有没有可能将汽车发动机的热效率提高到60%？

活塞式内燃机无法达到60%的高效率

燃油动力汽车装备的内燃式热机是很低端的发动机类型，其诞生与普及只是为迎合石油开采技术的快速升级，白话的描述则是为了消耗石油才被发明出的机器。内燃机普及于一战阶段，在其之前各大车企在发动机领域的研发方向均指向电动机，原因正是内燃机存在诸多问题。

1：能量转化效率极低。内燃机最常提及的热效率本质为能量转化比例，所谓燃烧实际是一种化学反应，是依靠分子剧烈运动产生推动力并因摩擦产生热能（超高温）；而分子的运动是完全无序的，也就是说分子运动没有固定的方向，那么燃烧产生的热能则无法完全转化为动力，因为活塞的运动方向只有一个，这是导致热效率低的第一个原因。

第二原因为损耗过大，分子运动过程中会产生极高的温度，这些温度不可以持续增长并集中在机体的某一位置，否则高温会导致金属材料熔化变形。所以想要让内燃式热机稳定的运行则需要控制温度，控制的方式则为冷却液的循环；参考热力学第二定律的解释，热能会从高温物体无需的传递至低温物体，也就是说冷却液循环的过程中在不断吸收热能，而这些热能本应该转化为动能。

第三原因为常规的进排气损耗与运动损耗。汽车装备的内燃机为四冲程机，运动的步骤为「进气/压缩/膨胀/排气」，关于进气冷却不用解释，膨胀动能转化步骤无法100%完成转化既需要排除废气也是很无奈的设计，因为要维持曲轴的稳定运转需要为扭矩留有余量。至于运动损耗可理解为活塞与缸壁接触时的损耗，同时曲轴与机油泵以及其他机械结构的运动也会损耗扭矩，扭矩损耗自然会降低输出功率。

简而言之内燃机的热效率低完全是因为产生损耗的结构过于多了，但是为了实现稳定的运行又无法减少其中的任何一项，所以这种机器永远无法实现高效率。至于热效率能超过40%的柴油发动机也在降级，因为过高的压缩比产生过高的温度，以及柴油本就很高的燃烧温度会催生大量的氮氧化物，这对空气质量的破坏是非常严重的。而汽油机实现超40%的热效率也需要提高压缩比或者调整点火正时，这会导致汽油机的NVH越来越像柴油机。

2：内燃机的磨损问题很严重。通过机油（润滑油）的高效润滑，活塞式内燃机的缸套与活塞仍然会产生磨损；在行驶超10万公里后会有太多汽车出现烧机油的问题，原因正是因磨损导致活塞间隙加大，机油蒸汽在曲轴箱的高压下会窜入燃烧室参与燃烧，这是无解的问题。且最终活塞式内燃机会因磨损导致报废，这种使用寿命实际不长的发动机应该被淘汰了。

能取代内燃机的发动机一定是电动机，因其能量转化比例极其高。以永磁同步电机为例，其能量转化的原因非常的简单，将电流输送至电机的电磁线圈形成电磁场，利用电磁场与永磁体的磁极互斥产生动力；整个转化过程中不产生高热，电机可以以超高转速稳定的运行，重点是电磁场也不受空气与温度的影响，所以能量损耗几乎可忽略不计。

同时转子也是直直的一根，没有任何复杂的机械结构则能够减少运动损耗，主要的损耗是转子轴承的钢珠。这种发动机可以将电能以超90%的比例转化为有效功，生产的技术难度与成本也都比较低，那么还有任何理由去研发极限太低且高成本的内燃机吗？毫无疑问内燃机会被淘汰，大部分车企都不在内燃机领域投入过多的研发，未来一定是电机驱动。

说明&总结：电机没有在早期普及，其原因并不是因为爱迪生的镍铁电池没有技术上升空间，而是因为电动汽车技术飞速增长的阶段也是石油开采技术的升级阶段。在这一过程中出现了不对等的行业竞争，很多研发方案与量产车规划被以非常暴力的方式破坏，技术研发出现了中断；其次则是同期连续爆发了两次世界大战，电动汽车的技术研发又被搁置了。

这是燃油车普及与电动汽车没落的原因，但随着石油储备的接近枯竭，如果不想被卷入“三战”的话则系需要寻找替代能源，在诸多能源中只有电可以无限获取，所以电动汽车将会快速的取代燃油动力汽车，至此内燃机再不需要技术升级了。

编辑：天和Auto

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有没有可能将汽车发动机的热效率提高到60%？

活塞热机达到41%的丰田发动机。已经异常艰难了，再高就更加艰难。但有没有提高可能性呢？答案是有的。因为本人刚好研究这个问题，

先说活塞热机能量损失，尾气37%左右，散热器15%，机械摩擦8%，剩下40%左右是做功效率。

卡诺循环热效率和混合气高温低温有关系，这样容易误导人。实际上，最大能量损失是尾气能量，降低尾气温度就可以提高热效率。

丰田的阿特金森循环，就是稀薄燃烧，进而降低尾气温度，达到稍微提高热效率。而带来的是动力变弱。

想要提高到60%，我预算下可能达不到，但是55%有可能。不过不是活塞热机了，

采用燃气轮机可以达到45-50%的热效率。主要通过降低摩擦提高热效率的，比如中华汽车创始人仰融，正在开发的正道汽车。增程器就是燃气轮机发电。

不过。这样的技术行不通的。原因是燃气轮机是高温火焰推动叶轮旋转输出功率。材料是大问题。耐高温材料属于航空发动机技术了。总之，成本高，寿命短。用于汽车增程器可靠性有问题。

问我怎么知道的？我认识正道汽车的总工。这家伙在美国。

我提出的另外一种热机，可以达到55%的燃料利用率。原理是有机朗肯循环+尾气能量回收。

热效率公式Ψ=1-T低/T高。低温100°。高温800°，热效率为1-373/1073=65%，但800°高温对材料要求高。降低到600°，则热效率为48%，同时，通过回收尾气温度能量，用来加热空气，进而降低燃料消耗。再降低8%左右的燃料消耗。这样可以达到55%左右的热效率。

有机朗肯循环可以看看清华大学，天津大学的相关教材，以及相关论文。

至于提问者自问自答的内容，还是建立在活塞热机的基础上。继续提高压缩比，爆震和自燃受不了吧？这是马自达的压燃汽油思路。实现有难度。可行性概率低。还需要继续查资料。

我是老张，对能量有研究。欢迎关注

有没有可能将汽车发动机的热效率提高到60%？

有几个问题，一是你这个热机是什么工作原理，用途是什么，这些热效率数据有没有权威性。二是汽车发动机热效率普遍在30%出头，奇瑞是37%，丰田是41%，马自达理论上是50%，未量产。热效率是衡量节油性能的主要标志之一，达到60%可能性不大，每提升1%都异常艰难。目前，为达到排放标准，混动是最佳方案之一。但是不排除出技术性突破，特别是电子化方面。

有没有可能将汽车发动机的热效率提高到60%？

60%这个效率比目前量产的最高效率41%，高了太多，直觉是可能性不大。

如果采用20倍的压缩比，再采用电喷技术，并实现Atkinson /Miller循环，其理论效率为73.9%，实现循环效率压缩功比理论要多，还有泵气损失等，所以要低一些。先假如为70%，然后再采用绝热技术，让90%的热能参与做功，则有63%的热能转化为机械能。传统曲柄连杆的机械损失约占8个点，这一结构的损失应小得多，有资料表明形成油膜后的滑动摩擦系数可低致0.001，再考虑到润滑剂的阻滞作用，这样也许可按2%来计算机械损失，从而总效率可达60%。

新型热机之所以可以大幅提高热效率，是因为其有以下几方面优势：

1是易于实现高膨胀比，理论热效率高；

2是活塞与气缸壁无侧压力，可减少不少机械损失；

3是其导沟定杆结构可浸润，摩擦系数低；

4是因2所说的原因，密封可以做得更好。如果采用绝热技术，实现95%以上的热能利用率都有可能，也就是将气缸散热损失降至5%以下。

5是因为1所说的膨胀比大做功多，排气温度自然降低，从而缸内平均温度在绝热条件都要比传统发动机更低。

6是冲程可设计，燃烧可设计等容燃烧冲程，提高燃烧性能，还可等容预吸气、预排气，可等气门充分开启后再泵气减少泵气损失功，特别是气缸内气压较高的排气损失功也可降低。

方方面面的节能增效，从而可较大幅度的提高热效率。因此，活塞旋转的结构是革命性的创新，也是一种高效益的创新。

有没有可能将汽车发动机的热效率提高到60%？

提高发动机热效率的关键不在于进一步提高压缩比，而在于减少动力系统运行中的损耗，和使发动机在非额定工况下也能做出理想的奥托循环。

发动机经过百年发展走到今天已经非常成熟，本身的运转损耗已经很难再去压缩，要想将效率值提高到60几乎不可能。

有没有可能将汽车发动机的热效率提高到60%？

发动机热效率提高60%是什么概念？对于现在1.6L发动机，其热效率大约是36%左右，车辆对应的油耗大约在6.5L/100km，如果发动机热效率提升到60%，车辆油耗对应值应该为3.9L/100km，按照现在的水平，这个油耗值也就是现在的混动车油耗，所以，不借助其他手段，单纯依靠硬技术，提升发动机热效率，是非常困难的。

现在的发动机热效率非常低，主要原因就是发动机汽油燃烧所产生的能量，只有很少一部分用于实际做功，其余都被浪费掉，比如发动机发热量，转化为冷却水热能释放掉，还有一部分热量被车辆尾气带走，其余热量则被发动机内部零部件运动摩擦特性而浪费掉。发动机实际做功所占比重真的很低，而车主想要提升燃油效率，必然要进一步降低尾气排放热量损失，发动机产热量的多少，还有发动机内部零部件摩擦特性。

上述问题虽然困难，但并不是没有可能，现在马自达开发了一种新的技术，汽油压燃式发动机，通过高压缩比，及压燃式点燃汽油，这对现在的发动机技术起到变革的作用，马自达创驰蓝天发动机，热效率高达57%，该技术一出，在燃油汽车领域引起了轩然大波，但由于技术缺陷，并不是很成熟，现在该发动机只是处于开发阶段，不过该发动机一问世，燃油车的世界又会一下子蓬勃发展，题主所说的把发动机热效率提升至60%，在这个新技术的催动下，也不是没有可能。

现在的汽油发动机已经非常成熟，如果单纯依靠现有的技术不断完善，比如改善点火提前角，气门正时，稀薄燃烧，减少内部摩擦等等，这些技术太过传统，已经被大多数人研究烂了，在这样的基础上，发动机热效率达到42%已经非常困难，现在也就仅仅丰田完成了，更不用多说发动机热效率达到60%了。

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