前兩天筆者從朋友圈里看到豐田新車搭載的2NR-FKE 1.5L引擎有著“高達(dá)”38%的熱效率，心里不自禁思考連世界熱效率最高水平的發(fā)動(dòng)機(jī)也不及一半的燃燒效率，是不是發(fā)動(dòng)機(jī)太“不會(huì)過(guò)”了?

　　什么是熱效率?

　　為什么要關(guān)注熱效率?

　　為什么呢?

　　什么因素影響了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率?

　　燃料完全燃燒產(chǎn)生的熱量沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為有用功，只有少部分熱量參與推動(dòng)活塞、帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，其余熱量一部分被發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系帶走，叫做冷卻損失;一部分以排氣方式排到大氣中去了，叫做排氣損失，約占總能量的40%左右。也就是說(shuō)，燃料燃燒產(chǎn)生的有用能量只有不到1/3被有效利用，有超過(guò)2/3的熱量被浪費(fèi)掉了。而發(fā)動(dòng)機(jī)本身的熱效率很難大幅度提高，因?yàn)檫@些過(guò)多的熱量如果不被排出就會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)工作。

　　發(fā)動(dòng)機(jī)能耗分布

　　除此之外，不完全燃燒和機(jī)械損失也是導(dǎo)致熱效率低下的重要因素，由于進(jìn)氣量不夠而導(dǎo)致的汽油不完全燃燒經(jīng)常出現(xiàn)，現(xiàn)如今應(yīng)對(duì)措施有很多，缸內(nèi)直噴和渦輪增壓都是將熱效率提升的辦法。

　　汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的機(jī)器，轉(zhuǎn)換的過(guò)程中有熱損失和機(jī)械損失，熱損失主要是燃料先燃燒產(chǎn)生熱能，燃燒爆發(fā)的高溫氣體推動(dòng)活塞運(yùn)行做功，這時(shí)相當(dāng)一部分的熱量會(huì)傳到發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體和缸蓋上，并通過(guò)冷卻系統(tǒng)散發(fā)掉，此外還有相當(dāng)一部分熱能隨排氣排出;機(jī)械部分的損失包括摩擦損失和運(yùn)動(dòng)損失，曲軸、活塞等運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的摩擦阻力要消耗功率，眾所周知，發(fā)動(dòng)機(jī)4個(gè)沖程中只有一個(gè)沖程是做功的，其他3個(gè)沖程是要消耗功率的。

　　為什么柴油機(jī)的熱效率比汽油機(jī)高?

　　柴油發(fā)動(dòng)機(jī)透視圖

　　未來(lái)汽油機(jī)會(huì)怎樣改善熱效率?

　　剛剛我們提到了引擎的幾種循環(huán)方式，下期我們將為您介紹奧托循環(huán)、米勒循環(huán)和阿特金森循環(huán)的區(qū)別，敬請(qǐng)期待。