OHVT TECHNOLOGY ROADMAP

U.S. Department of Energy
Office of Heavy Vehicle Technologies (OHVT)
Office of Transportation Technologies
February 2000

CONTENTS
FIGURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v
TABLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii
ACRONYMS AND ABBREVIATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix
FOREWORD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi
ACKNOWLEDGMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiii
EXECUTIVE SUMMARY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xv
1. INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2. STRATEGIC IMPORTANCE OF THE HEAVY VEHICLE
TECHNOLOGY PROGRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.1 THE OHVT STRATEGY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2 BENEFITS OF A SUCCESSFUL PROGRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3. TECHNICAL PLAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.1 CLASS 7 & 8 TRUCKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.1.1 Goals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.1.2 Engine Efficiency for 10-mpg Truck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.1.3 Power Requirements for 10-mpg Truck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.1.4 Emissions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.1.5 Fuels Utilization—Advanced Petroleum-Based Fuel Program . . . . . . . . . . . . . . 19
3.1.6 Fuels Utilization—Alternative Fuels Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.2 CLASS 3–6 TRUCKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.2.1 Goals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.2.2 Emissions Reductions and Improved Fuel Economy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.2.3 Fuels and Lubricants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.3 CLASS 1 & 2 TRUCKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.3.1 Goals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.3.2 35% Fuel-Efficiency Improvement—45% Efficient Diesel Engine . . . . . . . . . . 34
3.3.3 Emissions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.3.4 Noise, Vibration, and Harshness; Smoke and Odor; Cold Starts . . . . . . . . . . . . . 42
3.3.5 Fuels and Lubricants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.4 ENABLING AND SUPPORTING TECHNOLOGIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.4.1 Emission Controls (Exhaust Aftertreatment) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.4.2 Combustion Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.4.3 Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.4.4 Environmental Science and Health Effects Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.4.5 Truck Safety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.4.6 Engineering Simulations and Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4. PROGRAM SUMMARY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.1 PROGRAM GOALS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.2 PROGRAM APPROACH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.3 SCHEDULE AND MILESTONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
5. REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
APPENDIX A. OHVT WORKSHOPS AND MEETINGS
TO SOLICIT CUSTOMER INPUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A-1
APPENDIX B. MULTIYEAR PROGRAM PLANS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-1