发动机热效率 发动机热效率和功率

什么是发动机的热效率

发动机效率（engine efficiency）是指发动机利用推进剂化学能的有效程度。发动机工作时燃料所含热能只有一部分转变为推进功，其余部分以热能或动能形式损失掉。发动机效率是评定发动机性能的指标之一，它分为热效率、推进效率和总效率。[1]

发动机热效率 发动机热效率和功率

发动机热效率 发动机热效率和功率

固体火箭发动机和液体火箭发动机的效率都可以用标准条件下发动机比冲与推进剂理论比冲的比值表示，也就是以推进剂在发动机中单位流量产生的推力与其单位流量理论热能产生的推力之比值表示。

说说买车，用车，养车，修车的那些事

什么是发动机热效率？

的发动机热效率仅41%，热效率达到有可能吗？

表象上看发动机的工作很简单有序，其实发动机内部工作是一个极其复杂而多变的情况，完全不是简单的几个公式、几个参数或者几句话就能总结到位的。如果只是理论上讨论发动机热效率的可提高性，在排除各种影响因素外我给大家分享下它为什么不可能达到，就算以后有新技术突破也是尽可能提高热效率而不可能达到。

热力学第二定律指出：不可能从单一热源取热然后完全转化成有用功而不产生其它影响。应用到发动机上就是燃料产生的有效能量不可能转化为有效机械能，因为伴随它的必然有热能、摩擦、阻力损耗等以其它形式损失。

热效率涉及因素繁多

发动机的功率分为有效功率和指示功率。指示功率可以理解为单位时间内发动机燃烧燃油所做的指示功，它是以活塞做功为依据基础。有效功率可以理解为单位时间内燃烧燃油用来产生驱动所做的功（可以看做输出功率）是以曲轴做功为基础。所以，有效功率能更确切的反应出有效做功的效率。热效率指的是发动机的有效热效率，是发动机用于驱动力的能量和燃烧燃料产生的能量之比。指示功率、有效功率、和机械功率它们之间的关系如下：

指示功率＝有效功率+机械功率

机械效率＝有效功率/指示功率

因此，实际情况有以上各个因素影响着热效率的提高，也不可能把有效燃油产生的能量全部转化为驱动力能量而没任何影响，因为这期间都被热量、部件摩擦、泵气、阻力等情况损失掉。所以，无论是目前的技术还是材料的应用都不可能让热效率达到。

压缩比不可能无限增大

理论上提高压缩比热效率就会越高，但是压缩比的提高也是有限度的。比如到达某一恒定值的时候（不考虑爆燃情况）热量损失和阻力损失会阻止压缩比继续提高，再高反而导致效率下降，除非克服散热和阻力带来的损失（当然这也是不可能的）。实际情况提高压缩比的话对活塞、连杆、曲轴以及气缸的材质有极高的要求，再者汽油相对活跃，提高压缩比的问题就是克服爆燃问题。所以，以现在发动机的运行原理来看，压缩比是不可能无限制提高的，这样通过压缩比来提高热效率也是不可能无限提高的。

空燃比不可能无限提高

空燃比：空气质量/燃料质量。我们知道汽油机的空燃比是14.7：1，空燃比在12-13的时候发动机效率而空燃比大于18的时候燃烧的更充分更省油，污染物排放更少。理论上无限提高空燃比可提高热效率，但是空燃比又不可能无限升高，因为空气越稀薄越不容易被点燃反而适得其反，燃油浪费非说 汽车 也没有动力输出。比如空燃比提高到30左右的时候，火花塞只能点燃周围一小片趋于，周围的混合气体无常燃烧。目前的解决办法就是的创驰蓝天-X采用了压燃技术，空燃比达到了逆天的37：1，依靠18：1的压缩比和均质压燃技术实现了超高的空燃比。这就是为何能把热效率做到50%的一个关键因素，但如果不是这种技术的突破不可能通过火花塞点燃达到37：1的空燃比，也不可能有50%的热效率。

发动机结构及材质优化受制于技术突破

提高热效率肯定要在原有发动机结构上有所优化改变。尽管每一项优化都只可能提升那么一丢丢热效率，但是综合优化下来也会有不小的提升，但是碍于技术和实际因素这些优化也只是在一定范围内提高，不可能大幅提高热效率更不可能无限制提高热效率。比如，优化进排气夹脚、改变缸径行程比、优化喷油嘴、利用特殊涂层减少摩擦、优化EGR（废气循环系统）、优化布局排气歧管等等。

因此，从目前来看提高热效率主要还是针对燃烧系统、喷油系统、进排气系统、气缸环节等以提高发动机整体效率方为目的，而对摩擦损失、泵气、热能散失等方面只是略微涉足。这也是正确的突破思路，毕竟我们之前的热效率才30%几，从“提高有效功率”方面入手有更大的突破空间。但是想要让热效率无限制接近到最终需要克服的仍是热能、摩擦、传递阻力带来的消耗，而这在上文也说了根本不可能，也许不用等到75%的热效率（理论可以达到的热效率）内燃机可能已经被新动力系统所取代。

回答区一大堆回答，虽然结论正确，但是论述过程都没回答到点子上。

内燃机效率不能达到百分之百在现有科学技术领域内是定论。

学过工程热力学的都知道，热力学第二定律：不可能从单一热源吸收热量，然后百分之百转变成功，而不产生其他影响。

从熵的角度来看，内燃机是利用热能对外做功的，而热能是一种“无序”能源，功是一种“有序”能源。“有序”能源理论上可以百分百转变为“无序”能源，“无序”能源理论上就不能百分百转变为“有序”能源，“有序”能源之间理论上可以相互百分百转换。

常见的能源，如势能（如水力发电），动能（如风力发电），电能都是“有序”能源。而太阳能，热能，化学能等都是“无序”能源。

汽车 发动机是奥托循环，奥托循环理论效率公式：η=1-ε^(1-γ），η为效率，ε为压缩比，γ为空气比热容比。

空气的比热容比为1.4是无法改变的。

想要提高理论效率，只有提高压缩比一条路径。

如果理论效率想要达到80%，压缩比需要达到50：1那么想要理论效率接近百分之百，需要压缩比足够大，想要压缩足够大，或者提高压缩压力至非常高，或者降低排气压力极低，低至接近真空和零度排气……

汽油机压缩比约13，据此，计算可知奥托循环理想热效率η=1-13^(1-1.4)=1-13^-0.4=1-0.3597=0.6403=64.03%.其他的诸如散热损失，机械损失，不完全燃烧，吸气排气阻力等等因素，都是在理论上限64.03%之内考虑的问题了。

柴油机压缩比接二十，所以效率高于汽油机，其理论效率约70%，实际效率能达到约55%。

别说热效率，以目前的固有技术来看，往复式内燃机额热效率都不会超过50%--------同时，发动机热效率也并非能完全代表经济性。

发动机热效率说白了就是内燃机消耗的热量与转变成机械能的热量的比值，用热力学第二定理就能很明显的看出来这个比值是达不到1的（ 不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响）

1.燃料无法完全燃烧。

理论上讲，物体完全燃烧是需要充分的氧气，而在实际过程中显然是不存在含氧量百分之百的，其次，内燃机燃料在燃烧过程中同样的会产生燃点不同的杂质，而这部分杂质显然不会在燃料的燃点燃烧。

2.热量损失。

如果要达到百分百热效率，显然是不能有热量作“无用功”的，但实际情况呢？发动机的温度与燃烧室内燃烧的温度一致吗？空气在进气之后与进气之前的温度是否一致吗？显然是不一致的。而这部分的热量是必然损失的。

3.机械传动的能力损失。

而在能量传递过程中，活塞在运动中克服惯性有能量损失；传动过程中经过变速箱通、经过半轴，经过曲柄又有能力损失。

综上，传统内燃机的热效率百分之三十，而如今在各家针对压缩比，气门系统等项目上的技术公关，如今能达到的传统型活塞冲程内燃机的热效率的极限值就在百分之五十，而转子发动机因为其独特的做功方式使得它的热效率是百分之60----------而这，就是汽油机的极限热效率，所以不存在什么百分之百的热效率。

，热效率是真的没必要去 过分追逐 ，丰田抬出来的热效率41%更多意义上是作为技术噱头来处理的。我们要明白一个问题，热效率与动力在目前的技术水平上是基本不能兼顾的，是否要求更高的热效率，实际上还是看你在这两者之间的权衡了。

内燃机热效率，在现有位面下、是根本没办法达到百分之百的，如果有、只能说它并不属于内燃机！内燃机的热效率，所指的就是燃料燃烧产生的能量，完全被用于机械做功的比例，简单点说就是燃料燃烧产生的能量推动活塞做功、与燃料燃烧产生的总能量的比值；换句话说燃料产生的热量，只有用于发动机输出部分、才可以算作是有效的热量使用，其余的皆属于浪费！

所以现如今纯内燃机热效率40%、而混动机型达到了41%，当然这并不是极限、丰田目前也在研发接近50%热效率的机器！换句话说，咱们燃料燃烧产生的总热量（ 不考虑燃料燃烧的比例，那属于燃烧效率 ），只有40%被用于车辆机械部分做功，其余60%都在各个环节上损耗掉了，也就是说、只要我们能阻止这60%的热能损耗，那么就有可能把热效率提高到 百分之百 ，可我们能做到么、对于内燃机而言这是不可能的！

燃油燃烧的总能量，都损失在哪？

其实这个问题不用扯的太玄乎，过分利用理论去解答反而麻烦，我们在疑惑发动机的 热能 为什么损耗这么大？所以这个 热 就是重点，也就是说 汽车 上、但凡 产生热 的地方（太阳晒得除外），热能来源皆是 燃料的燃烧 ！所以我们使用暖风，就是消耗了 燃料燃烧总能量 ，热量用于给人取暖、并不是为发动机做功所使用，所以暖风分担了部分热量，导致整体热效率的降低！

而除此之外内燃机燃烧，总得有 冷却系统 是不是？冷却系统的工作原理是什么，冷却系统的原理就是利用 循环的冷却液 ，去带走 燃料燃烧产生的热量 ，防止发动机过热、开锅，这热量都被冷却液带走了、肯定不是用于发动机做功了，所以冷却系统消耗了一部分热量；就是任何内燃机，燃烧燃料、烧完了总得去排放吧？即便是人也不能只吃、不拉啊，那样不成貔貅了么？所以内燃机燃烧，肯定是要进行排放的，排放的尾气、也是很烫手的，所以这同样是热量损耗的一个路径；用目前的技术来说无论是 取消冷却系统、将排温降低至零 ，其实都是做不到的；在冬季、不让您用暖风，您会同意么？只要您用了暖风，就等于分担了燃料燃烧的总热能，就会让热效率降低（当然这是指未来若真达到百分百的时候，即便用了暖风就到不了百分百了）。。。

实际上鄙人写这篇，并不是特别严谨、但方向上并无问题，实际上就是这样、 汽车 上的 发热源很多 ，这些热源都是从内燃机上取热的，所以都是在分担 燃料燃烧总热量 ，燃料燃烧的总热量、被这些热源分走了那么多，怎么可能达到百分之百呢？难道不要冷却系统、取消排气系统、不用暖风么？ 开尔文对热力学第二定律的表述为：不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响 ；所以只要产生其他影响，其实就是降低热效率的过程，内燃机燃烧燃料所产生的总热量，不可能只用于内燃机做功，所以内燃机的热效率永远不会达到百分之百，如果达到了、那么将直接推翻热力学第二定律，就是这么简单！

以目前 科技 水平来说发动机要想达到热效率的可能性是零。

什么是发动机热效率

发动机是一个把燃料化学能转换成机械能的工具，转化效率就是热效率。这是我们最直接理解热效率的描述了。

汽油机热效率想要达到会发生什么

因为燃料进入发动机要燃烧，燃烧必然产生热量，想要热效率达到那么这些热量必须全部转化成动力，也就是说发动机的燃烧室、缸体、活塞、气门、排气系统都不能吸收这些热量。发动机不需要散热系统，而且发动机温度、尾气温度和环境温度是一致的。这一切都是不可能实现的。因为燃料终究是在发动机的硬件里燃烧，只要燃烧必然有热量，必然会被发动机吸收一部分。所以说目前的 科技 水平无法实现热效率。

热效率高的发动机对消费者有什么意义

对消费者来说发动机热效率高不能说明动力性好，只能说明发动机更省油，所以你想要一辆加速很猛的车热效率高的发动机不一定能满足你的需求。但是你想要一辆同级别更省油的车那么热效率高的发动机是。

为了使发动机达到100％的效率，所有输入能量都需要转换为有用的输出能量。效率为100％的发动机的输出将是所有工作且无热量，无污染，无排放，无噪音或无振动。但是在任何实际的发动机中，由于运动部件的存在，总会有摩擦。

因此，可以轻松地看到这是不可能的引擎。如果可能的话，那这个发明会成为传奇。

在典型的低压缩发动机中，热效率仅为约26％。在诸如发动机的高度改进的发动机中，热效率约为34％。可以肯定的是，内部燃烧引擎的效率远未达到100％。

从燃料中包含的化学势能来看，燃料燃烧中只有20％的功率有效地转化为有用功。燃料中的许多能量最终以废热的形式通过排气和冷却系统进入外部环境，而大部分能量最终只是克服了滚动摩擦和抗风性。

总体结论是IC引擎效率不是很高。试想一下，燃烧燃料产生的功率中只有20％是有用的，甚至比发动机输出的功率还要少。

柴油发动机比燃气发动机更高效，因为它们具有更高的压缩比和更高的能量柴油。柴油燃料是一种较重的碳氢化合物，其中的碳和氢彼此牢固地结合在一起。当以热能形式提供能量时，它会爆炸，释放出比汽油高得多的能量。

结论是，我们可以将工作转化为具有超过100％的性能的传热，但我们绝不能将热量转化为100％的效率。

关于能量转换，没有能做到百分百的。

从瓦特的蒸汽%的热效率开始的蒸汽机，到后来的柴油汽油内燃机的20左右，到现在普遍能达到的35%。涡轮增压的热效率普遍比丰田混动创驰蓝天要低，但同样功率排量小，机械摩擦小，所以总体来说也是个发展方向。

，丰田已经朝着50%热效率进发。传统内燃机的极限若隐若现。排气必须要有温度，三元催化需要高温。冷却系统需要给发动机的工作温度。这些都是无法克服的热效率损耗。

如果内燃机有足够的时间。那工程师一定会让内燃机热效率达到极限。用保温系统和尽量小的循环让发动机尽快升温。让排气温度刚好达到三元催化工作温度。

简单来说，当散热水箱无需外界散热，永远小循环。当暖风系统需要离开发动机余热，极限就真的来了。怎么来的？？发动机喷水。水温达到正常后，把越来越多的水喷进气缸吸收热量，产生动能。刚好维持正常水温。

当一切达到极限后，发动机热效率会在75%左右。加上强混动系统，一辆级别的轿车城区高速油耗会稳定在3升左右。

1.尾气损失。占总热值的40%左右。计算过程如下。进气总量14.7+1=15.7升。尾气排放800-1000度左右，15.7升空气从25度升到1000度，需要能量15.7空气热容1.29温900=14 MJ

而1升汽油热值=44密度0.73=33MJ

则尾气占汽油总能量的%=14/33=42%(很粗略的计算，不要较真)

2.散热器损失10%

3.摩擦损失8-10%

总能量损失42+10+10=62%

则热效率=1-62%=38%

呵呵，感觉好的样子。目前丰田的帕金森发动机热效率41%.已经是活塞内燃机了。

有没有办法继续提高热效率呢？

是有的。

1.尾气损失能量。降低尾气温度，可以提高热效率。比如尾气稳定降低到400度可以提高10-15%.这可不得了了。

2.减少摩擦。

一个可行的热机模式，叫做外燃式有机朗肯循环。可以把燃油热效率提高到55%左右。

这需要高校+科研资金支持啦

发动机效率不可能达到

「活塞往复循环式·内燃式热机」是燃油动力 汽车 的主要发动机选项，这种机器的热效率平均只有35%，机型勉强可达到41%。比如丰田的NA机型就能达到这种水平，然而因进气方式过于落后所以实际能耗还是很高。那么热效率为什么这么低，到底什么是热效率呢？

基础知识点： 热效率指燃烧燃油产生的热能总量，与通过发动机实际转化的机械能的比例。比如消耗一公斤汽油产生44000千焦的能量，实际只有35%（15400kj）左右的机械能，剩余的大部分都被浪费了哦。

参考能量守恒定律可以得出这样一个结论：燃烧产生的热能均转化为其他类型的能量，只是超60%是不可利用的能量形态。那么有没有可能把这些能量都利用起来呢？是不可能的。

内燃机的结构非常复杂，气门、活塞、连杆、曲轴、飞轮等等结构在运转过程中都会损耗能量。尤其是存在物理接触（摩擦）的部分会有相当大程度的损耗，比如一直需要机油润滑的活塞与气缸。其次进排气过程中也会因缸压与温度的变化而损耗热能，同时机体材料本身也要吸热，所以这些结构的损耗比例总会达到60%左右。

目前能量转化效率的发动机类型为【永磁同步电机】，这机器的转化率比异步电机还要高10%左右，标准为90%~97%。为什么这种机器能够实现高效率呢？

原因在于电机的能量转化不依靠燃烧，而是电流转化为电磁场，利用磁极互斥的原理驱动转子运转。而且转子是悬浮固定与机体内部，存在磨损的只有由很多钢珠组成的轴承。那么能量转化过程的损耗可以忽略，摩擦损耗的能量又很小，这种机器有没有可能达到效率呢？

不论内燃机还是电动机，一旦达到的转化率就基本相当于永动机了。虽然这没有违背能量守恒定律，但是却违背了「热力学第二定律」。内能一定会全部转化为其他能量，但是早摩擦起到的过程中必然存在无规则的热传导，这种能量应该是无法转化为机械能利用的。

电动机的转子轴承运转时会摩擦生热，即使连转子都完全悬浮似乎也还要切割空气吧，所以这种机器都做不到能量转化。那么结构复杂很多的低效率内燃机就更不可能了！

总结&预测：内燃式热机在Turbo时代很难超越40%的大关，少数机构测试的陶瓷材料发动机、涡扇机等60%左右的机器也不可能在 汽车 上普及；前者的超高制造成本决定了不现实，后者的高温尾喷火焰综合实际道路资源也没有普及的价值。

所以内燃机最终还会是往复循环式的落后形态，这种机器会在动力电池制造成本足够低，或者专用充电道路普及后，被高效率的电机全面取代。

热效率达到意味着什么？化学能转化为机械能，所有传导环节均不损耗热效率！完全不可能，首先说金属不吸收热能这就不符合物理原则！

汽车发动机的热效率是什么意思？达到会怎样？

这里的热效率指的就是汽油燃烧后转化为动力的比值，如果达到百分之百，那动力将会非常强劲。

汽车发动机的热效率就是指汽车有效做功除去汽车总做功，达到的话，那么这世界上就有永动机了，所以这是不可能达到。

汽车发动机的热效率其实指的就是汽油燃烧指数，如果达到了，说明你的水箱坏了，需尽快维修。