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[超级卡车2] 康明斯-BTE 55% 发动机开发
在美国超级卡车2期项目中，康明斯实现了BTE 55% 发动机效率开发目标。并与Peterbilt合作将BTE55%的发动机装在测试车辆上，
Peterbilt 超级卡车2
基础发动机本身采用了许多技术来提高效率和性能。
base Engine
除了基础发动机外，超级卡车2的计划是从一开始就将废热回收（WHR）设计到发动机中。WHR系统如下图所示，并与Supertruck 1中使用的系统进行了比较。使用额外的热交换器，如冷却液蒸发器和混合冷却器，废热回收系统的预期效益从Supertruck 1上交付的2.5%BTE提高到4%BTE。
演示功率水平的考虑因素在很大程度上取决于WHR系统和可以包装在车辆中的预期冷凝器尺寸。
Condenser Size Trade Off Study
55%BTE演示这一成就的关键是实施有利于开式循环效率、闭式循环效率、机械效率或废热回收的改进。
确定并克服了实现这一目标的许多挑战，成功实现55%BTE的改进分解如下图所示。
55% BTE Improvement Pathway
对与发动机制动热效率相关的损失要素的理论潜力进行了评估。关键损失要素如下图所示。
此外，还利用文献检索和之前的高效项目来寻找提高能力的选择。
创建了技术列表。绿色突出显示的技术代表了为实现55%而采用的技术。
为开式循环、闭式循环、机械效率和废热回收设定了目标。
开式循环效率目标考虑了两个主要因素：第一个是涡轮增压器效率，第二个是涡轮入口温度。下图显示了对高涡轮增压器效率和涡轮入口温度的需求。图表上的黑点显示了基础涡轮增压器选择的起点。
Turbo DP-Function of Turbo Efficiency & Turbine Inlet Temperature
闭式循环效率基于先前旨在提高峰值闭式循环效益的工作。这项工作表明，CCE>53%是可能的，尽管这之前是在更高的功率水平下实现的。挑战在于实现闭式循环效率，同时实现开式循环和机械效率。
机械效率目标是新发动机设计中提出的低摩擦目标的关键焦点。将发动机旋转和往复系统的损失降至最低，同时将冷却液、润滑油和燃油泵的功率损失降至最低是一个关键重点。依靠这些领域的改进，选择了>95%MCE的目标。
考虑到上述OCE、CCE和MCE目标，设定了51%的仅发动机BTE目标。为了实现55%的BTE，废热回收系统需要4%的BTE。
下图中突出显示的系统架构为实现WHR 4%的目标提供了途径。
Cummins SuperTruck II WHR Architecture.
利用历史数据和计划集成到55%BTE演示硬件中的技术套件，为能量平衡损失细分设定目标。
低热传递技术目标是将热量保留在最佳利用的地方，包括：
闭式循环效率（CCE）；
以高开式循环效率（OCE）向涡轮增压器输送能量；
为WHR提供更高质量的废热。
实现了BTE的改善、冷却剂能量损失的减少和废气能量的增加。BTE的改进提供了直接的好处，而提供更高涡轮增压器涡轮能量和增加废热回收的更高质量废气热量的间接好处也很重要。
55% BTE 低热传递技术影响
采用了几种技术来实现这一转变，包括：低传热气缸盖、气缸盖热障涂层、双壁排气歧管、隔热低传热涡轮机壳体和低传热活塞等。
通过50.5%的纯发动机BTE和4.5%的WHR贡献，实现了55%的BTE目标。
WHR系统的整体循环效率为11.2%，这反映了135.5kW热输入产生的15.2kW轴功率（shaft power）的功率输出。WHR的热量和功率流分解见下图。
55% BTE Heat and Power Flows for WHR System
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