sự khác biệt về kết cấu của các loại đầu máy của các nước khác nhau

và các điều kiện vận dụng khác nhau, cho nên không tồn tại một hệ thống thống nhất nào về việc kiểm tra và sửa chữa của chúng

Hiện nay ở nhiều nước, hệ thống sửa chữa dự phòng có kế hoạch của đầu

máy ngày càng trở nên mềm dẻo hơn (linh hoạt hơn), và thực tiễn cho thấy [94],

chúng đáp ứng được khá tốt các yêu cầu duy trì đầu máy ở trạng thái có khả năng làm việc Các thời hạn sửa chữa đầu máy biến động và khác biệt nhau trong những điều kiện vận dụng khác nhau

Một trong những hướng cơ bản để hoàn thiện các hệ thống chu kỳ sửa chữa đầu máy là ứng dụng tổng hợp các hệ thống chẩn đoán kỹ thuật và kỹ thuật tính toán Chẳng hạn, trên đường sắt châu Âu và Mỹ [94, 99, 100], đã thiết lập các hệ thống điều khiển tự động hoá về sửa chữa và vận dụng đầu máy với việc ứng dụng

tổng hợp các thiết bị chẩn đoán kỹ thuật, cho phép xác định linh hoạt các thời hạn

tiến hành sửa chữa, nhằm sử dụng một cách tối đa tính kinh tế-kỹ thuật của đầu

máy, giảm thiểu tối đa thiệt hại, duy trì được độ tin cậy làm việc và nâng cao được tuổi thọ của các chi tiết và bộ phận trên đầu máy

Chỉ tiêu cơ bản của hệ thống chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa (BDSC) - đó là quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa, các khối lượng sửa chữa và kiểm tra và thời gian thực hiện chúng Hệ thống BDSC cũng phụ thuộc vào các điều kiện vận dụng, có ảnh hưởng quyết định đến sự thay đổi trạng thái kỹ thuật của đầu máy

Trong những năm gần đây, hệ thống chu kỳ sửa chữa đầu máy ở các nước mặc

dù có sự hiệu chỉnh một cách đáng kể, nhưng có một điều không thay đổi đó là nguyên tắc có kế hoạch - dự phòng của việc định ra các cấp sửa chữa [94, 99, 100]

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu của các công trình khoa học, được tiến hành liên tục

về việc nâng cao tuổi thọ của các chi tiết và bộ phận trên đầu máy, người ta có xu

hướng kéo dài các thời hạn giữa các lần kiểm tra và sửa chữa

Nhiệm vụ quan trọng của hệ thống chu kỳ sửa chữa hợp lý- đó là giảm các chi phí cho sửa chữa đầu máy Để nâng cao hiệu quả của hệ thống chu kỳ BDSC, thì vấn đề hoàn thiện việc điều hành, quản lý hệ thống đó có một ý nghĩa lớn Điều này

đã được chứng tỏ qua kinh nghiệm thiết lập các hệ thống thông tin - điều khiển, được ứng dụng rộng rãi ở các nước tiên tiến Việc nâng cao độ tin cậy và tính sẵn sàng của đầu máy, việc giảm các chi phí vận doanh có thể thực hiện được bằng việc hoàn thiện hệ thống BDSC trên cơ sở thu thập, hệ thống hoá, xử lý và phân tích các khối lượng lớn thông tin về trạng thái kỹ thuật của đầu máy Điều này chỉ có thể thực hiện được khi sử dụng các thiết bị chẩn đoán kỹ thuật và kỹ thuật tính toán

Trên đường sắt của Mỹ [94, 99, 100], người ta thiết lập hệ thống thu thập thông tin từ các xưởng sửa chữa và các trạm kiểm tra kỹ thuật, bao gồm các thông tin đặc trưng về quá trình sửa chữa và vận dụng, các số liệu về nguyên nhân hư hỏng của đầu máy nằm trong xưởng sửa chữa, thời gian dừng sửa chữa, các khuyết tật đã được phát hiện, các phương pháp phục hồi đã được tiến hành v.v cũng như các thống kê phản ảnh hiệu quả làm việc của các xưởng sửa chữa Trên cơ sở lượng thông tin như vậy, người ta tiến hành xác định thời hạn làm việc của các chi tiết và

bộ phận, các nguyên nhân hư hỏng thường gặp hơn cả, từ đó đánh giá hiệu quả của

quá trình công nghệ sửa chữa bộ phận, hiệu quả của các giải pháp hoàn thiện hệ thống sửa chữa Kết quả của việc thiết lập các ngân hàng số liệu và xử lý thông tin thống kê đã làm tăng hệ số sử dụng đầu máy lên 10% [94]

Trên tuyến đường sắt phía Nam của Mỹ [94, 99, 100], người ta sử dụng một

hệ thống thông tin - điều khiển, cho phép giải quyết một loạt các bài toán, nhằm nâng cao hiệu quả vận dụng và sửa chữa đầu máy Hệ thống này liên tục được hoàn thiện,

mở rộng chức năng của nó, với việc ứng dụng các chương trình mới Trên cơ sở thông tin về hư hỏng của các bộ phận và tổ máy đầu máy trên tuyến đường, hãng General Motors tiến hành các giải pháp hoàn thiện động cơ diesel Đã có các thay đổi đáng kể trong thiết kế kết cấu của các động cơ điện kéo và các phần tử truyền động điện Trong các xưởng sửa chữa của các tuyến đường sắt, công nghệ thông tin được ứng dụng một cách rộng rãi, cho phép không chỉ hệ thống hoá việc thu thập thông tin,

mà còn tổ chức một cách hợp lý việc thực hiện bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa Mỗi

sự thay đổi về kết cấu đầu máy được đề xuất, trước hết được đánh giá theo quan điểm nâng cao độ tin cậy và tính hữu dụng sửa chữa của nó Để thực hiện điều này, ở các tập đoàn chế tạo đầu máy có các bộ phận chuyên biệt nghiên cứu về khối lượng bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa, cung cấp phụ tùng vật tư Đại diện của các nhà máy chế tạo tiến hành thu thập và xử lý thông tin về các hư hỏng của các chi tiết và bộ phận đầu máy không chỉ trong thời hạn bảo hành, mà cả sau khi hết hạn bảo hành Việc đánh giá độ tin cậy vận dụng tối ưu của đầu máy được thực hiện vừa theo số lượng các hư hỏng vừa theo tổng thể các chi phí cho việc chế tạo và khai thác của nó

Ở Anh [94, 99, 100], do chế tạo được các bộ phận và tổ máy của đầu máy diesel có độ tin cậy cao, người ta đã tiến hành nghiên cứu về việc xây dựng hệ thống sửa chữa dự phòng có kế hoạch xuất phát từ sự gia tăng cường độ hỏng Ngoài ra, người ta còn cho rằng nên thực hiện các sửa chữa ngoài kế hoạch, tức là thực hiện việc sửa chữa theo “trạng thái” Trong trường hợp này, khi duy trì nguyên tắc bội số của các quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa, người ta phân biệt hoá các khối lượng công việc sửa chữa, tuỳ thuộc vào tốc độ gia tăng số lượng hư hỏng của các chi tiết và bộ phận Các nghiên cứu tương tự cũng được tiến hành ở Hungari

và Nhật bản [94, 99, 100]

Ở Hungari, người ta sử dụng một hệ thống sửa chữa có kế hoạch - dự phòng mềm dẻo (linh hoạt), trong đó các thời hạn tiến hành các cấp sửa chữa phụ thuộc vào mức độ hao mòn của các bộ phận và các chi tiết giới hạn

Ở Cộng hoà Liên bang Đức [94, 99, 100], người ta tiến hành các nghiên cứu khoa học về việc xác định sự tương thích của các thời hạn thực hiện các cấp sửa chữa có kế hoạch với các tuổi thọ của một số bộ phận hạn chế trên đầu máy, nhằm mục đích tăng các quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa

Trong nhiều năm qua, ở Liên bang Nga [94], cũng đã ứng dụng rộng rãi việc kiểm tra khách quan trạng thái kỹ thuật của đầu máy Các số liệu, đặc trưng cho trạng thái của các bộ phận và của các đầu máy, nhận được nhờ sử dụng kể cả các thiết bị gắn trên đầu máy và kể cả các thiết bị tĩnh tại Việc xử lý thông tin, nhận được trong quá trình chẩn đoán các bộ phận và tổ máy đầu máy trên máy tính điện

tử (MTĐT), cho phép xác định được trạng thái thực tế của chúng và chỉ ra được tính cần thiết của việc sửa chữa Việc ứng dụng các tổ hợp chẩn đoán, việc tự động hoá việc thu thập và xử lý đem lại khả năng thực hiện việc sửa chữa mỗi đầu máy cụ thể tương ứng với trạng thái kỹ thuật của nó, trong khi vẫn duy trì được đặc trưng kế hoạch - dự phòng của hệ thống BDSC

Ở Liên Xô trước đây và Liên bang Nga ngày nay, người ta liên tục tìm kiếm các giải pháp để tăng quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa và giảm khối lượng công việc về kiểm tra và phục hồi - được coi là những giải pháp cơ bản để hoàn thiện hệ thống bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa đầu máy

1.4.2 Hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy ở Việt Nam

Hiện nay tất cả các đầu máy trong ngành đường sắt Việt Nam đang sử dụng đều là đầu máy nhập từ nước ngoài và hệ thống chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa đều do nhà chế tạo quy định

Chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa của một số loại đầu máy diesel được sử dụng ở Việt Nam cùng với sự hiệu chỉnh qua từng thời kỳ được trình bày trong các bảng 1.5 đến bảng 1.21

Bảng 1.5 Chu kỳ sửa chữa đầu máy D5H (Úc)

Bảng 1.6 Chu kỳ sửa chữa đầu máy D9E (Mỹ)

(ban hành ngày 22/08/2002)

Bảng 1.7 Chu kỳ sửa chữa đầu máy D9E (Mỹ) (ban hành theo quyết định 1084/QĐ-ĐS ngày 17/8/2017)

Bảng 1.8 Chu kỳ sửa chữa đầu máy D10H (Trung Quốc)

Bảng 1.9 Chu kỳ sửa chữa đầu máy D11H (Rumani)

(ban hành ngày 18/12/2000)

2 Kiểm tra sửa chữa cấp trung gian, Rt 10.000 250 h

Bảng 1.10 Chu kỳ sửa chữa đầu máy D11H (Rumani) (ban hành theo quyết định 1084/QĐ-ĐS ngày 17/8/2017)

2 Kiểm tra sửa chữa cấp trung gian, Rt 10.000 -

Bảng 1.11 Chu kỳ sửa chữa đầu máy D12E (Séc)

(ban hành ngày 26/5/2006)

Bảng 1.14 Chu kỳ sửa chữa đầu máy D14Er (Trung Quốc)

Bảng 1.15 Chu kỳ sửa chữa đầu máy D18E (Bỉ)

(ban hành ngày 10/5/1990)

Bảng 1.17 Chu kỳ sửa chữa đầu máy D19Er (Trung Quốc)

Bảng 1.18 Chu kỳ sửa chữa đầu máy D20E (Đức)

(ban hành ngày 29/4/2008)

Bảng 1.20 Chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E (Trung Quốc)

(ban hành ngày 30/08/2007)

1 Kiểm tra bảo dưỡng kỹ thuật R0 1500 - 2000 07 ngày

Hình 1.7 Chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E (Trung Quốc)

(ban hành ngày 30/08/2007) Bảng 1.21 Chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E (Trung Quốc) (ban hành theo quyết định 814/QĐ-ĐS ngày 03/6/2016)

Hình 1.8 Chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E (Trung Quốc) (ban hành theo quyết định 814/QĐ-ĐS ngày 03/6/2016) Chú thích: Dung sai km chạy của các cấp sửa chữa là: 2010%

Nhìn chung tất cả các cấp bảo dưỡng, sửa chữa từ bảo dưỡng cấp 1 đến cấp

ky chữa (ky đầu máy, đẩy giá chuyển hướng ra khỏi đầu máy để sửa chữa) được tiến hành tại xí nghiệp đầu máy và được gọi là các cấp sửa chữa tại xí nghiệp Riêng cấp sửa chữa lớn (đại tu) cần được tiến hành ở nhà máy sửa chữa, ở đó đầu máy được phục hồi lại tất cả các tính năng ban đầu của nó Tuy nhiên hiện nay ở Việt Nam chưa có nhà máy đại tu đầu máy, do đó các cấp sửa chữa lớn (đại tu) vẫn được tiến hành tại các xí nghiệp đầu máy

Như đã trình bày ở phần mở đầu, khi cung cấp đầu máy cho Việt Nam các nhà sản xuất đều bàn giao toàn bộ hồ sơ kỹ thuật, trong đó có quy trình bảo dưỡng, sửa

chữa và trong quy trình này có quy định về hệ thống chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa đầu máy Đầu máy nhập từ nước ngoài, khi sử dụng ở Việt Nam sẽ chịu tác động của các

điều kiện khai thác cụ thể như khí hậu, thời tiết, chất lượng cơ sở hạ tầng đường sắt như trắc dọc tuyến, độ dốc, đường cong bán kính nhỏ v.v Tất cả những yếu tố này

ảnh hưởng đến chất lượng vận hành của đầu máy, ảnh hưởng tới quá trình hao mòn

và hư hỏng của các chi tiết, dẫn đến thời hạn làm việc của đầu máy đến khi đưa vào các cấp bảo dưỡng, sửa chữa sẽ có những khác biệt so với quy định của nhà sản xuất

Vì vậy, về mặt lý thuyết cũng như thực tiễn, các chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa cần được hiệu chỉnh một cách định kỳ cho phù hợp với điều kiện khai thác cụ thể nhằm đảm bảo độ tin cậy vận hành và hiệu quả khai thác của đầu máy

Vì các đầu máy đều nhập từ nước ngoài, cho nên trên cơ sở hướng dẫn của nhà sản xuất, ngành đường sắt Việt Nam tiến hành xây dựng quy trình bảo dưỡng, sửa chữa các cấp nhằm đảm bảo tính năng kỹ thuật của đầu máy trong quá trình khai thác Việc xây dựng quy trình, ngoài việc tuân thủ hướng dẫn của nhà sản xuất, còn có sự tham khảo các quy trình tương tự và có những khảo sát thực tế trong quá trình sửa chữa Có thể nói, quy định về hệ thống chu kỳ bảo đưỡng, sửa chữa là công việc của nhà sản xuất khi thiết kế chế tạo, ngành ĐSVN có nhiệm vụ tuân thủ chứ chưa có các nghiên cứu chuyên sâu để xác định các chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa cho phù hợp với điều kiện Việt Nam

Qua hệ thống chu kỳ sửa chữa các loại đầu máy đã nêu, thấy rằng trong quá trình sử dụng và khai thác, ngành đường sắt Việt Nam đã có các điều chỉnh nhất định về hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa (bảng 1.22) Tuy nhiên, các điều chỉnh này mới chỉ dựa vào kinh nghiệm sử dụng thuần túy, chưa xuất phát từ những nghiên cứu chuyên sâu và chưa có cơ sở khoa học vững chắc

Xét cụ thể hệ thống chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E thấy rằng:

Căn cứ hướng dẫn ban đầu của nhà sản xuất (Trung Quốc), năm 2007 Tổng công ty ĐSVN đã ban hành Quy trình sửa chữa trong đó có các chu kỳ sửa chữa thể hiện trong bảng 1.20 và hình 1.7 Sau gần 10 năm sử dụng, năm 2016 Tổng công ty ĐSVN đã ban hành Quy trình sửa đổi bổ sung, trong đó có điều chỉnh hệ thống chu kỳ sửa chữa thể hiện trong bảng 1.21 và hình 1.8 Qua đây thấy rằng chu kỳ các các cấp sửa có sự thay đổi nhất định, trong đó chu kỳ sửa chữa cấp R2 được kéo dài từ 100.000 lên 120.000km; chu kỳ cấp Rk được kéo dài

từ 200.000 lên 240.000 km và chu kỳ đại tu Rk được kéo dài từ 800.000 lên

960.000 km Những thay đổi này được căn cứ tình tình vận dụng thực tế trên ĐSVN, tuy nhiên chưa thực sự căn cứ vào các nghiên cứu chuyên sâu về lĩnh vực hao mòn và độ tin cậy của đầu máy trong quá trình khai thác Dù sao đây cũng là những điều chỉnh tích cực, có ý nghĩa thực tiễn

Bảng 1.22 Một số sự thay đổi về chu kỳ sửa chữa đầu máy do Tổng Công ty

Đường sắt Việt Nam ban hành

TT Đầu máy Ngày ban hành quyết định Sự thay đổi

1 D9E (Mỹ) 22/8/2002 17/8/2017 Chu kỳ đại tu tăng từ 600.000

1.5 Tổng quan về tối ưu hóa chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa phương tiện nói chung

1.5.1 Giới thiệu chung

Bảo dưỡng kỹ thuật (hay còn gọi là bảo dưỡng) có tác động tích cực trong việc nâng cao độ tin cậy của máy móc, phương tiện và đảm bảo sự bền vững của quy trình vận hành, khai thác Mặt khác, các hoạt động bảo dưỡng dẫn đến chi phí bổ sung từ 15 đến 40% tổng chi phí sản xuất Những chi phí này liên quan đến chính sách bảo dưỡng, lao động, phụ tùng thay thế và các thiết bị khác Hơn nữa, khảo sát của các nhà sản xuất cho thấy thời gian bảo dưỡng tiêu tốn 15,7% tổng thời gian sản xuất [1214]”

Có nhiều công trình nghiên cứu từ nhiều nguồn khác nhau về lĩnh vực quản

lý bảo dưỡng Trước tiên có thể kể đến loạt sách chuyên khảo của Nhà xuất bản

Springer vể Bảo dưỡng và Độ tin cậy của H.Pham (2003) [77] Sau đó là Garg và Deshmukh (2006), [73] đã phân loại các mô hình tối ưu hóa bảo dưỡng, thông qua tổng hợp từ 142 công trình công bố trong giai đoạn 1976-2006 Các nghiên cứu giai đoạn này có thể được chia thành 6 lĩnh vực là: các mô hình tối ưu bảo dưỡng, kỹ thuật bảo dưỡng, lập kế hoạch bảo dưỡng, đo lường hiệu suất bảo dưỡng, hệ thống thông tin bảo dưỡng và chính sách bảo dưỡng Nghiên cứu của Simo'es (2011) [81] chỉ ra sự tiến triển của các phép đo và đo lường hiệu năng, chức năng tổ chức, sử dụng tài nguyên, các hoạt động và thực tiễn bảo dưỡng Trong một nghiên cứu khác, Ding và Kamarudin (2015) [68] đã tiến hành khảo sát và phân loại các mô hình tối ưu hóa chính sách bảo dưỡng căn cứ theo lý thuyết chắn chắn với ba mức độ: chắc chắn, rủi ro và không chắc chắn

1.5.2 Chiến lược bảo dưỡng

Ban đầu, bảo dưỡng được thực hiện bằng cách chờ đến khi có hư hỏng xảy ra, nên được gọi là bảo dưỡng sự cố Mặc dù việc bảo dưỡng này có thể được thực hiện nhưng nó sẽ gây ra một số vấn đề như làm gián đoạn của quá trình sản xuất, gây nguy hiểm đến sự an toàn của người vận hành và các thiệt hại nghiêm trọng hơn

Cách tiếp cận khác là bảo dưỡng chủ động, nghĩa là một hành động trước khi vận hành thiết bị để loại bỏ nguồn gốc của hư hỏng [68], giải thích rằng, bảo dưỡng góp phần kéo dài tuổi thọ vận hành hiệu quả, nâng cao độ tin cậy và tính khả dụng của hệ thống Loại hình bảo dưỡng này có các vấn đề: chăm sóc thường xuyên và các kiểm tra định kỳ, thay thế phòng ngừa, giám sát tình trạng, lập kế hoạch làm việc, quản lý vật tư và đặt hàng, quản lý nhân sự và kiểm soát chất lượng [60]

Quan điểm bảo dưỡng ngày càng được hiểu rõ rằng nó là các hoạt động cần thiết Các hoạt động bảo dưỡng không chỉ thuộc trách nhiệm của bộ phận bảo dưỡng mà còn là trách nhiệm chung của tất cả các cấp quản lý [68] Bảo dưỡng tập trung nhiều hơn vào việc bảo dưỡng độc lập, tự giác (Autonomous Maintenance)

Trong quản lý bảo dưỡng, xác định chiến lược bảo dưỡng là rất quan trọng bởi vì mỗi chiến lược có những đặc điểm riêng Chiến lược ảnh hưởng đến lịch trình bảo dưỡng phục hồi/thay thế, chi phí bảo dưỡng, yêu cầu nhân sự v.v., do đó,

chiến lược bảo dưỡng cần được xác định bằng cách tối ưu hóa Trong bảo dưỡng, tối ưu hóa là việc xác định các giải pháp thay thế cân bằng với các tiêu chí nhất định Có nhiều chính sách chính về tối ưu hóa quản lý bảo dưỡng

1.5.3 Tối ưu hoá bảo dưỡng

Qua phân tích các công trình nghiên, có thể chia ra ba hướng nghiên cứu tối

ưu hoá như sau:

1.5.3.1 Tối ưu hóa bảo dưỡng dự phòng với thay thế

1 Tối ưu hóa thời hạn thay thế [67, 75];

2 Tối ưu hóa chi phí thay thế [65, 72, 78];

3 Tối ưu hóa danh mục phụ tùng dự trữ [67]

1.5.3.2 Tối ưu hóa bảo dưỡng với sửa chữa:

4 Tối ưu hóa theo tuổi thọ kinh tế [65, 71, 85]

5 Tối ưu hóa bảo dưỡng theo tình trạng (Condition-Based Maintenance) [61,

66, 70, 76]

1.5.3.3 Tối ưu hóa kiểm tra trong bảo dưỡng

6 Tối ưu hóa tần suất kiểm tra [64];

7 Tối ưu hóa thời hạn kiểm tra [59, 79]

Các phân tích tổng quan tại mục 1.5 đã được trình bày cụ thể trong [13]

1.6 Tổng quan về tối ưu hóa chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa đầu máy

1.6.1 Các nghiên cứu ở nước ngoài

Qua các nghiên cứu ở nước ngoài có thể tổng hợp một số vấn đề sau đây

1 Việc xác định các thời hạn sửa chữa của các chi tiết và bộ phận đầu máy cần phải được dựa trên cơ sở các phương pháp lý thuyết độ tin cậy và thống kê toán học, các phương pháp này cho phép xây dựng mô hình toán của quá trình hư hỏng, hao mòn hoặc già hoá, xác định các đặc trưng của luật phân bố tuổi thọ của các chi tiết và bộ phận, đồng thời có lưu ý tới các yếu tố kỹ thuật và kinh tế, tiến hành thiết lập thời hạn thay thế hoặc sửa chữa có kế hoạch của chúng

2 Cần thu thập số liệu thống kê về hao mòn và hư hỏng của các chi tiết và

bộ phận trên đầu máy trong quá trình khai thác, tiến hành phân tích các số liệu này

một cách khoa học phục vụ cho việc đánh giá độ tin cậy của các thiết bị, mà không cần phải tổ chức các thí nghiệm chuyên biệt tốn kém [94]

3 Cho đến nay, các hệ thống chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa (BDSC) đầu máy ở

nước ngoài vẫn là các hệ thống dự phòng - có kế hoạch [94], [98] Công dụng cơ bản của hệ thống này là khắc phục các hư hỏng dần dần (tiệm tiến) của các bộ phận

bị hao mòn và già hoá, mà thời hạn làm việc bị hạn chế bởi tuổi thọ của chúng Nếu như các tuổi thọ, hay nói khác là các khoảng thời gian làm việc của các bộ phận khác nhau khi đạt tới trạng thái giới hạn, mà trùng nhau, thì việc thiết lập hệ thống sửa chữa dự phòng có kế hoạch sẽ rất đơn giản: tất cả các bộ phận được phục hồi đồng thời sau cùng một khoảng thời gian làm việc Tuy nhiên, thực tế cho thấy, mỗi

bộ phận của đầu máy đều có tuổi thọ riêng, còn tuổi thọ của các bộ phận cùng loại, làm việc ở các điều kiện khác nhau là khác nhau Vì vậy, kể cả đối với các điều kiện làm việc như nhau vẫn có thể đề xuất các phương án, khác biệt nhau bởi cấu trúc của chu trình sửa chữa với khối lượng, trình tự và quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa khác nhau

3 Cấu trúc tối ưu của chu trình sửa chữa đầu máy phụ thuộc nhiều yếu tố, trong đó có yếu tố giá thành phục hồi, sửa chữa các chi tiết, cụm chi tiết và tuổi thọ của chúng Khi xây dựng hệ thống bảo dưỡng sửa chữa đầu máy, mục tiêu cần hướng tới là giá thành phục hồi từng chi tiết, bộ phận cần phải nhỏ nhất và tuổi thọ của chúng phải được tận dụng một cách triệt để nhất Giá thành phục hồi các bộ phận sẽ là mục tiêu cho việc tìm ra các hệ số của chu kỳ sửa chữa (cấu trúc sửa chữa các bộ phận), từ đó cho phép đề xuất được quãng đường chạy cơ sở mà đầu máy vận dụng cũng như xác định được quãng đường chạy nên sử dụng của các chi tiết đầu máy sao cho chúng tận dụng hợp lý nhất tuổi thọ của các bộ phận khác nhau của các cụm máy khác nhau

4 Ở một số nước tiên tiến trên thế giới, đặc biệt là Liên Xô trước đây và Liên bang Nga ngày nay [94], việc thiết lập và tối ưu hóa thời hạn làm việc của các chi tiết và bộ phận trên đầu máy nói riêng cũng như tối ưu hóa hệ thống (chu trình)

sửa chữa của tổng thể đầu máy nói chung không chỉ thuần túy về mặt kỹ thuật mà

còn xét tới các chi phí trong quá trình sửa chữa đối với sửa chữa có kế hoạch và sửa chữa đột xuất

Đã có nhiều công trình liên quan tới lĩnh vực này, từ các báo cáo nghiên cứu

về hao mòn trục bánh xe đầu máy [84], về sửa chữa động cơ đầu máy diesel [74], kế hoạch sửa chữa đầu máy điện VL80 [58], hay mô hình về Duy tu bảo dưỡng trong

hệ thống quản lý dịch vụ bảo dưỡng [62] Cũng trong lĩnh vực này, có một số công trình tiêu biểu xếp theo thứ tự thời gian như sau: [96], [98], [93], [92], [91], [95], [94], [97]

Trong các công trình nói trên, đặc biệt các công trình của tác giả Gorxki A.V., Vorobiev A.A và Puzankov A.D [94], [97] đã đề cập đến các nội dung sau đây:

1 Tối ưu hóa chu kỳ sửa chữa của chi tiết có hư hỏng đột xuất theo tỷ lệ chi phí giữa sửa chữa kế hoạch và sửa chữa đột xuất

2 Tối ưu hóa hệ thống chu kỳ sửa chữa ở mức cho trước của độ tin cậy tham

số, hay nói khác theo tuổi thọ gamma phần trăm của các chi tiết có hư hỏng tiệm tiến (do mòn)

3 Tối ưu hóa hệ thống chu kỳ sửa chữa theo chi phí tối thiểu cho sửa chữa

kế hoạch và sửa chữa đột xuất

4 Ứng dụng chẩn đoán kỹ thuật trong hệ thống BDSC đầu máy

5 Dự báo trạng thái kỹ thuật của đầu máy trong hệ thống BDSC

6 Kéo dài chu kỳ sửa chữa đầu máy bằng phương pháp chẩn đoán trạng thái

kỹ thuật

Các hướng nghiên cứu này có ý nghĩa rất lớn về mặt lý thuyết Tuy nhiên, việc áp dụng vào điều kiện thực tế gặp nhiều khó khăn, liên quan đến việc thu thập thông tin về quá trình hao mòn, hư hỏng của các chi tiết một cách liên tục và có hệ thống, đặc biệt phải có thông tin đáng tin cậy về chi phí sửa chữa đối với các đối tượng ở các cấp sửa chữa khác nhau

Mặc dù vậy, ở Liên Xô đã có những kết quả nghiên cứu cụ thể đối với một

số loại đầu máy [94] Những kết quả nghiên cứu này là nguồn tham khảo hữu ích cho việc ứng dụng các phương pháp nói trên vào điều kiện Việt Nam

1.6.2 Các nghiên cứu trong nước

Từ các năm qua, phân tích độ tin cậy trong khai thác và thiết kế đã được triển khai ở trong nước Việc đánh giá chỉ tiêu độ tin cậy kết hợp xử lý thống kê các số liệu khai thác, để từ đó đề ra giải pháp tối ưu hoá kết cấu, cải thiện điều kiện vận hành, khai thác, bố trí tài nguyên trong nhà máy chế tạo và dịch vụ sửa chữa là hướng nghiên cứu đang được quan tâm

Việc xử lý số liệu thống kê [18, 27] giúp tìm ra quy luật hư hỏng, hao mòn

để từ đó có giải pháp thiết kế phù hợp cho các chi tiết và bộ phận trên phương tiện vận tải như đầu máy [29, 32  39], tàu thuỷ [20], [30] và [12, 82, 83], ô tô [15, 19],

và để tính toán nhu cầu vật tư phụ tùng [15], tính toán thời hạn làm việc tới hư hỏng cho phép [28, 39, 40] ở mức tin cậy cho trước

Các vấn để chuyên sâu về độ tin cậy và tối ưu hoá thiết kế có thể tìm thấy trong các sách và giáo trình về phân tích và thiết kế trên cơ sở độ tin cậy [16, 17, 20,

26, 49, 50, 56, 57] từ các đại học trong nước

Tác giả và nhóm nghiên cứu đã có một số kết quả ban đầu về lĩnh vực này trong lĩnh vực vận tải đường sắt Quá trình nghiên cứu về độ tin cậy trên phương tiện vận tải (PTVT) đã phát triển các ứng dụng từ kết quả loạt đề tài nghiên cứu đặc trưng hao mòn và xác định tuổi thọ chi tiết dựa trên các chỉ tiêu độ tin cậy, cũng như chọn lựa thời hạn sửa chữa hợp lý của PTVT theo chi phí sửa chữa phục hồi có tính đến qui luật hao mòn và hư hỏng đột xuất (không tham số) [33  37] để đáp ứng một nhu cầu thực tế đang được quan tâm của các doanh nghiệp ngành đường sắt Trong các năm 2016, 2018, 2019, NCS đã có các công trình nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực này được thể hiện trong [11, 13, 14]

Ở Việt Nam, trong những năm gần đây cũng đã một số nghiên cứu bước đầu

về vấn đề xác định thời hạn làm việc của chi tiết trên đầu máy thông qua nghiên cứu hao mòn và tối ưu hóa chu kỳ sửa chữa có xét tới thời hạn làm việc gamma phần trăm và chi phí sửa chữa, được thể hiện trong [33], [35], [36], [39], [43], [4549], [5154], [69], [87], [89], [90]

Qua tìm hiểu các công trình nghiên cứu ở nước ngoài và trong nước thấy rằng:

1 Cho đến nay, ở nước ngoài cũng như ở Việt Nam, hệ thống BDSC đầu máy nói chung vẫn là hệ thống dự phòng - có kế hoạch, trong đó cơ sở cho việc thiết lập hoặc hiệu chỉnh chu kỳ sửa chữa là các hư hỏng tiệm tiến hay hư hỏng do mòn

2 Chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa đầu máy diesel được xác định theo hao mòn của các chi tiết cơ bản của: động cơ diesel, bộ phận truyền động và bộ phận chạy

3 Chu kỳ sửa chữa có thể được xác định bằng:

- Thời gian làm việc của động cơ diesel tính bằng giờ;

- Thời gian làm việc của đầu máy tính theo lịch (ngày, tháng, năm);

- Thời gian làm việc của đầu máy tính bằng quãng đường chạy (km)

Trong đó hầu hết các nước đều sử dụng chu kỳ sửa chữa tính bằng km chạy

4 Các chu kỳ sửa chữa có tính bội ước số của nhau

5 Hệ thống chu kỳ sửa chữa đầu máy có thể phân ra thành hai loại:

Hệ thống chu kỳ sửa chữa truyền thống

Ở đây chu kỳ sửa chữa được thiết lập thuần túy về mặt kỹ thuật, tức là chỉ xét tới hư hỏng nói chung và hao mòn nói riêng của các chi tiết Như vậy, hệ thống chu kỳ sửa chữa truyền thống chỉ quan tâm đến độ tin cậy và tính sẵn sàng của máy móc và thiết bị, không xét tới chí phí và độc lập với quá trình sản xuất

Hệ thống chu kỳ sửa chữa tiên tiến

Là hệ thống chu kỳ sửa chữa truyền thống được hoàn thiện với những tiêu chí khác nhau, trong đó có tiêu chí về chi phí sửa chữa, tức là vừa xét tới hư hỏng nói chung và hao mòn nói riêng vừa xét tới chi phí sửa chữa Hệ thống chu kỳ sửa chữa tiên tiến khá đa dạng về hình thức nhưng có chung đặc điểm là phải vừa đảm độ tin cậy, tính sẵn sàng làm việc của máy móc, thiết vị vừa đảm bảo chi phí là nhỏ nhất

Hệ thống chu kỳ sửa chữa tiên tiến lại có hai dạng cơ bản như sau:

+ Bảo dưỡng, sửa chữa có kế hoạch (định kỳ), trong đó

- Chỉ xét tới các hư hỏng do mòn (tiệm tiến)

- Vừa xét tới các hư hỏng tiệm tiến vừa xét tới hư hỏng đột xuất

+ Bảo dưỡng, sửa chữa theo trạng thái

Bảo dưỡng, sửa chữa theo trạng thái được tiến hành nhờ các phương pháp và phương tiện chẩn đoán kỹ thuật bố trí tại các trạm kiểm tra kỹ thuật và trực tiếp trên

đầu máy Các thiết bị này cung cấp thông tin về trạng thái kỹ thuật của các cụm chi tiết trên đầu máy một cách liên tục, giúp nhà quản lý đưa ra quyết định về việc sửa chữa kịp thời và chính xác và ở đây tính chu kỳ không còn là yếu tố quyết định

Ở nước ngoài, cùng với sự phát triển của KHCN, hệ thống kỳ sửa chữa được tối ưu hóa bằng nhiều phương pháp khác nhau, rất đa dạng và phong phú, phụ thuộc vào trình độ khoa học, cơ sở vật chất, trình độ điều hành và quản lý v.v…, trong khi

đó vấn đề này cho đến nay vẫn như chưa được nghiên cứu ứng dụng ở Việt Nam

Việc ứng dụng các phương pháp đã nêu vào điều kiện Việt Nam, đặc biệt là trong ngành đường sắt vào thời điểm hiện nay là rất khó khăn, phức tạp Sau khi tìm hiểu thấy rằng:

+ Việc ứng dụng các phương pháp tối ưu hóa và bảo dưỡng dự phòng thể hiện trong Mục 1.5.3 vào điều kiện Việt Nam tại thời điểm hiện nay là không khả thi

+ Có hai phương pháp tối ưu hóa chu kỳ sửa chữa đối với đầu máy có khả năng ứng dụng vào điều kiện Việt Nam, đó là:

- Tối ưu hóa hệ thống chu kỳ sửa chữa ở mức cho trước của độ tin cậy tham

số hay nói khác, có xét tới chi phí sửa chữa và tuổi thọ gamma phần trăm

- Tối ưu hóa hệ thống chu kỳ sửa chữa theo chi phí nhỏ nhất cho sửa chữa có

kế hoạch và sửa chữa đột xuất

Qua các công trình nghiên cứu [3336], thấy rằng phương pháp thứ hai liên qua tới việc thống kê và thiết lập quy luật của các hư hỏng xuất Như đã trình bày trong bảng 2.4, trang 57 của luận án, các hư hỏng đột xuất thường ít có quy luật, vì vậy cần có nhiều thời gian khảo sát với cùng một loại đối tượng và phải có số liệu thống kê đủ lớn Điều này chưa thể thực hiện được trong điều kiện cụ thể của ngành ĐSVN Còn trong phương pháp thứ nhất, liên quan đến số liệu hao mòn của các chi tiết, nó thường có quy luật và trên thực tế NCS đã thu thập được số liệu thống kê khá lớn, do đó nó được coi là khả thi hơn

Tóm lại, trong hai phương pháp trên, phương pháp thứ nhất là khả thi hơn,

do đó NCS đã lựa chọn và đề xuất ứng dụng phương pháp tối ưu hóa chu kỳ sửa chữa của đầu máy có xét tới tuổi thọ gamma phần trăm và chi phí sửa chữa có kế hoạch, nhằm từng bước tiếp cận với vấn đề đã được đặt ra

3 Các hệ thống chu kỳ BDSC đầu máy ở Việt Nam cũng vẫn là hệ thống BDSC truyền thống, chủ yếu dựa vào quy định của nhà sản xuất Việc hoàn thiện các hệ thống này theo hướng tối ưu hóa có xét tới chi phí là vấn đề còn hoàn toàn mới mẻ và được lựa chọn làm nội dung nghiên cứu của luận án

4 Đối tượng nghiên cứu tổng quát được lựa chọn là đầu máy diesel truyền động điện sử dụng trong ngành đường sắt Việt Nam Đây là loại đầu máy có tính năng ưu việt hơn so với đầu máy diesel TĐTL, có số lượng đầu máy đang vận dụng chiếm tỷ lệ 80,31% (208/259), với tổng công suất chiếm 86,74% (325.700/375.500

mã lực), đang là nguồn sức kéo chủ lực của đường sắt Việt Nam

5 Phạm vi nghiên cứu được giới hạn là các chi tiết bộ phận chạy (bộ phận chuyển động) đầu máy D19E do Trung Quốc sản xuất, có công suất lớn, tương đối hiện đại, được đưa vào sử dụng gần đây nhất (từ năm 2002), có số lượng lớn nhất trong tổng số đầu máy diesel TĐĐ đang vận dụng, chiếm 30,89% về mặt số lượng (80/259) và 46,67% về tổng công suất (152.000/325.700 mã lực) Trong thời gian sắp tới ngành đường sắt Việt Nam tiến hành chế tạo và lắp ráp từ 50 đến 100 đầu máy nữa, lúc đó nó sẽ thực sự là nguồn sức kéo chủ lực của đường sắt Việt Nam

Bộ phận chạy là bộ phận quan trọng trên đầu máy, liên quan trực tiếp đến quá trình vận hành và an toàn chạy tàu, đồng thời đối tượng có ảnh hưởng quyết định đến việc đưa đầu máy vào sửa chữa