相信很多朋友会在网上看到“发动机热效率”这个词，但他们可能解释不清楚。至多，他们知道这台发动机很强大。现在我们来看看发动机热效率的概念：

发动机的工作原理是让燃油在气缸内爆燃，瞬间形成大量高温高压气体，从而促进气缸活塞运动，从而将燃料中所含的化学能转化为机械能，再通过曲柄机构将活塞的往复运动转化为作用，这取决于齿轮箱的圆周运动。

发动机实际上是将热能转化为动能的东西。但是柴油燃烧产生的大量能量被浪费了。热效率是1单位柴油机产生的动能。简而言之，热效率越高，发动机的燃油效率就越高。

因此，降低燃油消耗与发动机热效率密切相关。2009年，美国能源部宣布，计划在2010-2015年投资2.7亿美元开发“超级卡车计划”，该计划比原来的卡车油耗低50%，比发动机热效率高50%，并高于欧六排放标准；。2016年，美国启动了第二期超级卡车项目，投资8000万美元，在50%的发动机热效率基础上，进一步提高发动机热效率至55%。康明斯作为美国超级卡车项目一期和二期的重要参与者，发动机热效率已经达到55%！这是怎么做到的？

实现55%热效率的总体路线图

康明斯在超级卡车一期工程51%热效率（BTE）发动机的基础上继续开展节能技术研究。为了达到55%的热效率目标，预计燃烧系统将提高BTE 1.3%，燃油喷射系统将提高BTE 1.3%，空气系统（EGR和增压器）将提高BTE 0.6%，机械效率将提高BTE 0.6%，余热回收系统将提高BTE 0.2%。采用这些优化方法，发动机的热效率在原发动机的基础上提高了4%～55%。

燃烧系统优化

燃烧系统优化是提高热效率的重要手段，在实现55%热效率目标中占有很大比重。在第一阶段的超级卡车，康明斯使用钢活塞和冷却他们。为了达到55%的热效率目标，康明斯将进一步提高压缩比，不进行活塞冷却或少量冷却，采用先进的隔热涂层技术降低燃烧室的传热系数，提高冷却液温度降低传热损失。通过使用这些技术，预计BTE将增长1.3%。

燃油喷射系统优化

在超级卡车一期计划中，康明斯将采用传统的高压共轨和喷油器；在二期计划中，康明斯将采用高流量喷油器，是传统喷油器的三倍。通过增加喷油器的流量，预计BTE将增加1.3%。

空气系统优化

超级载货汽车一期工程采用冷却高压EGR和VGT增压系统，二期工程采用高低压复合EGR系统和双通道涡轮增压系统，并对排气歧管进行了优化，预计BTE将增加0.6%。

余热回收系统优化

在超级卡车一期方案中，康明阶段回收高压EGR、废气、冷却水和机油的余热；在二期方案中，康明阶段回收高压EGR、低压EGR、废气、冷却水的余热，并对透平膨胀机进行了优化设计，使BTE达到2%。

后处理系统

对于高热效率发动机，其NOx排放通常较高，排气温度较低，这对后处理系统提出了更高的要求。在超级卡车一期工程中，康明斯采用DOC+DPF+SCR的传统后处理技术；在二期工程中，康明斯采用DOC+SCRF闭式耦合+SCR的先进后处理技术，可进一步提高NOx转化效率。SCRF是一种通过在壁流式颗粒过滤器中涂覆SCR催化剂来降低柴油机NOx和颗粒物排放的综合后处理装置。

机械系统优化

在超级卡车一期计划中，康明斯主要采用低压油环、可变流量油泵和等离子喷涂缸套技术；在二期计划中，康明斯采用低压活塞环、类金刚石涂层活塞环，新型等离子喷涂缸套、变流量泵及低压气体缸套技术、门机构损耗等技术。类金刚石涂层具有类似金刚石涂层的优异性能和石墨的自润滑性能。具有优异的耐磨性和摩擦性能，能有效降低摩擦损失，控制结构磨损。通过上述机械效率提升技术，BTE有望提高0.6%。

综上所述，将热效率提高1%并非易事。看到55%发动机热效率的数字，不禁赞不绝口？