汽車內(nèi)燃機(jī)的熱效率如超過80%·燃油車仍舊會被淘汰

“熱效率”是燃油汽車總在討論的問題，想要高性能需要高效率，想要低油耗也要高效率，可是內(nèi)燃機(jī)的熱效率究竟能達(dá)到多高的標(biāo)準(zhǔn)呢？量產(chǎn)發(fā)動機(jī)的最高標(biāo)準(zhǔn)沒有超過45%，目前來看還是比亞迪的1.5L NA阿特金森循環(huán)的43.02%的標(biāo)準(zhǔn)最高，大部分發(fā)動機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)都在35%左右。柴油機(jī)的熱效率在35%~45%區(qū)間，也不是非常的高。

有沒有什么辦法能讓發(fā)動機(jī)的熱效率大幅提升，如果能提升到一半甚至現(xiàn)有水平的一倍，燃油車的未來又會是什么樣子呢？

內(nèi)燃機(jī)的熱效率高不了，這是很無奈的事實(shí)；目前仍舊躺在實(shí)驗(yàn)室里的超高熱效率發(fā)動機(jī)也就是50%出頭，其使用了材料是“陶瓷復(fù)合材料”，這里所謂的陶瓷和用來燒制瓶瓶罐罐的陶瓷概念不同，這是一種高標(biāo)準(zhǔn)的納米復(fù)合材料，制造成本是非常之高的。而即使這種陶瓷發(fā)動機(jī)的熱效率也只是50%左右，到底是什么限制了內(nèi)燃機(jī)的熱效率？！參考下圖。

進(jìn)排氣損耗、磨損損耗、冷卻損耗、燃燒充分性的損耗，幾個(gè)損耗里的最夸張的就是“冷卻損耗”；所謂的內(nèi)燃機(jī)或外燃機(jī)都是“熱機(jī)”，依靠燃燒燃料產(chǎn)生的熱能，通過復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，也就是動力。

熱力學(xué)第二定律說明了熱能會從高溫物體傳導(dǎo)至低溫物體，燃油燃燒的火焰溫度非常高，汽油可以達(dá)到1200 、柴油可以達(dá)到1800 ，可見產(chǎn)生的熱能會有多夸張；而發(fā)動機(jī)的機(jī)體溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于火焰溫度，可發(fā)動機(jī)的材料也有極限，超過閾值就會融化，所以材料會大量吸收熱能但還不能只讓材料吸收熱能，于是就需要冷卻系統(tǒng)。

冷卻系統(tǒng)分為兩部分，其一為外部電子扇和氣流從外部吸收機(jī)體熱能進(jìn)行降溫，其二是內(nèi)部的防凍冷卻液吸收燃燒產(chǎn)生的熱能從內(nèi)部降溫；只有這樣才能保證發(fā)動機(jī)材料不被熔化而損壞，但這樣也會損耗（吸收）掉大量的熱能，可以轉(zhuǎn)化為動力的部分則會大幅減少。

那么想要提高發(fā)動機(jī)的熱效率，核心就是減少冷卻損耗，減少的方式是提高發(fā)動機(jī)材料的耐熱極限；目前看來能選擇的高標(biāo)準(zhǔn)材料極其有限，納米陶瓷復(fù)合材料可以考慮，但是用這種材料打造的發(fā)動機(jī)的成本會高到離譜。于是內(nèi)燃機(jī)進(jìn)入死循環(huán)了，高效率內(nèi)燃機(jī)的制造成本奇高，是沒有普及的可能性的，普通材料的內(nèi)燃機(jī)熱效率高不了，動力和油耗的極限很低。

期望提升內(nèi)燃機(jī)的熱效率并不現(xiàn)實(shí)，除非材料學(xué)有突破，可是突破不了；所以只能在現(xiàn)有材料的范圍內(nèi)，用其他技術(shù)打造出高效率的發(fā)動機(jī)，實(shí)現(xiàn)高效的方向是“不燒油”！

比如電動機(jī)。

電機(jī)通過動力電池組輸入到電機(jī)繞組的電流形成電磁場，通過與永磁體的磁極或另一組線圈的磁極“互斥”就能驅(qū)動轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)；結(jié)構(gòu)可以非常的簡單，重點(diǎn)是轉(zhuǎn)化機(jī)械能的原理是磁場而不是熱能，冷卻損耗的問題解決了。電子的結(jié)構(gòu)又很簡單，機(jī)械阻力損耗也是極低的。

于是電機(jī)的“熱效率”極限就可以非?？鋸垼邩?biāo)準(zhǔn)的永磁同步電機(jī)可以達(dá)到97.5%！這是內(nèi)燃機(jī)無法企及的高度。異步交流電機(jī)在高轉(zhuǎn)速區(qū)間的損耗較低，如果用異同合作的話，電驅(qū)系統(tǒng)的效率會非常理想。

用普通的材料就能打造出高效率、高性能、低能耗的發(fā)動機(jī)，似乎再沒有理由去費(fèi)心的研究內(nèi)燃機(jī)了；現(xiàn)在亟待突破的是動力電池的制造成本，只要能打造出高密度低成本的動力電池，電動汽車可以直接替代燃油汽車；在此之前則只需要用插電混動技術(shù)和增程技術(shù)，讓內(nèi)燃機(jī)在車輛中的角色成為“發(fā)電器”，機(jī)器以低轉(zhuǎn)速運(yùn)行轉(zhuǎn)化出不多的電能，以滿足高效率的電機(jī)正常驅(qū)動汽車，這個(gè)模式等同于讓驅(qū)動系統(tǒng)的熱效率達(dá)到極高的標(biāo)準(zhǔn)，所以不用再糾結(jié)內(nèi)燃機(jī)了。

編輯：天和Auto-汽車科學(xué)島

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現(xiàn)有發(fā)動機(jī)最高熱效率40%左右，如果能做到80%以上，首先同等功率下油耗會下降50%，假如原本百公里6升油，現(xiàn)在3升就夠了，其次，發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)將會簡化，甚至取消。

同等體積重量的熱功轉(zhuǎn)換裝置，功率越大效率越低，效率越高功率越就越低，航空發(fā)動機(jī)就是高功率低效率，火箭發(fā)動機(jī)效率就更低了，如果內(nèi)燃機(jī)效率達(dá)到80%，那功率就低得可憐，輸出的動力可能自身都無法帶動。所以使用大體積大質(zhì)量的熱功轉(zhuǎn)換裝置（發(fā)電廠的蒸汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)）將熱能高效率轉(zhuǎn)化為電能，再將電能分散存儲，用小體積電機(jī)高效轉(zhuǎn)換成動能驅(qū)動汽車就成了提高能源利用率的一種好方法。而且電能還可以有許多清潔環(huán)保的方法獲?。ㄈ缢?、風(fēng)電、光伏等），使總體能源更加綠色環(huán)保。

如果想發(fā)動機(jī)熱效率做到80％以上，除非能做到內(nèi)燃機(jī)和蒸汽輪機(jī)并存，內(nèi)燃機(jī)需要費(fèi)勁吧啦的降溫，而蒸汽輪機(jī)需要燒開水，把內(nèi)燃機(jī)降溫用的能量來燒開水，把兩種機(jī)器完美融合在一起就把熱效率做到最高了吧？個(gè)人見解不喜勿噴，謝謝！

電動車直接被淘汰，起碼還需要80年，電動車才能開始翻身。燃油的能量全面超越電力，現(xiàn)在最高燃油機(jī)效率才42%，提高一倍，而且內(nèi)燃機(jī)時(shí)速如果達(dá)到了220km/h，電動車直接被斬落馬下!電動機(jī)高速非常差，而且1萬轉(zhuǎn)速基本不可能！這在飛機(jī)領(lǐng)域，內(nèi)燃機(jī)完全就是毫無疑問的霸主地位！就好比恐龍對標(biāo)老鼠 ！

其實(shí)現(xiàn)在的發(fā)動機(jī)的技術(shù)和百年前的發(fā)動機(jī)本質(zhì)上沒有什么大的區(qū)別，現(xiàn)在的發(fā)動機(jī)研究已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)死胡同，也可以說基本上達(dá)到了天花板。所以現(xiàn)在的發(fā)動機(jī)技術(shù)想提高很難想把效率提高更難，號稱研究發(fā)動機(jī)的鬼子其實(shí)在發(fā)動機(jī)的熱效率上也沒有什么大的進(jìn)步，想要提高發(fā)動機(jī)效率我想主要先改變思路改變發(fā)動機(jī)的架構(gòu)，這種熱機(jī)已經(jīng)沒的研究了

內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理就已經(jīng)決定了它的熱效率是有一個(gè)天花板的，就目前來看已經(jīng)到達(dá)了天花板，再想突破已經(jīng)是不可能的了。就像以前照明用的燈泡，它是通過發(fā)熱來發(fā)光的，所以燈泡的結(jié)構(gòu)和工作原理就注定了他的發(fā)光效率不高。后來有了LED燈，它不是通過發(fā)熱來發(fā)光而是直接發(fā)光，大大的提高了發(fā)光效率。目前要想大幅度提高熱效率，唯一的途徑就是燃料不通過燃燒，而是通過化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能來驅(qū)動汽車，目前還沒有把汽柴油通過化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化成電能的這個(gè)技術(shù)，人們唯一掌握的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的技術(shù)就是用氫和氧化學(xué)反應(yīng)直接產(chǎn)生電能，這樣效率就大大提高了。

退用什么電動車

這個(gè)不吹不黑，真的很難，極難，

傳統(tǒng)汽車汽油熱機(jī)，排氣，風(fēng)冷，水冷，燃燒狀態(tài)等各種損失，熱效率很難達(dá)到50%，

新技術(shù)，″單一工狀”燃油發(fā)電機(jī)，燃燒效率高，直接發(fā)成電，存電池存電容，再從電池，電容，輸出電力，效率會好些，

再有磁流體燃油發(fā)電機(jī)，也算燃油動力電力，

是一個(gè)方盒子燃燒室，有磁極分布，可將燃料燃燒產(chǎn)生的等離子體，磁場分流成+-電荷流，打在極板上，形成電極電壓，給蓄電池充電，再從蓄電池輸出電力，

這種沒有運(yùn)動機(jī)件，熱效率比較高，

磁流體燃油發(fā)電，油電油混動力前途遠(yuǎn)大，前景光明，

扯談。汽車發(fā)動機(jī)由于壓縮比限制，理論熱效率最高也就是60%多點(diǎn)。有個(gè)計(jì)算公式的。不記得了。實(shí)際能到40%。

所以你的問題，所謂80%，根本就是個(gè)偽問題。