汽油发动机 热效率_汽油发动机热效率极限

1.为什么汽车发动机热效率不能达到100%

什么是热效率？热效率指的是：当燃油在发动机内进行充分燃烧时，将所产生的热量转化成机械能并加以利用。而这个转化比例，也就是我们通常所说到的热效率。如果热效率达到100%，也就意味着在进行燃烧时，不产生任何热量，同时在经过所有零部件时，没有产生任何消耗，而且还要求在燃烧时，必须做到充分燃烧。从理论上来讲，要想发动机的热效率达到100%，以目前的技术水平是根本做不到的。

常见的发动机热效率：

1、蒸汽轮机热效率：4%-8%

2、汽油发动机热效率：25%-35%

3、柴油发动机热效率：35%-45%

发动机的热效率不可能达到100%。原因其一：发动机材质不能接受这么高的温度，发动机都是由金属制造，金属有一定的耐热点，超过一定的温度就会变形，导致零件损毁，所以必须一部分的热能传递给冷却液，也就是散热。

其二：发动机机械运动会损失很大一部分的热量，发动机的核心部件是活塞连杆机构缸体、曲轴，有产生的热能，推动零部件工作输出动力，零件运动摩擦也会损失一定的热量，降低发动机的热效率。

其三：废气排除也会损失热量。发动机的工作原理：进气、燃烧、排气往复不断。排气过程一是损失部分热量，另一部分人呢过转化为动能，推动气体运动。热效率不要说百分之百，41%已经很不容易了，如果50%的马自达创驰蓝天二代实现，那绝对是具有里程碑式的突破。其实发动机也是热机的一种，只要是热机，就不可能达到100%，如果达到了，那么之前所建立的一系列科学认知，一些方面都要打破，这是一件非常可怕的事情。

为什么汽车发动机热效率不能达到100%

发动机热效率的定义是指“发动机有效功率的热当量与所消耗总热量的比值”，这叫做发动机有效效率，简单点来说就是消耗的燃油中有多少是真正被利用起来了，剩下的就浪费掉了，现在很多发动机的热效率还在30-35%左右，超过35%就是比较优秀的了，超过40%的更是屈指可数。

也就是说消耗1升燃油实际上只有30-40%的利用起来了，毕竟燃油从化学能通过燃烧、推动活塞运动等方式向机械能转换的过程中难以避免能量损耗，比如发光、使发动机升温的热量都是属于能量损耗。很显然热效率越高车辆对应的油耗就会越省，如果热效率达到100%，也就是说没有了能量损耗，比如燃油燃烧也不会发光了、跑上几百公里发动机还是常温等等，可能很多人的第一感觉是车辆会省油，比如之前热效率33%，达到100%以后，百公里油耗也就是之前的三分之一，可实际上远远没有这么简单。

也就是说消耗1升燃油实际上只有30-40%的利用起来了，毕竟燃油从化学能通过燃烧、推动活塞运动等方式向机械能转换的过程中难以避免能量损耗，比如发光、使发动机升温的热量都是属于能量损耗。很显然热效率越高车辆对应的油耗就会越省，如果热效率达到100%，也就是说没有了能量损耗，比如燃油燃烧也不会发光了、跑上几百公里发动机还是常温等等，可能很多人的第一感觉是车辆会省油，比如之前热效率33%，达到100%以后，百公里油耗也就是之前的三分之一，可实际上远远没有这么简单。

如果热效率真正达到了100%，那就意味着现在的物理学得推倒重来，各种定律会被否定，而且很可能会克服摩擦力，永动机就很可能会造出来，汽车的油耗可能就不是三分之一了，而是速度上来以后就0油耗了，到时候只用刹车就行了，是几滴油跑就能跑一天这种概念了。当然影响到的不仅仅是汽车，其他各行各业也都得经过大升级，可以不夸张地说，与现在是不同的两个世界。

当然以上也只是想象而已，可以说现在的世界就决定了发动机热效率不能做到100%，不过可以随着技术的进步而提高，比如马自达的压燃技术就能大幅提升热效率，据说能到50%，但这也只是量变，与达到100%的质变并不是一个概念。

希望以上分析能对大家有所帮助！

为什么汽车发动机热效率不能达到100%？

为什么汽车发动机热效率不能达到100%？内燃机运转时，热效率是根据现状不断变化的！40%的热效率只是在一定的发动机转速和负载下，而平均热效率仅为35%左右，这意味着约有65%的热量损失了。

来看看65%的热量是怎么消耗的，不消耗的时候会发生什么！我们汽车的发动机之所以不熔化，其实是靠冷却系统来帮助散热的，因为气缸壁外侧和气缸盖外侧都充满了冷却液；它可以快速删除。

燃烧室和缸盖外侧冷却液量大，缸壁最高温度只有100℃以上！但是我们没有办法打破热力学定律的束缚，我们内燃机就是从热力学定律衍生出来的，这样走下去是不可能打破热力学定律的束缚的，所以这里还有一个悖论。

就是说内燃机是不是完全服从于传统的热力学定律，而内燃机未来的发展目标是要打破热力学定律？很有可能克服摩擦力，造出永动机，汽车的油耗可能不是三分之一，但提速后，油耗为零。只是刹车就可以了几滴油跑步概念可以跑一天。

当然，影响的不只是汽车，其他所有行业也都要经历一次大的现代化改造，毫不夸张地说，这是两个不同的世界。对于普通家用车来说，很难再热效率、动力和发动机寿命之间取得平衡，所以发动机的热效率越高越好！

如果发动机的热效率达到100%，则意味着发动机活塞气缸、发动机曲轴轴承、点火线圈等部件的摩擦为零，其产生的热量将作用于外部。他们给我们带来的体验是，油箱里的续航里程会增加2-3倍。

此外，这款发动机将不再需要冷却液，其安静运行趋于为零。在进气冲程期间喷射氢燃料，气缸冷却系统必须非常先进。进气温度和汽缸散热率很重要，还有其他基础技术会保持不变，未来会有。

当然，一开始是沼气和氢燃料混合用于内燃机，然后内燃机本身会产生一些氢燃料。当然，要完全实现开水技术，还有很多技术需要创新。如果汽车发动机的热效率达到100%，这意味着输出的机械能全部转化为燃烧产生的能量。

然后汽车可以在毫秒内加速到100公里，油耗几乎为零。这是一件无法描述的事情。首先可以肯定的是，燃料不可能是普通的取暖油，普通燃油发动机的热效率在70%左右，这是理论极限。

如果超过这个极限，就可以说是永动机了核燃料的理论极限更高，可以达到99%燃料发动机的火用效率可以无限接近100%，而核燃料的火用效率只能达到20%，并且覆盖在火花塞和活塞的表面，形成积碳，这是不完全燃烧的结果。

积碳会影响下一次火花塞和瓦斯的爆炸。所以车内的汽油并没有100%燃烧。打开四冲程排气阀后，释放出二氧化碳和氮氧化物颗粒。也就是汽车行驶了2万公里之后。用于更换火花塞和处理保养气缸积碳。

比如比亚迪最近发布的骁云发动机，效率高达43%，被认为是目前发动机中效率最高的车用发动机之一。效率的提升意味着做功能力更强，在相同的燃油放热量下可以行驶，更大的做功能力加上高效的传动，可以让汽车行驶更远的距离。

同样的距离可以省油.油的内能一部分转化为机械动能，另一部分转化为混沌能。熵，即一种能量转化为多种能量的过程，会增加。如果油的内能全部转化为机械动能，熵就不会增加，所以永远不可能是100%的热效率。

而且，如果能够100%无损转换，永动机将成为现实。所以说，这才是热效率不能达到100%的原因了。