黃淑辰

以目前科技水平來說發動機要想達到100%熱效率的可能性是零。

什麼是發動機熱效率

發動機是一個把燃料化學能轉換成機械能的工具，轉化效率就是熱效率。這是我們最直接理解熱效率的描述了。

汽油機熱效率想要達到100%會發生什麼

因為燃料進入發動機要燃燒，燃燒必然產生熱量，想要熱效率達到100%那麼這些熱量必須全部轉化成動力，也就是說發動機的燃燒室、缸體、活塞、氣門、排氣系統都不能吸收這些熱量。發動機不需要散熱系統，而且發動機溫度、尾氣溫度和環境溫度是一致的。這一切都是不可能實現的。因為燃料終究是在發動機的硬件裡燃燒，只要燃燒必然有熱量，必然會被髮動機吸收一部分。所以說目前的科技水平無法實現熱效率100%。

熱效率高的發動機對消費者有什麼意義

對消費者來說發動機熱效率高不能說明動力性好，只能說明發動機更省油，所以你想要一輛加速很猛的車熱效率高的發動機不一定能滿足你的需求。但是你想要一輛同級別更省油的車那麼熱效率高的發動機絕對是首選。

愛車大家說

關於能量轉換，沒有能做到百分百的。

從瓦特的蒸汽機8%的熱效率開始的蒸汽機，到後來的柴油汽油內燃機的20左右，到現在普遍能達到的35%。渦輪增壓的熱效率普遍比豐田混動馬自達創馳藍天要低，但同樣功率排量小，機械摩擦小，所以總體來說也是個發展方向。

馬自達，豐田已經朝著50%熱效率進發。傳統內燃機的極限若隱若現。排氣必須要有溫度，三元催化需要高溫。冷卻系統需要給發動機最佳的工作溫度。這些都是無法克服的熱效率損耗。

如果內燃機有足夠的時間。那工程師一定會讓內燃機熱效率達到極限。用保溫系統和儘量小的循環讓發動機儘快升溫。讓排氣溫度剛好達到三元催化工作溫度。

簡單來說，當散熱水箱無需外界散熱，永遠小循環。當暖風系統需要離開發動機餘熱，極限就真的來了。怎麼來的？？發動機噴水。水溫達到正常後，把越來越多的水噴進氣缸吸收熱量，產生動能。剛好維持正常水溫。

當一切達到極限後，發動機熱效率會在75%左右。加上強混動系統，一輛帕薩特級別的轎車城區高速油耗會穩定在3升左右。

亞平寧背影

別說熱效率100%，以目前的固有技術來看，往復式內燃機額熱效率都不會超過50%--------同時，發動機熱效率也並非能完全代表經濟性。

發動機熱效率說白了就是內燃機消耗的熱量與轉變成機械能的熱量的比值，用熱力學第二定理就能很明顯的看出來這個比值是達不到1的（不可能從單一熱源取熱使之完全轉換為有用的功而不產生其他影響）

1.燃料無法完全燃燒。

理論上講，物體完全燃燒是需要充分的氧氣，而在實際過程中顯然是不存在含氧量百分之百的，其次，內燃機燃料在燃燒過程中同樣的會產生燃點不同的雜質，而這部分雜質顯然不會在燃料的燃點燃燒。

2.熱量損失。

如果要達到百分百熱效率，顯然是不能有熱量作“無用功”的，但實際情況呢？發動機的溫度與燃燒室內燃燒的溫度一致嗎？空氣在進氣之後與進氣之前的溫度是否一致嗎？顯然是不一致的。而這部分的熱量是必然損失的。

3.機械傳動的能力損失。

而在能量傳遞過程中，活塞在運動中克服慣性有能量損失；傳動過程中經過變速箱通、經過半軸，經過曲柄又有能力損失。

綜上，傳統內燃機的熱效率僅有百分之三十，而如今在各家針對壓縮比，氣門系統等項目上的技術公關，如今能達到最高的傳統型活塞衝程內燃機的熱效率的極限值就在百分之五十，而轉子發動機因為其獨特的做功方式使得它的熱效率是百分之60----------而這，就是汽油機的極限熱效率，所以不存在什麼百分之百的熱效率。

最後，熱效率是真的沒必要去過分追逐，豐田抬出來的熱效率41%更多意義上是作為技術噱頭來處理的。我們要明白一個問題，熱效率與動力在目前的技術水平上是基本不能兼顧的，是否要求更高的熱效率，實際上還是看你在這兩者之間的權衡了。

無聊到巔峰

回答區一大堆回答，雖然結論正確，但是論述過程都沒回答到點子上。

內燃機效率不能達到百分之百在現有科學技術領域內是定論。

學過工程熱力學的都知道，熱力學第二定律：不可能從單一熱源吸收熱量，然後百分之百轉變成功，而不產生其他影響。

從熵的角度來看，內燃機是利用熱能對外做功的，而熱能是一種“無序”能源，功是一種“有序”能源。“有序”能源理論上可以百分百轉變為“無序”能源，“無序”能源理論上就不能百分百轉變為“有序”能源，“有序”能源之間理論上可以相互百分百轉換。

常見的能源，如勢能（如水力發電），動能（如風力發電），電能都是“有序”能源。而太陽能，熱能，化學能等都是“無序”能源。

汽車發動機是奧托循環，奧托循環理論效率公式：η=1-ε^(1-γ），η為效率，ε為壓縮比，γ為空氣比熱容比。

空氣的比熱容比為1.4是無法改變的。

想要提高理論效率，只有提高壓縮比一條路徑。

如果理論效率想要達到80%，壓縮比需要達到50：1那麼想要理論效率接近百分之百，需要壓縮比足夠大，想要壓縮足夠大，或者提高壓縮壓力至非常高，或者降低排氣壓力極低，低至接近真空和絕對零度排氣……

汽油機壓縮比最高約13，據此，計算可知奧托循環最大理想熱效率η=1-13^(1-1.4)=1-13^-0.4=1-0.3597=0.6403=64.03%.其他的諸如散熱損失，機械損失，不完全燃燒，吸氣排氣阻力等等因素，都是在理論上限64.03%之內考慮的問題了。

柴油機壓縮比接二十，所以效率高於汽油機，其理論效率約70%，實際效率能達到約55%。

從容9999

表象上看發動機的工作很簡單有序，其實發動機內部工作是一個極其複雜而多變的情況，完全不是簡單的幾個公式、幾個參數或者幾句話就能總結到位的。如果只是理論上討論發動機熱效率的可提高性，在排除各種影響因素外我給大家分享下它為什麼不可能達到100%，就算以後有新技術突破也是儘可能提高熱效率而不可能達到100%。

熱效率涉及因素繁多

發動機的功率分為有效功率和指示功率。指示功率可以理解為單位時間內發動機燃燒燃油所做的指示功，它是以活塞做功為依據基礎。有效功率可以理解為單位時間內燃燒燃油用來產生驅動所做的功（可以看做輸出功率）是以曲軸做功為基礎。所以，有效功率能更確切的反應出有效做功的效率。熱效率指的是發動機的有效熱效率，是發動機用於驅動力的能量和燃燒燃料產生的能量之比。指示功率、有效功率、和機械功率它們之間的關係如下：

指示功率＝有效功率+機械功率

機械效率＝有效功率/指示功率

因此，實際情況有以上各個因素影響著熱效率的提高，也不可能100%把有效燃油產生的能量全部轉化為驅動力能量而沒任何影響，因為這期間都被熱量、部件摩擦、泵氣、阻力等情況損失掉。所以，無論是目前的技術還是材料的應用都不可能讓熱效率達到100%。

壓縮比不可能無限增大

理論上提高壓縮比熱效率就會越高，但是壓縮比的提高也是有限度的。比如到達某一恆定值的時候（不考慮爆燃情況）熱量損失和阻力損失會阻止壓縮比繼續提高，再高反而導致效率下降，除非克服散熱和阻力帶來的損失（當然這也是不可能的）。實際情況提高壓縮比的話對活塞、連桿、曲軸以及氣缸的材質有極高的要求，再者汽油相對活躍，提高壓縮比最大的問題就是克服爆燃問題。所以，以現在發動機的運行原理來看，壓縮比是不可能無限制提高的，這樣通過壓縮比來提高熱效率也是不可能無限提高的。

空燃比不可能無限提高

空燃比：空氣質量/燃料質量。我們知道汽油機的最佳空燃比是14.7：1，空燃比在12-13的時候發動機效率最大而空燃比大於18的時候燃燒的更充分更省油，汙染物排放更少。理論上無限提高空燃比可提高熱效率，但是空燃比又不可能無限升高，因為空氣越稀薄越不容易被點燃反而適得其反，燃油浪費非說汽車也沒有動力輸出。比如空燃比提高到30左右的時候，火花塞只能點燃周圍一小片趨於，周圍的混合氣體無法正常燃燒。目前的解決辦法就是馬自達的創馳藍天-X採用了壓燃技術，空燃比達到了逆天的37：1，依靠18：1的壓縮比和均質壓燃技術實現了超高的空燃比。這就是為何馬自達能把熱效率做到50%的一個關鍵因素，但如果不是這種技術的突破不可能通過火花塞點燃達到37：1的空燃比，也不可能有50%的熱效率。

發動機結構及材質優化受制於技術突破

提高熱效率肯定要在原有發動機結構上有所優化改變。儘管每一項優化都只可能提升那麼一丟丟熱效率，但是綜合優化下來也會有不小的提升，但是礙於技術和實際因素這些優化也只是在一定範圍內提高，不可能大幅提高熱效率更不可能無限制提高熱效率。比如，優化進排氣夾腳、改變缸徑行程比、優化噴油嘴、利用特殊塗層減少摩擦、優化EGR（廢氣循環系統）、優化佈局排氣歧管等等。

因此，從目前來看提高熱效率主要還是針對燃燒系統、噴油系統、進排氣系統、氣缸環節等以提高發動機整體效率方為目的，而對摩擦損失、泵氣、熱能散失等方面只是略微涉足。這也是正確的突破思路，畢竟我們之前的熱效率才30%幾，從“提高有效功率”方面入手有更大的突破空間。但是想要讓熱效率無限制接近到100%最終需要克服的仍是熱能、摩擦、傳遞阻力帶來的消耗，而這在上文也說了根本不可能，也許不用等到75%的熱效率（理論可以達到的最高熱效率）內燃機可能已經被新動力系統所取代。

旋轉的方向盤

以現有的內燃機是不可能的，主要的損失來自三個方面。

一是內能並沒有完全轉換為機械能，這部分能量以尾氣等方式損失掉了，是最大的浪費點，佔比3成以上。

二是燃燒效率，做到完全燃燒幾乎是不可能的，只能儘可能去努力，這部分目前已經得到了較好的控制。總體上大約損失5到10%

三是動能傳遞過程中的損耗。大多發生在機械零件的摩擦和變速過程中，總體損失約10到20%，近些年幾乎沒有有效的改善手段。

最後需要說的是，內燃機的最佳效率工況要求很苛刻，除了最佳工作點之外，大部分工況的效率連最大值的一半都沒有。

這也是為什麼豐田混動效率高，它把所有差的工況用電動，只在最佳工況附近用內燃機直驅，必然節省燃料，提高平均效率

風雨無阻wind

如果熱效率達到100%會有幾個很奇妙的事情發生。1.不管車子開多久，發動機始終都是涼的。2.水箱、冷卻液沒了。3.冬天制熱就必須要使用空調了。

激動三輪兒

我來寫份原創。發動機的燃料熱能分三大部分。

1.尾氣損失。佔總熱值的40%左右。計算過程如下。進氣總量14.7+1=15.7升。尾氣排放800-1000度左右，15.7升空氣從25度升到1000度，需要能量15.7*空氣熱容1.29*溫差900=14 MJ

而1升汽油熱值=44*密度0.73=33MJ

則尾氣佔汽油總能量的%=14/33=42%(很粗略的計算，不要較真)

2.散熱器損失10%

3.摩擦損失8-10%

總能量損失42+10+10=62%

則熱效率=1-62%=38%

呵呵，感覺好牛逼的樣子。目前豐田的帕金森發動機熱效率41%.已經是活塞內燃機最高了。

有沒有辦法繼續提高熱效率呢？

答案是有的。

1.尾氣損失能量最大。降低尾氣溫度，可以提高熱效率。比如尾氣穩定降低到400度可以提高10-15%.這可不得了了。

2.減少摩擦。

一個可行的熱機模式，叫做外燃式有機朗肯循環。可以把燃油熱效率提高到55%左右。

這需要頂級高校+國家科研資金支持啦

老張說甲醇汽車

內燃機熱效率，在現有位面下、是根本沒辦法達到百分之百的，如果有、只能說它並不屬於內燃機！內燃機的熱效率，所指的就是燃料燃燒產生的能量，完全被用於機械做功的比例，簡單點說就是燃料燃燒產生的能量推動活塞做功、與燃料燃燒產生的總能量的比值；換句話說燃料產生的熱量，只有用於發動機輸出部分、才可以算作是有效的熱量使用，其餘的皆屬於浪費！

所以現如今純內燃機熱效率40%、而混動機型達到了41%，當然這並不是極限、豐田目前也在研發接近50%熱效率的機器！換句話說，咱們燃料燃燒產生的總熱量（不考慮燃料燃燒的比例，那屬於燃燒效率），只有40%被用於車輛機械部分做功，其餘60%都在各個環節上損耗掉了，也就是說、只要我們能阻止這60%的熱能損耗，那麼就有可能把熱效率提高到百分之百，可我們能做到麼、對於內燃機而言這是不可能的！

燃油燃燒的總能量，都損失在哪？

其實這個問題不用扯的太玄乎，過分利用理論去解答反而麻煩，我們在疑惑發動機的熱能為什麼損耗這麼大？所以這個熱就是重點，也就是說汽車上、但凡產生熱的地方（太陽曬得除外），熱能來源皆是燃料的燃燒！所以我們使用暖風，就是消耗了燃料燃燒總能量，熱量用於給人取暖、並不是為發動機做功所使用，所以暖風分擔了部分熱量，導致整體熱效率的降低！

非專業車評

不可能達到100%！

熱機的工作原理是靠溫度差工作的，沒有溫度差無法兒工作，而有溫度差就必然有熱損耗。

關鍵字: 發動機 化學能 汽車