Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng ống phun trong tua bin tăng áp đến công suất động cơ diesel tàu thủy

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM 
NCS. NGUYỄN QUANG VINH 
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG ỐNG PHUN TRONG 
TUA BIN TĂNG ÁP ĐẾN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ 
DIESEL TÀU THỦY 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
TP.HCM – 2021 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM
NCS. NGUYỄN QUANG VINH 
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG ỐNG PHUN TRONG 
TUA BIN TĂNG ÁP ĐẾN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ 
DIESEL TÀU THỦY 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
 Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí động lực 
 Mã số: 9520116 
 Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Bùi Hồng Dương 
 2. PGS.TSKH. Đỗ Đức Lưu 
TP.HCM – 2021
i 
LỜI CAM ĐOAN 
Tên tôi là Nguyễn Quang Vinh – là tác giả luận án tiến sĩ: “Nghiên cứu ảnh 
hưởng ống phun trong tua bin tăng áp đến công suất động cơ diesel tàu thủy”, dưới sự 
hướng dẫn của tập thể hướng dẫn khoa học: TS. Bùi Hồng Dương và PGS.TSKH. Đỗ 
Đức Lưu. 
Bằng danh dự của bản thân, tôi xin cam đoan rằng: Luận án là công trình nghiên 
cứu riêng của riêng tôi, không có phần nội dung nào được sao chép một cách bất hợp 
pháp, từ công trình nghiên cứu của tác giả hay nhóm tác giả khác; 
– Các số liệu kết quả nghiên cứu được nêu trong luận án, chưa được ai 
công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác trước đó; 
– Các thông tin, số liệu trích dẫn, tài liệu tham khảo trong luận án đều 
được chỉ rõ về xuất xứ, nguồn gốc và đảm bảo tính trung thực./. 
 Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021 
 Tác giả luận án 
 Nguyễn Quang Vinh 
ii 
LỜI CẢM ƠN 
Tác giả xin chân thành cảm ơn Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Tp.Hồ Chí 
Minh đã cho phép và tạo điều kiện cho tác giả thực hiện luận án. 
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn và tri ân đến tập thể hướng dẫn, TS. Bùi Hồng 
Dương và PGS.TSKH. Đỗ Đức Lưu đã hướng dẫn tận tình suốt quá trình học tập, 
nghiên cứu. Tác giả cũng bày tỏ lòng biết ơn đến TS.Lê Văn Vang đã có những ý kiến 
đóng góp quý báu trong luận án. 
Tác giả trân trọng cảm ơn Viện Đào Tạo Sau Đại Học, Viện Hàng Hải, các khoa, 
các phòng ban đã tạo điều kiện cho tác giả trong suốt quá trình học tập nghiên cứu tại 
trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Tp.Hồ Chí Minh. Xin cảm ơn Viện Nghiên Cứu 
KH&CN Hàng Hải, Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam, Công ty CP Vận tải biển 
GLS đã tạo điều kiện tốt nhất để tác giả hoàn thành chương trình thực nghiệm. 
Tác giả trân trọng tiếp thu và cảm ơn các ý kiến đóng góp, nhận xét của các nhà 
khoa học, các chuyên gia, các giảng viên, các cán bộ công nhân viên và đồng nghiệp 
trong và ngoài nhà trường. 
Tác giả cũng bày tỏ lòng cảm ơn đến lãnh đạo, chỉ huy và các đồng nghiệp tại 
Trường CĐ Hải Quân, Trường Sĩ Quan Kỹ Thuật Quân Sự đã tạo điều kiện tốt nhất để 
tác giả an tâm học tập, nghiên cứu. 
Đồng thời, tác giả cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã luôn động viên, giúp 
đỡ tác giả vượt qua trở ngại khó khăn để hoàn thành luận án. 
iii 
MỤC LỤC 
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................................... i 
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................................... ii 
MỤC LỤC .............................................................................................................................. iii 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................................. vi 
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ......................................................................................... viii 
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ........................................................................... ix 
MỞ ĐẦU ................................................................................................................................. 1 
1. Tính cấp thiết của luận án ....................................................................... 1 
2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................... 2 
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án ....................................... 3 
4. Phương pháp nghiên cứu của luận án ..................................................... 3 
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án ............................................. 4 
6. Những đóng góp mới của luận án ........................................................... 4 
7. Bố cục của luận án .................................................................................. 5 
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG ỐNG PHUN TRONG TUA 
BIN TĂNG ÁP ĐẾN ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU THỦY ........................................................ 6 
1.1. Tổng quan về nâng cao công suất và các chỉ tiêu kỹ thuật của động cơ 
diesel tàu thủy bằng phương án tăng áp .................................................................... 6 
1.2. Sự suy giảm công suất và các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản theo quá trình 
khai thác của động cơ diesel tàu thủy ...................................................................... 11 
1.3. Sự thay đổi điểm công tác (tải – mô men và vòng quay) của động cơ 
diesel tàu thủy .......................................................................................................... 13 
1.4. Ống phun trong tua bin tăng áp .......................................................... 16 
1.5. Tình hình nghiên cứu về tua bin tăng áp và ống phun ....................... 18 
1.6. Đặt bài toán và phương hướng nghiên cứu ........................................ 27 
1.7. Kết luận chương 1 .............................................................................. 29 
iv 
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHO NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ỐNG PHUN 
TRONG TUA BIN TĂNG ÁP ĐẾN CÔNG SUẤT VÀ CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA 
ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU THỦY ......................................................................................... 30 
2.1. Giới thiệu ............................................................................................ 30 
2.2. Chu trình công tác động cơ diesel 4 kỳ .............................................. 30 
2.3. Mô hình nhiệt động dòng khí qua máy nén ....................................... 36 
2.4. Mô hình nhiệt động dòng khí qua tua bin .......................................... 40 
2.5. Quan hệ tua bin và máy nén ............................................................... 53 
2.6. Phối hợp công tác động cơ và tua bin tăng áp ................................... 54 
2.7. Các chỉ tiêu công tác của động cơ ...................................................... 56 
2.8. Phương pháp xử lý số liệu trong mô phỏng và thực nghiệm ............. 57 
2.9. Kết luận chương 2 .............................................................................. 58 
Chương 3. MÔ PHỎNG ẢNH HƯỞNG CỦA ỐNG PHUN TRONG TUA BIN TĂNG ÁP 
ĐẾN CÔNG SUẤT VÀ CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU THỦY 
ĐANG KHAI THÁC ............................................................................................................. 59 
 Giới thiệu ................................................................................................ 59 
 Sơ đồ thuật toán dùng trong mô phỏng quá trình công tác tổ hợp động cơ 
– tua bin tăng áp ....................................................................................................... 59 
 Phương pháp đánh giá độ chính xác của mô hình mô phỏng ................ 63 
 Lựa chọn phần mềm mô phỏng .............................................................. 65 
 Mô phỏng tổ hợp động cơ và tua bin tăng áp Deutz 226B .................... 66 
 Mô phỏng tổ hợp động cơ và tua bin tăng áp MAK43 .......................... 85 
 Kết luận chương 3 .................................................................................. 94 
Chương 4. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ....................................................................... 95 
4.1. Giới thiệu ............................................................................................ 95 
4.2. Nghiên cứu thực nghiệm tại phòng thí nghiệm ................................. 96 
v 
4.3. Nghiên cứu thực nghiệm trên động cơ diesel tàu thủy đang khai thác 108 
4.4. Kết luận chương 4 ............................................................................ 113 
KẾT LUẬNVÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................................. 115 
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ............................... 118 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 121 
Phụ lục 01. Các thông số kỹ thuật của động cơ Deutz 226B tại Phòng thí nghiệm động cơ 
– Viện Khoa học và Công nghệ Hàng hải. .......................................................................... 128 
Phụ lục 02. Hình ảnh thí nghiệm tại phòng thí nghiệm .................................................. 129 
Phụ lục 03. Các kết quả thử nghiệm động cơ MAK 43 tại nhà máy sản xuất ................ 131 
Phụ lục 04. Kết quả kiểm tra công suất động cơ trên tàu ................................................ 134 
Phụ lục 05. Hình ảnh thực nghiệm trên tàu ..................................................................... 137 
Phụ lục 06. Xác nhận của đơn vị chủ quản tàu ............................................................... 139 
vi 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 
Các ký hiệu 
Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa 
A m2 Diện tích, tiết diện 
ap, ad, 
mp,md 
– Các thông số hiệu chỉnh quá trình cháy 
AT m
2 Tiết diện ống phun 
cp,cv J/kg.K Nhiệt dung riêng đẳng áp, đẳng tích 
ge g/kW.h Suất tiêu hao nhiên liệu có ích 
icyl – Số xy lanh 
Jt kg.m
2 Mô men quán tính cụm tăng áp 
k – Tỷ số nhiệt dung riêng đẳng áp và đẳng tích (cp/cv) 
ka, ke 
Tỷ số nhiệt dung riêng đẳng áp và đẳng tích của khí 
nạp, khí xả 
ṁ kg/s Lưu lượng khối lượng 
n2 – Hệ số mũ đa biến quá trình giãn nở 
ne,nt v/ph Tốc độ vòng quay động cơ, tua bin 
p N/m2, bar Áp suất 
ps, pc,pz N/m
2, bar 
Áp suất khí nạp, áp suất cuối quá trình nén, áp suất 
cháy cực đại 
P kW Công suất 
Pc kW Công suất có ích MN 
Pt kW Công suất có ích TB 
QH J/kg Nhiệt trị thấp của nhiên liệu 
Ra, Re J/kg.K Hằng số khí nạp, khí xả 
Raf – Tỷ số không khí/nhiên liệu 
Rbs – Tỷ số tốc độ cánh 
T K Nhiệt độ 
U, C m/s Vận tốc 
uf g/chu trình Nhiên liệu cấp vào trong 1 chu trình công tác 
ut % Độ mở ống phun 
V m3 Thể tích 
W, Ẇ J, W Công, Công suất 
 t độ Góc mở ống phun 
 – Hệ số nhiên liệu cháy đẳng tích 
 – Tỷ số nén của động cơ diesel 
e, gh  % Sai lệch, Giới hạn của sai lệch 
c – Hệ số dòng chảy của máy nén 
r – Hệ số khí sót của động cơ diesel 
 – Hiệu suất của động cơ diesel 
 rad, độ Góc quay trục khuỷu 
vii 
Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa 
 s độ Góc bắt đầu cháy của nhiên liệu 
 c – Tỷ số tăng áp khí nạp qua máy nén (p2/p1) 
 t, ,t noz – 
Tỷ số giãn nở của khí xả qua tua bin (p3/p4) và OP 
(p3’/p3) 
t  ,t noz – Nghịch đảo của tỷ số giãn nở t , ,t noz 
 kg/m3 Khối lượng riêng 
 rad/s Vận tốc góc 
c – Hệ số chuyển hóa năng lượng của máy nén 
Các chỉ số dưới: 
Ký hiệu Ý nghĩa 
a Cuối quá trình nạp (pa, Ta ) 
c Cuối quá trình nén (pc, Tc) 
e Thông số trung bình (pe) 
f Nhiên liệu 
s Trước xupáp nạp (ps, Ts) 
i Thông số chỉ thị (pi, Ti, Pi) 
r Cuối quá trình xả (pr, Tr) 
w Thông số có ích (Pw) 
Các chữ viết tắt 
Viết tắt Tiếng Anh Ý nghĩa 
CFD Computational fluid 
dynamics 
Lý thuyết động lực học chất lưu 
DAQ Data acquisition Bộ thu thập dữ liệu 
ĐCT Điểm chết trên của động cơ diesel 
ĐCD Điểm chết dưới của động cơ diesel 
GQTK Góc quay trục khuỷu 
MDE Marine diesel engine Động cơ diesel tàu thủy 
MN Máy nén 
MVEM Mean value engine model Mô hình giá trị trung bình 
OP Ống phun trong tua bin tăng áp 
PC Personal computer Máy tính cá nhân 
TB Tua bin 
TBTA Tổ hợp tăng áp bằng tua bin khí xả 
viii 
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 
Bảng 1.1. Tỷ lệ chuyển hóa năng lượng của động cơ diesel [92] ............................. 6 
Bảng 3.1. Danh sách thông số đầu vào cho mô phỏng ........................................... 61 
Bảng 3.2. Thông số kỹ thuật chính của động cơ và Tua bin tăng áp [90] ............. 67 
Bảng 3.3. Đánh giá kết quả mô phỏng động cơ Deutz 226B .................................. 78 
Bảng 3.4. Các thời điểm đặc biệt trên đồ thị áp suất trên Hình 3.16 (Quy ước vị trí 
piston tại ĐCT tương ứng với góc quay trục khuỷu bằng 0) .................................. 79 
Bảng 3.5. Các thời điểm đặc biệt trên đồ thị áp suất trên Hình 3.17 (Quy ước vị trí 
piston tại ĐCT tương ứng với góc quay trục khuỷu bằng 0). ................................. 80 
Bảng 3.6. Sự thay đổi công suất, Pw=f(LI, ut) ......................................................... 82 
Bảng 3.7. Sự thay đổi suất tiêu hao nhiên liệu có ích, ge= f(LI, ut) ........................ 82 
Bảng 3.8. Sự thay đổi áp suất khí nạp, pim= f(LI, ut) .............................................. 82 
Bảng 3.9. Sự thay đổi nhiệt độ khí xả. Te= f(LI, ut) ................................................ 82 
Bảng 3.10. Thông số kỹ thuật chính của động cơ MAK43 [33] ............................. 86 
Bảng 3.11. Công suất động cơ theo chế độ tải và tiết diện ống phun ..................... 90 
Bảng 3.12. Suất tiêu hao nhiên liệu có ích theo tải và tiết diện ống phun .............. 91 
Bảng 3.13. Nhiệt độ khí xả theo tải và tiết diện ống phun ...................................... 91 
Bảng 4.1. Các thông số kỹ thuật của cảm biến nhiệt độ điện tử ............................. 97 
Bảng 4.2. Thông số kỹ thuật của cảm biến áp suất điện tử ..................................... 97 
Bảng 4.3. Bảng mô tả các chế độ thực nghiệm ..................................................... 100 
Bảng 4.4. Đánh giá sự thay đổi ge ở chế độ 50% tải, 1500 v/ph ........................... 104 
Bảng 4.5. Thay đổi công suất theo độ mở ống phun (50% tải) ............................ 105 
Bảng 4.6. Đánh giá sự thay đổi của ge ở 1500 v/ph và 25% tải ............................ 107 
Bảng 4.7. Thay đổi công suất theo độ mở ống phun (25% tải) ............................ 107 
Bảng 4.8. Bảng thống kê số giờ hoạt động của động cơ theo chế độ tải: ............. 110 
Bảng 4.9. Đánh giá hiệu quả điều chỉnh ống phun ............................................... 112 
ix 
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ 
Hình 1.1 Thời gian giữa các lần phục hồi công suất [17] ....................................... 12 
Hình 1.2. Đặc tính khai thác của động cơ máy chính lai chân vịt tàu thủy[61] ...... 14 
Hình 1.3. Sự dịch chuyển điểm công tác trên đồ thị đặc tính máy nén. ................. 15 
Hình 1.4. Ống phun trong tua bin tăng áp (loại Garrett GT1749V [27]) ................ 16 
Hình 1.5. Đặc tính động cơ với ống phun cố định và ống phun điều chỉnh [40].... 18 
Hình 1.6. Sơ đồ mô tả phương hướng nghiên cứu của luận án ............................... 28 
Hình 2.1. Quá trình trao đổi khí của động cơ diesel 4 kỳ [19 ... ne, Springer Science & Business Media, 
123 
ISBN:3211471138. 
[31] Christoforos Mavrelos và Gerasimos Theotokatos (2018), "Numerical 
investigation of a premixed combustion large marine two-stroke dual fuel 
engine for optimising engine settings via parametric runs", Energy 
Conversion Management. 160, tr. 48-59, ISSN:0196-8904, 
doi:https://doi.org/10.1016/j.enconman.2017.12.097. 
[32] Paul Moraal và Ilya Kolmanovsky (1999), Turbocharger modeling for 
automotive control applications, SAE Technical Paper, 
doi:https://doi.org/10.4271/1999-01-0908. 
[33] Caterpillar Motoren (2019), MAK specifications. 
[34] Dobrivoje Ninković (2018), "Current State And Development Trends In 
The Field Of Large Diesel And Gas Engines", Vehicle Vozila tr. 1, 
ISSN:2334-9891, doi:https://doi.org/10.24874/mvm.2018.44.04.01. 
[35] M Tadros, M Ventura và C Guedes Soares (2019), "Optimization 
procedure to minimize fuel consumption of a four-stroke marine 
turbocharged diesel engine", Energy. 168, tr. 897-908, ISSN:0360-5442, 
doi:https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.11.146. 
[36] Zeng Tao và Zhu Guoming (2018), "Control-oriented turbine power model 
for a variable-geometry turbocharger". 232(4), tr. 466-481, ISSN:0954-
4070, doi:https://doi.org/10.1177%2F0954407017702996. 
[37] Johan Wahlström (2006), Control of EGR and VGT for emission control 
and pumping work minimization in diesel engines, Doctor of Science, 
Institutionen för systemteknik. 
[38] Johan Wahlström và Lars Eriksson (2011), Modelling diesel engines with 
a variable-geometry turbocharger and exhaust gas recirculation by 
optimization of model parameters for capturing non-linear system 
dynamics, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: 
Journal of Automobile Engineering, tr. 960-986, ISBN:0954-4070, 
doi: 
[39] Johan Wahlström và Lars Eriksson (2011), "Modelling diesel engines with 
a variable-geometry turbocharger and exhaust gas recirculation by 
optimization of model parameters for capturing non-linear system 
dynamics", Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: 
Journal of Automobile Engineering. 225(7), tr. 960-986, ISSN:0954-4070. 
[40] N Watson và MS Janota (1982), Turbocharging the internal combustion 
engine, London and Basingstoke: The Macmillan Press Ltd, Palgrave, 623, 
ISBN:0333242904, doi:DOI 10.1007/978-1-349-04024-7. 
[41] Ivan Weibe (1956), Semi-empirical expression for combustion rate in 
engines, Proceedings of Conference on piston engines, USSR Academy of 
sciences, Moscow, USSR Academy of sciences, Moscow, USSR. 
[42] Abb.com (2015), Exploring one of industrialization's most significant 
driving forces, ABB group, Switzerland, truy cập ngày 24 tháng 11-2020, 
tại trang web https://new.abb.com/turbocharging/the-turbocharger-turns-
110-years. 
124 
[43] Francesco Baldi, Gerasimos Theotokatos và Karin Andersson (2015), 
"Development of a combined mean value–zero dimensional model and 
application for a large marine four-stroke Diesel engine simulation", 
Applied Energy. 154, tr. 402-415, ISSN:0306-2619, 
doi:https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.05.024. 
[44] Giorgio Celant và Michel Broniatowski (2016), Interpolation and 
Extrapolation Optimal Designs V1: Polynomial Regression and 
Approximation Theory, Vol. 1, John Wiley & Sons, ISBN:1848219954. 
[45] Christos Chryssakis, Lambros Kaiktsis và Athanasios Frangopoulos 
(2010), Computational investigation of in-cylinder NOx emissions 
reduction in a large marine diesel engine using water addition strategies, 
SAE Technical Paper, doi:https://doi.org/10.4271/2010-01-1257. 
[46] S Cong, CP Garner và McTaggart-Cowan GP (2011), "The effects of 
exhaust back pressure on conventional and low-temperature diesel 
combustion", Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part 
D: Journal of Automobile Engineering. 225(2), tr. 222-235, ISSN:0954-
4070, doi:https://doi.org/10.1177%2F09544070JAUTO1577. 
[47] Garrett Corporation (1953), TURBOSUPERCHARGER United States 
Patent Office, chủ biên, The United State. 
[48] S Larry Dixon và Cesare Hall (2013), Fluid mechanics and 
thermodynamics of turbomachinery, Butterworth-Heinemann, 
ISBN:0123914108. 
[49] W Doug (2011), Marine Diesel Engines and Gas Turbines, Vol. 9, 
Dongmyung comp, 928, ISBN:9780080943619. 
[50] Lars Eriksson (2007), "Modeling and control of turbocharged SI and DI 
engines", Oil Gas Science Technology-Revue de l'IFP. 62(4), tr. 523-538, 
ISSN:1294-4475, doi:10.2516/ogst:2007042. 
[51] Lars Eriksson và Lars Nielsen (2014), Modeling and control of engines and 
drivelines, John Wiley & Sons, ISBN:1118536193. 
[52] Xiande Fang và Qiumin Dai (2010), "Modeling of turbine mass flow rate 
performances using the Taylor expansion", Applied thermal engineering. 
30(13), tr. 1824-1831, ISSN:1359-4311, 
doi:https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2010.04.016. 
[53] David E Foster (1985), "An overview of zero-dimensional thermodynamic 
models for IC engine data analysis", SAE transactions, tr. 436-449, 
ISSN:0096-736X, doi:https://doi.org/10.4271/852070. 
[54] Theotokatos Gerasimos (2010), "On the cycle mean value modelling of a 
large two-stroke marine diesel engine", Proceedings of the Institution of 
Mechanical Engineers, Part M: Journal of engineering for the maritime 
environment. 224(3), tr. 193-205, ISSN:1475-0902, 
doi:https://doi.org/10.1243%2F14750902JEME188. 
[55] JI Ghojel (2010), "Review of the development and applications of the 
Wiebe function: a tribute to the contribution of Ivan Wiebe to engine 
research", International Journal of Engine Researc. 11(4), tr. 297-312, 
125 
ISSN:1468-0874, doi:https://doi.org/10.1243%2F14680874JER06510. 
[56] Lino Amstutz Guzzella (1998), "Control of diesel engines", JIEEE Control 
Systems Magazine. 18(5), tr. 53-71, ISSN:1066-033X, 
doi:https://doi.org/10.1109/37.722253. 
[57] John B. Heywood (1988), Internal combustion engine fundamentals, New 
York : McGraw-Hill, ISBN:9781260116106. 
[58] J-P Jensen và các cộng sự. (1991), Mean value modeling of a small 
turbocharged diesel engine, SAE Technical Paper, 
doi:https://doi.org/10.4271/910070. 
[59] E Jiaqiang và các cộng sự. (2019), "Experimental investigation on 
performance and economy characteristics of a diesel engine with variable 
nozzle turbocharger and its application in urban bus". 193, tr. 149-161, 
ISSN:0196-8904, doi:https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.04.062. 
[60] A. Kolchin và V. Demidov (1984), Design of Automotive Engines, Mir (In 
Russia), 429. 
[61] Kees Kuiken (2012), Diesel engine for ship propulsion and power plants, 
part II, Vol. II, Target Global Energy Training, Onnen, Netherlands. 
[62] NP Kyrtatos và các cộng sự. (1999), "Simulation of the overall ship 
propulsion plant for performance prediction and control", Transactions 
institute of marine engineers - Series C. 111, tr. 103-114, ISSN:0950-5334. 
[63] Carmen Maftei và các cộng sự. (2009), "Simulation of the dynamics of a 
marine diesel engine", Journal of Marine Engineering. 8(3), tr. 29-43, 
ISSN:2046-4177, doi:https://doi.org/10.1080/20464177.2009.11020225. 
[64] Dileep N Malkhede, Bhartendu Seth và HC Dhariwal (2005), Mean value 
model and control of a marine turbocharged diesel engine, SAE Technical 
Paper. 
[65] Koji Matsumoto và các cộng sự. (2008), "Development of compact and 
high-performance turbocharger for 1,050 C exhaust gas", Mitsubishi 
Heavy Industries Technical Review. 45(3). 
[66] Anna Minasyan, Jordan Bradshaw và Apostolos Pesyridis (2018), "Design 
and performance evaluation of an axial inflow turbocharger turbine", 
Energies. 11(2), tr. 278, ISSN:1996-1073, 
doi:https://doi.org/10.3390/en11020278. 
[67] Noboru Miyamoto và các cộng sự. (1985), Description and analysis of 
diesel engine rate of combustion and performance using Wiebe's functions, 
SAE Technical Paper, doi:https://doi.org/10.4271/850107. 
[68] Klaus Mollenhauer và Helmut Tschoke (2010), Handbook of diesel 
engines, Vol. 1, Springer Berlin, ISBN:978-3-540-89083-6, 
doi:https://doi.org/10.1007/978-3-540-89083-6. 
[69] Caterpillar Motoren (2009), Acceptant test records, MAK43 CAT, chủ biên, 
Switzerland. 
[70] Harvey J Motulsky và Lennart A Ransnas (1987), "Fitting curves to data 
using nonlinear regression: a practical and nonmathematical review", The 
FASEB journal. 1(5), tr. 365-374, ISSN:0892-6638, 
126 
doi:https://doi.org/10.1096/fasebj.1.5.3315805. 
[71] Hung Nguyen-Schäfer (2015), "Thermodynamics of Turbochargers", 
Rotordynamics of Automotive Turbochargers, Springer, tr. 21-36, 
doi:https://doi.org/10.1007/978-3-319-17644-4_2. 
[72] Yoshihisa Ono, Yasuhiro Wada và Takeshi Tsuji (2018), Development of 
large marine hybrid turbocharger for generating electric power with 
exhaust gas from the main engine, The 4th Conference of Science and 
Technology tr. 4. 
[73] Katsuyuki Osako và các cộng sự. (2013), "Development of twinscroll 
turbine for automotive turbochargers using unsteady numerical 
simulation", Mitsubishi Heavy Industries Technical Review. 50(1), tr. 23. 
[74] Srithar Rajoo (2007), Steady and pulsating performance of a variable 
geometry mixed flow turbocharger turbine, Doctor of Science, University 
of London. 
[75] Kenneth John Rawson và Eric Charles Tupper (2001), Basic Ship Theory 
Vol. 1, Butterworth-Heinemann, ISBN:0750653965. 
[76] D Samoilenko, A Marchenko và HM %J Journal of Mechanical Science 
Cho (2017), "Improvement of torque and power characteristics of V-type 
diesel engine applying new design of Variable geometry turbocharger 
(VGT)", Journal of Mechanical Science 
Technology. 31(10), tr. 5021-5027, ISSN:1976-3824. 
[77] Harsh Sapra và các cộng sự. (2017), "Experimental and simulation-based 
investigations of marine diesel engine performance against static back 
pressure". 204, tr. 78-92, ISSN:0306-2619, 
doi:https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.06.111. 
[78] Johan Schieman (1996), "ABB Turbocharging Operating turbochargers". 
[79] P. J. M. Schulten và D. Stapersma (2003), Mean Value Modelling of the 
Gas Exchange of a 4-stroke Diesel Engine for Use in Powertrain 
Applications, chủ biên, SAE International, doi:10.4271/2003-01-0219. 
[80] Hamid B Servati và Robert G DeLosh (1986), A regression model for 
volumetric efficiency, SAE Technical Paper, 
doi:https://doi.org/10.4271/860328. 
[81] G Sieros, A Stamatis và Mathioudakis (1997), "Jet engine component maps 
for performance modeling and diagnosis", Journal of Propulsion Power. 
13(5), tr. 665-674, ISSN:0748-4658, doi:https://doi.org/10.2514/2.5218. 
[82] Kang Song, Devesh Upadhyay và Hui Xie (2019), "A physics-based 
turbocharger model for automotive diesel engine control applications". 
233(7), tr. 1667-1686, ISSN:0954-4070, 
doi:https://doi.org/10.1177%2F0954407018770569. 
[83] International Organization for Standardization (2002), ISO 3046-1:2002. 
[84] Yongrui Sun và các cộng sự. (2017), "Development and validation of a 
marine sequential turbocharging diesel engine combustion model based on 
double Wiebe function and partial least squares method", Energy 
Conversion Management. 151, tr. 481-495, ISSN:0196-8904, 
127 
doi:https://doi.org/10.1016/j.enconman.2017.08.085. 
[85] Tatsuo Takaishi và các cộng sự. (2008), "Approach to high efficiency diesel 
and gas engines", Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.Technical Review 
45(1), tr. 21-24. 
[86] Yuanyuan Tang và các cộng sự. (2017), "Development of a real-time two-
stroke marine diesel engine model with in-cylinder pressure prediction 
capability", Applied energy. 194, tr. 55-70, ISSN:0306-2619, 
doi:https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.03.015. 
[87] Gerasimos Theotokatos và Vasileios Tzelepis (2015), "A computational 
study on the performance and emission parameters mapping of a ship 
propulsion system", Proceedings of the Institution of Mechanical 
Engineers, Part M: Journal of Engineering for the Maritime Environment. 
229(1), tr. 58-76, ISSN:1475-0902, doi:10.1177/1475090213498715. 
[88] Jun Wang và các cộng sự. (2019), "Power recovery of a variable nozzle 
turbocharged diesel engine at high altitude by response surface 
methodology and sequential quadratic programming", Proceedings of the 
Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile 
Engineering. 233(4), tr. 810-823, ISSN:0954-4070. 
[89] N Watson, AD Pilley và Mohamed Marzouk (1980), A combustion 
correlation for diesel engine simulation, SAE Technical Paper, 
doi:https://doi.org/10.4271/800029. 
[90] Weichai_Deutz (2015), 226B Series Marine Diesel Engines. 
[91] Christopher T Wilbur và DA Wight (2016), Pounder's Marine Diesel 
Engines, Elsevier, ISBN:1483102580. 
[92] Doug Woodyard (2009), Pounder's marine diesel engines and gas turbines, 
Butterworth-Heinemann, ISBN:0080943616. 
[93] Gerhard Woschni (1967), A universally applicable equation for the 
instantaneous heat transfer coefficient in the internal combustion engine, 
SAE Technical paper, doi:https://doi.org/10.4271/670931. 
[94] Zhi-Min Yao và các cộng sự. (2019), "Energy efficiency analysis of marine 
high-powered medium-speed diesel engine base on energy balance and 
exergy", Energy Conversion. 176, tr. 991-1006, ISSN:0360-5442, 
doi:https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.04.027. 
[95] Tao Zeng (2017), Modelling and Control of a Turbocharged Diesel Engine, 
Doctor of Science, Michigan State University. 
[96] Tao Zeng và Guoming G. Zhu (2017), "Control-oriented turbine power 
model for a variable-geometry turbocharger", Proceedings of the 
Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile 
Engineering. 232(4), tr. 466-481, ISSN:0954-4070, 
doi:10.1177/0954407017702996. 
[97] Jizhong Zhang và các cộng sự. (2007), Design of turbocharger variable 
nozzle, Turbo Expo: Power for Land, Sea, and Air, tr. 1313-1319, 
ISBN:0791847950. 
128 
Phụ lục 01. Các thông số kỹ thuật của động cơ Deutz 226B tại Phòng thí 
nghiệm động cơ – Viện Khoa học và Công nghệ Hàng hải. 
129 
Phụ lục 02. Hình ảnh thí nghiệm tại phòng thí nghiệm 
 Giám sát điều khiển động cơ 
 Đo áp suất 
 Hệ thống tăng áp 
 Lắp đặt cảm biến 
 Hệ thống giảm nhiệt đo áp suất khí xả 
 Bảng hiển thị tại chỗ 
130 
Giám sát từ xa 
Bể nước muối tạo tải điện 
Kết nối thiết bị 
Bộ thu thập dữ liệu 
Kiểm tra tua bin tăng áp 
Tua bin tăng áp GT1749V 
131 
Phụ lục 03. Các kết quả thử nghiệm động cơ MAK 43 tại nhà máy sản 
xuất 
132 
133 
134 
Phụ lục 04. Kết quả kiểm tra công suất động cơ trên tàu 
135 
136 
137 
Phụ lục 05. Hình ảnh thực nghiệm trên tàu 
Tàu Phúc Hưng 
Động cơ MAK43 trên tàu 
 Hệ thống điều khiển từ xa 
Hệ thống tăng áp 
Bảng điều khiển tại chỗ 
Tháo ống góp khí xả 
138 
Tháo ống góp khí xả 
Động cơ và tua bin tăng áp 
Đo chiều cao ống phun 
Đo chiều rộng ống phun 
h 
b 
139 
Phụ lục 06. Xác nhận của đơn vị chủ quản tàu 
140