目前，一直熱衷于發動機技術的豐田、馬自達也很難将發動機熱效率做到40%，發動機熱效率為什麼都這麼低？

文 ▍田忠朝

印象中，日企是最喜歡談發動機熱效率的，但前些日子，奇瑞也搞了一場研讨會，稱其E4T15B發動機熱效率高達37.1%，在行業内引起一片嘩然，其真實性很讓人懷疑。就像100分的試卷，大家都考了30分，這時突然冒出一個人來說他考了40分，你是不是也會問“真的嗎？”。

這還是國内首個敢談發動機熱效率的自主品牌，姑且不論這裡面有多少技術含量和可信度，但為什麼吃瓜群衆都覺得發動機熱效率37.1%是一個很高的數值？

首先，要明白什麼是發動機的熱效率？

熱效率指的是發動機輸出的機械功與發動機燃料燃燒産生能量的比值，是衡量發動機技術水平的一個重要數據。那麼發動機熱效率37.1%是一個啥概念？傳統蒸汽機的熱效率是4%-8%，汽油機的熱效率在25%-35%之間，柴油機的熱效率能達到35%-45%，噴氣發動機的熱效率在50%-60%之間。前段時間豐田推出了一款2.5L直列四缸汽油發動機，混動版熱效率達41%，據說是目前量産汽油機中熱效率最高的，這樣你就可以理解37.1%是一個什麼水平了。

那麼，發動機熱效率為什麼都這麼低？

這個問題要解釋清楚非常複雜！發動機是熱機的一種，整個過程可以看做高溫物質轉化為低溫物質同時輸出功。根據熱力學第二定律：不可能從單一熱源吸收熱能并使之完全轉換為有用功而不産生其他變化。說人話就是，熱能不可能完全用來做功，在能量轉化過程中必然會有一定的損失。

這裡就涉及到各種能量間的平衡關系

發動機熱平衡

在發動機的氣缸中，燃料燃燒的總能量，除了一部分轉化為機械能，推動活塞運動，其他部分都以不同的方式散失到外界。燃料的總熱量在有效功與各種損失直接的分配利用情況，稱為發動機的熱平衡。

機械損失

發動機在運轉過程中，活塞與缸壁的摩擦，各齒輪間的相互磨損都會造成能量損失，這部分消耗就稱為機械損失。一般發動機的機械效率在70%~90%之間，機械效率越高，說明機械損失越少。

那麼為什麼汽車發動機發展了近百年，熱效率始終在一個學渣的水平上徘徊，提高發動機熱效率有這麼難嗎？

難！受熱機理論限制，根據“卡諾循環”η=1-T2（低溫物體）/T1（高溫物體），所以要提高熱效率，從公式上看，是盡可能降低低溫和提高高溫，但在發動機上要想做到這一點很難，所以發動機熱效率每提高1%都非常困難。

現在的技術手段，如阿特金森或米勒循環、缸内直噴、提高壓縮比、HCCI壓燃技術等，通常隻是一些輔助手段提高燃料燃燒效率。而渦輪增壓是從廢氣中回收一部分能量，減少排氣損失。其他如低摩擦設計、低粘度潤滑油等，則是為了減少機械損失。這些都能在一定程度上提高熱效率，但不會太明顯。在不改變發動機現有構造的情況下，發動機熱效率很難做到大幅度提升。

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