暉暉日常

不光是達不到100%，汽油發動機要是能超過40%，看見其他廠家橫著走，他們都得給您讓道，因為牛啊。

一般來說，常見發動機的熱效率是這樣的。

1. 蒸汽輪機熱效率：4%-8%；

2. 汽油發動機熱效率：25%-35%；

3. 柴油發動機熱效率：35%-45%。

不誇張地說，每前進1%都是能拿出來炫耀的。

以豐田的得意之作Dynamic Force Engine為例，雖然號稱天空才是極限，但汽油版和混動版熱效率也“僅僅”為40%和41%。汽油版也只不過比此前的2ZR-FXE發動機提高了1%，是不是大跌眼鏡？

就我覺得，並不是。

豐田有此成就可是日積月累的成果，比如此前豐田在第四代普銳斯上使用的2ZR-FXE發動機就以40%的熱效率常年雄霸發動機熱效率榜。而Dynamic Force Engine也是各種黑科技加身，單論配氣，在2.5L發動機上就使用了進/排氣雙可變氣門正時，而且進氣端使用的是電控可變氣門正時（VVT-ie）。

這帶來的直接好處是，相比傳統的油壓控制，電控系統的反應速度會更快，控制精度也更高。

△提高油氣混合氣的紊流程度。

初步瞭解了發動機熱效率的市場行情，在40分是滿分的年代裡，我們真不能對發動機熱效率苛責太多。

到此我們可以結束討論了，不過我覺得還是有必要再深層次討論下為什麼發動機熱效率達不到100%的原因。

根據熱力學第二定律，不可能從單一熱源吸收熱能並將它完全轉換為有用功，而且還不產生其他變化。這就好比吃飯，我們是不可能完全攝取米飯的所有能量的，部分能量會以排洩物的方式損失掉……

這就好比有的人吸收好，容易“捉膘”。

那就能量轉換中，有哪些因素會影響到效率呢？

1. 發動機工作時熱量很高，而高溫對發動機的損傷也很大，所以為了避免這一問題，我們需要對發動機進行散熱冷卻，一部分熱量就被流失掉了；

2. 發動機是機械結構，而運動部件在高速運動過程中是避免不了摩擦的，摩擦會損耗能量，這就不用解釋了吧；

3. 發動機需要將廢氣排出，吸入新鮮空氣，而廢氣並不是真的毫無用處，至少它本身是帶有一定熱值和流速（這都可以被視為不同形式的能量），這也是為什麼廢氣渦輪增壓會被利用起來的原因之一；

4. 發動機運轉過程中，不可能達到完全和諧地燃燒，比如偶爾來個失火啊、通氣不暢啊、爆燃啊什麼的，這些都會降低能量利用率；

5. 除此外，包括泵氣損失、熱輻射損失等等也會影響能量利用率。

東拉西車

發動機一般熱效率僅為30%左右，其餘的能量以機械阻力損耗、泵損耗、排氣損耗、冷卻損耗和未燃損耗形式浪費掉！

對於熱效率高達100%？必須解決能量損失，對於現在的技術水平來說，簡直就是天文數字。畢竟現在常用的發動機熱效率也就在30%~38%之間，現在全球發動機熱效率最高的才達到50%，就是馬自達 SKYACTIV-X 發動機，這是目前最頂級的發動機，採用和柴油發動機相同的壓燃點火方式，並且在奧托循環基礎上推遲了進氣門關閉的時間，使膨脹比高於壓縮比，提高發動機有效功。就連整天以技術為傲的豐田汽車，Dynamic Force系列2.5L發動機熱效率才僅僅是40~41%。按照現在的水平，是看不到希望的。

發動機熱效率為什麼達不到100%？原因很簡單，現在發動機燃燒缸燃燒溫度特別高，需要及時降溫，如果溫度降不下去，很容易形成爆缸，到時候發動機直接報廢。為了降低發動機缸體溫度，必須配備冷卻液，冷卻液大部分熱量都白白浪費掉，如果沒有冷卻液，發動機燃燒缸在汽油燃燒作用下，溫度會一直劇增，到時候直接把缸體融化掉，試問我們發動機熱效率怎麼可以達到100%？

並且根據熱力學定律，熱量傳遞行駛有三種，熱傳導，熱擴散，熱輻射，只要發動機燃燒產生熱量，就必須有熱量損失，科學再怎麼發展，基本的定律必須要維持！

發動機在工作過程中，會有泵氣損失，發動機排氣溫度也會帶走一大部分熱量，這些損失目前沒有都解決方案！

發動機屬於機械零部件，在發動機工作的時候，各零部件之間必然有摩擦損失，摩擦損失又如何去除？沒有一點點跡象可以改變這種現象！

總之，熱效率達到100%，簡直是天方夜譚！你認為呢？歡迎留言評論！

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汽車概況

首先，發動機有很多種，但不能到100%能量轉換率則是肯定的，我只回答下汽油機。從源頭的燃燒說，當今即使是350巴高壓直噴加強氣流導向組織燃燒，還是不可避免有燃料沒有充分氧化放熱，最近搞的滿國風雲的國六很多指標就是這麼燃燒中間產物，而且每款發動機有自己燃燒特性，各區域把化學能轉為熱能的效率還不同。從熱力學第二定律來說，低品味的熱能轉化為高品味的機械能本就不可能，汽油機燃燒溫度並不高，排氣溫度也不低，轉換效率就不高。總功出來了，但要考慮發動機摩擦，泵氣，驅動冷卻潤滑系統的消耗，剩下的就更少了。剩下的非常遺憾也不能全用，為了減緩變工況衝擊，系統會調用點火提前角來儘快控制扭矩，彌補進氣的延遲也付出了效率的代價，而什麼怠速，加熱催化器，冬季迅速升溫，防止爆震，包括一些變速器動作，剎車動作，系統都會主動降低點火效率。綜上，百分百效率違反燃燒學，熱力學，機械學定律，而定律下得到的扭矩不加控制，奇差的駕乘體驗下客戶也會罵死你。

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粗略瀏覽了一下答案，發現大家都沒有從理論上給出準確的科學的解釋。其實，這個問題的答案來自於熱力學，下面我們一起來探討一下。

1、熱循環效率的基本理論——熱力學第二定律

大家都熟知的一條熱力學定律是能量守恆，講的是能量只能互相轉化，並不會突然增加或減小。但是，熱力學第一定律並沒有解釋清楚能量轉化的方向性。

實際上，能量是具有品質的，能量流動就像水流一樣，總是從高品質能量轉化為低品質能量。這種轉換指的是自發過程。如下圖，杯中的熱水會自發的將熱能散發到空氣中，但是空氣中的熱能並不會自發地進入水中，儘管這個過程並不違背第一定律。

所以，為了描述這種過程的方向性，第二定律應運而生。熱二律的表述非常多，比較著名的是基於熱功轉換的開爾文-普朗克表述和基於傳熱的克勞修斯表述。

熱二律的出現，徹底否定了第二類永動機的可能。歷史上首個成型的第二類永動機裝置是1881年美國人約翰·加姆吉為美國海軍設計的零發動機（Zeromoter），這一裝置利用海水的熱量將液氨汽化，推動機械運轉。但是這一裝置無法持續運轉，因為汽化後的液氨在沒有低溫熱源存在的條件下無法重新液化，因而不能完成循環。

2、熱循環效率的極致——卡諾循環

1824年，一位法國工程師提出了“卡諾循環”，並且證實，卡諾循環是熱效率最高的循環。因此，他也被稱為熱二律的奠基人。

1-2可逆定溫吸熱膨脹過程， q1 = T1(s2-s1)

2-3可逆絕熱膨脹過程，對外作功

3-4可逆定溫放熱壓縮過程， q2 = T2(s2-s1)

4-1可逆絕熱壓縮過程，對內作功

根據分析，卡諾循環的熱效率表達式如下，發現其僅與高低溫熱源的溫度有關。高溫越高、低溫越低都會提升卡諾循環的效率。雖然卡諾循環是理想循環，但是它為所有熱機的效率提供了方向。

3、實際循環——能量的耗散

卡諾循環告訴我們，發動機循環的熱效率不可能是100%，而是取決於高低兩個問題。因為，假設熱機效率達到了100%，根據卡諾循環的熱效率表達式，T2必須為零，或者T1為無窮大，這直接違背了熱二律。但是，通過選取高低溫，可以儘量的提升循環的效率。

但是，卡諾循環是理想循環。實際循環中，等溫過程和等熵過程都非常難以控制。而且，卡諾循環的輸出功很小，加上摩擦損耗，可能無法對外做功，如上圖。再者，實際過程都是不可逆的。所以，實際情況下，由於無法避開的能量消耗，熱機的循環效率要小於卡諾循環的效率。

4、總結

通過上述分析，相信已經解答了本問題。實際的熱機循環效率不可能100%，是熱二律在起作用。

力學Nerd王小胖

能量方面的事，怎麼可能會有百分之百的事兒？

熱效率是什麼？發動機消耗的熱量和轉變成機械能的熱量之比叫做熱效應，至於為什麼達不到百分之百------但凡學過物理的人應該會就會知道有個詞叫能量損耗把？

當然，不同的發動機工作原理也不一樣，熱效率自然也不一樣了，這裡我們就只談汽油發動機。

往復式發動機

我們先隨便找個往復式發動機的原理圖：

首先，內燃機的溫度和外界溫度就不一樣，汽油的燃點是427，正常的發動機溫度是多少？100以上就了不得了-----這麼大的溫差會不會有熱量逸散？光這部分燃氣熱量散發浪費的能量至少就有20％了；

其次，活塞在運動的時候要克服慣性，那麼克服慣性的能量是不是浪費的？這部分的能量浪費又是20％

再次，汽油的燃燒肯定是不充分的----那麼不充分的燃燒是不是又得浪費熱能？這部分的燃燒浪費又是3％

最後，在這個能量傳動的時候，會不會有浪費？當然會有，機械傳動要通過曲柄通過變速箱通過半軸等等，這部分浪費的能量又是5％。

綜上，我們就不算傳動損失，純粹的看汽缸做工，活塞衝程發動機的理論熱效率極限值才僅是50％......但這個數據是不可能達到的-----豐田弄了這麼多年自吸發動機，才41％，這已經很恐怖了。

轉子發動機

當然，汽油發動機不僅僅是往復式發動機，還有一種神奇的發動機-----轉子發動機。

上圖為轉子發動機的汽缸，簡單的講，轉子發動機靠轉子旋轉。

轉子發動機的這種模式，,作功時火花塞點燃混合氣並不需要完全燃燒就可以排氣，所以它不需要考慮不充分燃燒損失的熱量，同時轉子發動機是旋轉作功，只要解決氣密和同步問題，就可以避免傳動損失。

因此，轉子發動機的極限熱效率有60％------但也一樣，這是極限值，是理想狀態，當然不可能達到。

以上，就是關於汽油發動機的熱效率問題了。

無聊到巔峰

朱博士回答：發動機的熱效率為什麼不能達到100%，我也只能用前輩們的研究結果給大家解釋一下。發動機是熱機的一種，熱機的最大熱效率能到底能達到多少？解釋這方面問題的基礎理論就是熱力學第二定律和卡諾循環。

任何一種熱機的熱效率都不可能達到100%。

不可能製成一種循環動作的熱機，從單一熱源取熱，使之完全變為功而不引起其它變化。這就是熱力學第二定律的一種表述方式。

所以，科學家開爾文給第二定律表述成：第二類永動機不可能實現 。什麼是第二類永動機，大家可以自己查一下。

活塞式內燃機的工作過程可以簡化成卡諾循環，這是法國工程師卡諾在深入考察了蒸汽機工作的基礎上，於1824年提出的一種理想的熱機工作循環。

設一熱機中有一定量的工質，工作在溫度分別為Th和Tc的兩恆溫熱源間。卡諾循環由兩個可逆的定溫過程和兩個可逆的絕熱過程（定熵）組成。

用卡諾循環計算一下發動機的熱效率，高溫存儲器的溫度假設由燃料燃燒放熱維持，溫度維持在2200K（1927℃），低溫存儲器就是大氣狀態環境溫度為20℃（293K）。

那麼這個卡諾循環發動機的熱效率等於1-293/2200；等於0.867，也就是熱效率為86.7%。

現實世界中的發動機的熱效率要比86.7%還差的很遠。內燃機行業的工作者通過一個多世紀的努力，現在柴油的熱效率可以大於50%，汽油機的熱效率可以達到40%以上。

當然，我們都還在繼續努力著。

朱博士白話發動機

其實不止發動機，地球上所有物體的機械做功效率都不可能達到百分之百，發動機做工消耗的熱能值和燃油燃燒的熱能值相比，可以這樣來說，能達到一半就了不起了。

這裡涉及到發動機工作時熱能的丟失，工作產生的摩擦力和阻力等等。

熱能的丟失表現為熱的傳導，這是無法避免的，發動機機體受熱就會升溫，這些溫度就是來源於熱能的傳導丟失，同時為了使發動機不至於溫度過高，水箱出現散熱，尾氣排放也存在溫度，這些都是能量的丟失。

地球無處不存在摩擦力和阻力，包括電路傳導，除非超導體材料可以實現無損耗輸電。但也存在極小的丟失，不可能百分百輸送不損耗。發動機工作，各工作部件在工作時，由於受到氣缸部件之間的摩擦力和傳動部件摩擦力，這些力都是需要另外一個力去克服的，就是熱能產生的動力，無形中就會產生損耗。

這些都是無法避免不可逆的，一個人就算是走路受到空氣阻力和各種摩擦力，做工效率都不可能達到百分百。

所以不止發動機，還是那句話，地球上所有的機械做工效率都不可能達到百分百。質能的轉換都存在伴隨質量，能量的丟失。就像核裂變反應，裂變產生的質量丟失就轉化驚人能量。

壹點科譜

初中物理說的就夠清楚的，看下圖
初中物理主要介紹內燃機，從其能流圖不難看出，燃料燃燒釋放出的內能的流向：克服機械的各運動部件接觸處的摩擦要損失一部分；機械部件散熱要損失一部分能量；排氣衝程排出的廢氣帶走相當多的一部分能量。這些能量損失都是不能避免的。最後，剩下的一少部分才是轉換為機械能對外做有用功的能量。另外，因為內燃機的燃料燃燒已經比較充分，所以，能流圖上沒有考慮燃料不能完全燃燒損失的能量，如再加上這部分能量損失更大。總之，使用熱機時，轉化成有用功的能量總小於燃料的化學能，所以，熱機的效率總小於100％。如蒸汽機6％～15％，

甜甜向上314159

我感覺把發動機的效率提高到百分之六十應該沒問題 前提是必須打破現在的理論 我們需要更強大的配氣機構 吸壓爆排 必須在壓和爆上想辦法

從零開始3749

發動的工作原理是：將壓縮的燃油與空氣的混合氣體點燃後，混合氣體充分燃燒急劇膨脹來推動活塞往復運動做功，從而提供整車行駛的原動力。

在整個做功過程中，能量經過轉化和傳遞，存在大量的損失，所以，發動機的熱效率不能達到100%。目前，發動機的熱效率能達到35%~40%左右已是世界頂尖水平。

熱效率的損失主要體現在以下幾個方面：

1、燃油本身燃燒不充分。

2、發動機各個運動副之間的摩擦損耗。以及曲軸攪動機油的阻力，對動能都有損耗。

3、熱傳遞損耗。為了保持發動機的正常運行，就要利用冷卻循環系統給發動機恆溫，這會導致大量的熱量損失。活塞，活塞環的熱量通過氣缸壁，水道中的冷卻液循環將熱量帶走，維持發動機正常溫度。

4、排出的廢氣帶走了大量的熱量和動能。這也是能量損失的一大部分。

所以，發動機的整個運行過程會有大量的能量損耗，導致最終發動機的熱效率只有30%—40%左右。

希望我的回答對你有用，瞭解更多汽車常識請加我關注！

關鍵字: 熱效率 用車 發動機