汽车发动机的热效率的提高是一件十分困难的事，其原因是，根据卡诺定理，要获得足够高的热效率就必须提高热端温度。以温度300K来计算，如果要实现80%的热效率，则绝热压缩后的温度要达到1500K，压缩比要达到56:1，实现Atkinson/Miller循环则绝色压缩后温度可以略低，但压缩比也要达到43:1，压缩后的温度约1351K。再燃烧后，则温度达到3000K左右，这个温度是难找到合适的材料的。因此，自然吸气实现80%的理论热效率在目前的材料技术方面不太现实。另外，就是各种不可避免的损失，使制造工艺起了关键性的作用，从而使实际热效率提高1个百分点都是十分艰难的事。
如果采用增压技术，使气体先增压并冷却，然后再次进行压缩、燃烧、做功，这一过程更接近卡诺循环，从而可以获得更高的热效率的同时降低燃烧温度。经理论推导，在环境温度为300K(约27℃)，实现80%的理论效率，其燃烧最高温度约2337K，且集中在一范围内并可进行绝热控制。具体方案是，先进行增压并冷却，然后再送入气缸压缩、燃烧、做功，采用13倍的压缩比，而膨胀比为增压比与压缩比的乘积，显然传统气缸活塞发动机是难以实现这一点的，但新型热机则能够轻易做到这一点，因为其冲程是可以设计的。
上表是不同增压比下的热效率，其中效率L是按绝热增压再冷却得到的理论效率，而效率H则是按等温增压计算的结果。等温增压过程需要的输入功稍小，实际的增压损失应介于两者之间的。
从表中可以看出排气压强比1大不少，这是因为没有实现实质性的Atkinso/Miller循环，膨胀后的气体体积等于从环境中吸气的体积。如果实现Atkinso/Miller循环，则膨胀后的气体体积大于从环境中吸气的体积，热效率还可提高1~2个百分点左右，但算法不能仅从气体温度变化来算，因为还存在一个超膨胀的损失功。并且在采用上述技术后，超膨胀带来的收益也十分有限了，仅1~2个百分点左右，不过新型热机在这方面膨胀多一点少一点在设计上是一样的。但为了提高功率和转数，则可以少膨胀一点，也就是牺牲一点效率提高一点功率。
理论和实际是存在巨大差距的，比如增压过程还存在机械损失，而上表中的理论计算中都没有计算在内。另外就是实际绝热压缩过程存在散热损失、和早期气体被加热而需要增加压缩输入功。新型热机由于冲程的可设计性，在压缩冲程可以缩短时间使压缩过程更接近理想的绝热过程。又如密封性对实际效率的影响是巨大的，新型热机的活塞与气缸壁之间是没有侧压力的，从而可以用更低成本实现高密封性。再如机械损失，传统发动机，从活塞环与气缸壁、变换链条到曲轴连杆等等都存在机械磨损并消耗不少有用功，新型热机活塞与气缸壁因无侧压力而磨损大降，机械损失最大的应在导沟与定杆之间的磨损，但因为易润滑并可形成油膜，有资料显示摩擦系数可低至0.001，理论上机械效率要远胜出曲柄连杆，这对提高实际热效率有积极的意义。
另外在一些细节方面，新型热机由于冲程的可设计性，也可带来效益，比如等容预排气可在降缸内气压后再排气进而减少泵气损失功，而传统曲柄连杆要实现这一点则要提前打开排气门，这样要比新型热机多损失一点有用功。
新型热机最大的优势是冲程的可设计性，能够实现各种提高效率的理论，从而可全方位提升实际热效率。
对于新热机做的汽车发动机，本人认为其实际效率在国内现有的材料、制造技术水平上，应该可以实现50%~60%的水平。
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