不可能達到100%！

熱機的工作原理是靠溫度差工作的，沒有溫度差無法兒工作，而有溫度差就必然有熱損耗。

熱效率達到100%意味著什麼？化學能100%轉化為機械能，所有傳導環節均不損耗熱效率！完全不可能，首先說金屬不吸收熱能這就不符合物理原則！

理論上說，現在這種結構的發動機極限效率是50％。由於附屬裝置的能耗，目前大多數發動機廠商都僅能做到70-80％。超過80％的目前還僅限於實驗機型。

不可能，根據熱力學理論，熱效率的公式為：

n=1-Q2/Q1

Q1是從高溫源吸收的熱，Q2為向低溫熱源放出的熱。

Q1,Q2不可能相等，人類歷史上曾試圖讓Q1=Q2，但經過長期實踐，發現不可能，這便是熱力學第二定律的內容。

不是不可能，是完全不可能！

燃燒要用氧氣，空氣中的氧氣是涼的。

燃燒就是發熱啦，排出去的廢氣是熱的。

發動機缸體會傳熱散熱。

傳動系統有摩擦有振動。如果改成磁懸浮軸承會好些。

做到50％或許有可能吧。

把排氣管和進氣管做成雙層同心圓，延長冷空氣預熱管路，可提高一些等效熱效率。缸體外散熱媒介改成空氣，將空氣加熱加壓後向後噴氣，是不是也能提高點兒熱效率？

41%都是吹牛比！對工況（動力輸出工作環境等）要求苛刻，根本不是一個工作區間而是一個點位，一旦工況變化還不如其它低熱效機呢，而且動力極差！你還想100%？

熱效率提高50以上是可能的，體積會成倍增加沒有經濟效溢，海水溫差發電只有十幾度，汽車幾百度的溫差利用了，會大幅提高熱效率

現代熱機的理論迴圈都是卡諾迴圈，從熱力學溫度而言，室溫27℃＝熱力學溫度300K，那麼假設汽油燃燒溫度1227℃＝1500K，那麼此時理論最高熱效率是80%。

若某種介質燃燒溫度是12227℃＝12500K。此時最高理論熱效率是97.6%。

若想達到更高熱效率，需要更高燃燒溫度，目前人類已知且能安全燃燒執行的物質是沒有的，此外對發動機製造材料要求也過高。

此外，以上是理論上建立在能量轉化無損失情況下，實際上民用汽油發動機損失很大，比如機械摩擦損失、散熱損失和排氣損失等等。實際可用的能量還得去除變速箱傳動效率。

假設汽油機理論最高熱效率是80%，扣去不可消除損失，能做到50%就是頂天了。侷限於在現有理論和材料水平，人類利用化學能的效率是有上限的。

只要發熱，熱效率就很難突破50%。發熱是能量損失的最大一部分，目前技術佔比40%，克服活塞往復慣性耗費能量10%，摩擦耗費能量5%。意味著只要燃燒排熱40%的能量就沒有了，只要有活塞，10%的能量就沒有了，只要有摩擦5%的能量就沒有了。

除非超越目前內燃機的原理，否則最大熱效率只能到45%，理論上也不會再有提升空間。這還不考慮傳動系效率，只說發動機的功率。

50%以下有可能，現在的41%還有提升空間，理論上有可能超過50%，但是實現起來特別難，甚至不可能，就算實驗室能超過50%，也已經是沒有經濟價值的追求了。至於100%嘛，可以這樣說，絕對不可能，永遠也不可能，因為燃燒是要產生熱量的，內燃機車本身也是靠燃燒產生的熱量來做功的，你說熱量全部都做功了，可能嗎？發動機跑了幾百公里還是常溫可能嗎？

我是卡車司機我來聊聊活塞發動機的熱效率，什麼是熱效率? 假設如果不考慮機械摩擦損耗，那麼內燃機的熱效率基本可看成活塞頂部面積和燃燒室總面積的佔比。

以四衝程為例，點火做功時燃燒室內表面會受到燃氣壓力和高溫，我把燃燒室的內表面稱著受壓總面積，受壓面積由二部分組成，分別是燃燒室頂面積和活塞頂部面積，因結構原因活塞頂部面積佔比要小於50%，當做功行程時燃氣壓力作用在燃燒室總表面上，活塞頂上表面只能獲得小於50%的動能壓力，隨著活塞從上止點往下止點運動，佔比越來越小，獲得的壓力也會越來越少，活塞受壓佔比減小的同時缸筒的熱傳導面積既燃氣的非功熱損失隨之巨。

總之燃燒室總面積和活塞頂面積之比以及燃氣溫度的非做功散失是構成熱機效率的主要因素。

為了使發動機達到100％的效率，所有輸入能量都需要轉換為有用的輸出能量。效率為100％的發動機的輸出將是所有工作且無熱量，無汙染，無排放，無噪音或無振動。但是在任何實際的發動機中，由於運動部件的存在，總會有摩擦。

因此，可以輕鬆地看到這是不可能的引擎。如果可能的話，那這個發明會成為傳奇。

在典型的低壓縮發動機中，熱效率僅為約26％。在諸如賽車發動機的高度改進的發動機中，熱效率約為34％。可以肯定的是，內部燃燒引擎的效率遠未達到100％。

從燃料中包含的化學勢能來看，燃料燃燒中只有20％的功率有效地轉化為有用功。燃料中的許多能量最終以廢熱的形式透過排氣和冷卻系統進入外部環境，而大部分能量最終只是克服了滾動摩擦和抗風性。總體結論是IC引擎效率不是很高。試想一下，燃燒燃料產生的功率中只有20％是有用的，甚至比發動機輸出的功率還要少。

柴油發動機比燃氣發動機更高效，因為它們具有更高的壓縮比和更高的能量柴油。柴油燃料是一種較重的碳氫化合物，其中的碳和氫彼此牢固地結合在一起。當以熱能形式提供能量時，它會爆炸，釋放出比汽油高得多的能量。

結論是，我們可以將工作轉化為具有超過100％的效能的傳熱，但我們絕不能將熱量轉化為100％的效率。

發動機效率不可能達到100%內容概述：熱效率概念，電動機水平，100%轉化與熱力學第二定律。

「活塞往復迴圈式·內燃式熱機」是燃油動力汽車的主要發動機選項，這種機器的熱效率平均只有35%，優秀機型勉強可達到41%。比如豐田的NA機型就能達到這種水平，然而因進氣方式過於落後所以實際能耗還是很高。那麼熱效率為什麼這麼低，到底什麼是熱效率呢？

基礎知識點：熱效率指燃燒燃油產生的熱能總量，與透過發動機實際轉化的機械能的比例。比如消耗一公斤汽油產生44000千焦的能量，實際只有35%（15400kj）左右的機械能，剩餘的大部分都被浪費了哦。

參考能量守恆定律可以得出這樣一個結論：燃燒產生的熱能均轉化為其他型別的能量，只是超60%是不可利用的能量形態。那麼有沒有可能把這些能量都利用起來呢？答案是絕對不可能的。

內燃機的結構非常複雜，氣門、活塞、連桿、曲軸、飛輪等等結構在運轉過程中都會損耗能量。尤其是存在物理接觸（摩擦）的部分會有相當大程度的損耗，比如一直需要機油潤滑的活塞與氣缸。其次進排氣過程中也會因缸壓與溫度的變化而損耗熱能，同時機體材料本身也要吸熱，所以這些結構的損耗比例總會達到60%左右。

目前能量轉化效率最高的發動機型別為【永磁同步電機】，這機器的轉化率比非同步電機還要高10%左右，標準為90%~97%。為什麼這種機器能夠實現高效率呢？

原因在於電機的能量轉化不依靠燃燒，而是電流轉化為電磁場，利用磁極互斥的原理驅動轉子運轉。而且轉子是懸浮固定與機體內部，存在磨損的只有由很多鋼珠組成的軸承。那麼能量轉化過程的損耗可以忽略，摩擦損耗的能量又很小，這種機器有沒有可能達到100%效率呢？

不論內燃機還是電動機，一旦達到100%的轉化率就基本相當於永動機了。雖然這沒有違背能量守恆定律，但是卻違背了「熱力學第二定律」。內能一定會全部轉化為其他能量，但是早摩擦起到的過程中必然存在無規則的熱傳導，這種能量應該是無法轉化為機械能利用的。

電動機的轉子軸承運轉時會摩擦生熱，即使連轉子都完全懸浮似乎也還要切割空氣吧，所以這種機器都做不到100%能量轉化。那麼結構複雜很多的低效率內燃機就更不可能了！

總結&預測：優秀內燃式熱機在Turbo時代很難超越40%的大關，少數機構測試的陶瓷材料發動機、渦扇機等60%左右的機器也不可能在汽車上普及；前者的超高製造成本決定了不現實，後者的高溫尾噴火焰綜合實際道路資源也沒有普及的價值。

所以內燃機最終還會是往復迴圈式的落後形態，這種機器會在動力電池製造成本足夠低，或者專用充電道路普及後，被高效率的電機全面取代。

很簡單的四個字

能量守恆

你說達到百分之百 絕無可能

你要說達到百分之九十九 也許在非常非常遙遠的未來有可能實現

但百分之百絕無可能 絕無可能

傳統的燃油發動機不可能達到熱效率100%，原因其他條友已經說了。但是如果100%的電能轉化為動能這是有可能的，核聚變發動機有可能實現100%的能量轉換，因為目前核聚變反應堆Q值已經能能達到1.3，就是輸入1的能量可以輸出1.3的能量，能把核聚變反應堆微型化，就能實現100%的能量轉換。

那麼實現了100%的電能轉化為動能有什麼用，直觀的就是清潔能源將成為主流，人類對能源的需求將大幅度下降，因為我們的消耗會很低，對地球環境來說，人類將不再是負擔。

內燃機利用混合燃氣爆炸推動活塞做功，熱損失和機械摩擦等以目前科技達到41%已經不錯了！電動機做功也只有80%，或許只有利用超導材料才能達到百分之百的！未來人類科技發展到原子能時代就能測底飛向宇宙！

表象上看發動機的工作很簡單有序，其實發動機內部工作是一個極其複雜而多變的情況，完全不是簡單的幾個公式、幾個引數或者幾句話就能總結到位的。如果只是理論上討論發動機熱效率的可提高性，在排除各種影響因素外我給大家分享下它為什麼不可能達到100%，就算以後有新技術突破也是儘可能提高熱效率而不可能達到100%。熱力學第二定律指出：不可能從單一熱源取熱然後完全轉化成有用功而不產生其它影響。應用到發動機上就是燃料產生的有效能量不可能100%轉化為有效機械能，因為伴隨它的必然有熱能、摩擦、阻力損耗等以其它形式損失。

發動機的功率分為有效功率和指示功率。指示功率可以理解為單位時間內發動機燃燒燃油所做的指示功，它是以活塞做功為依據基礎。有效功率可以理解為單位時間內燃燒燃油用來產生驅動所做的功（可以看做輸出功率）是以曲軸做功為基礎。所以，有效功率能更確切的反應出有效做功的效率。熱效率指的是發動機的有效熱效率，是發動機用於驅動力的能量和燃燒燃料產生的能量之比。指示功率、有效功率、和機械功率它們之間的關係如下：

指示功率＝有效功率+機械功率

機械效率＝有效功率/指示功率

因此，實際情況有以上各個因素影響著熱效率的提高，也不可能100%把有效燃油產生的能量全部轉化為驅動力能量而沒任何影響，因為這期間都被熱量、部件摩擦、泵氣、阻力等情況損失掉。所以，無論是目前的技術還是材料的應用都不可能讓熱效率達到100%。

理論上提高壓縮比熱效率就會越高，但是壓縮比的提高也是有限度的。比如到達某一恆定值的時候（不考慮爆燃情況）熱量損失和阻力損失會阻止壓縮比繼續提高，再高反而導致效率下降，除非克服散熱和阻力帶來的損失（當然這也是不可能的）。實際情況提高壓縮比的話對活塞、連桿、曲軸以及氣缸的材質有極高的要求，再者汽油相對活躍，提高壓縮比最大的問題就是克服爆燃問題。所以，以現在發動機的執行原理來看，壓縮比是不可能無限制提高的，這樣透過壓縮比來提高熱效率也是不可能無限提高的。

空燃比：空氣質量/燃料質量。我們知道汽油機的最佳空燃比是14.7：1，空燃比在12-13的時候發動機效率最大而空燃比大於18的時候燃燒的更充分更省油，汙染物排放更少。理論上無限提高空燃比可提高熱效率，但是空燃比又不可能無限升高，因為空氣越稀薄越不容易被點燃反而適得其反，燃油浪費非說汽車也沒有動力輸出。比如空燃比提高到30左右的時候，火花塞只能點燃周圍一小片趨於，周圍的混合氣體無法正常燃燒。目前的解決辦法就是馬自達的創馳藍天-X採用了壓燃技術，空燃比達到了逆天的37：1，依靠18：1的壓縮比和均質壓燃技術實現了超高的空燃比。這就是為何馬自達能把熱效率做到50%的一個關鍵因素，但如果不是這種技術的突破不可能透過火花塞點燃達到37：1的空燃比，也不可能有50%的熱效率。

提高熱效率肯定要在原有發動機結構上有所最佳化改變。儘管每一項最佳化都只可能提升那麼一丟丟熱效率，但是綜合最佳化下來也會有不小的提升，但是礙於技術和實際因素這些最佳化也只是在一定範圍內提高，不可能大幅提高熱效率更不可能無限制提高熱效率。比如，最佳化進排氣夾腳、改變缸徑行程比、最佳化噴油嘴、利用特殊塗層減少摩擦、最佳化EGR（廢氣迴圈系統）、最佳化佈局排氣歧管等等。

因此，從目前來看提高熱效率主要還是針對燃燒系統、噴油系統、進排氣系統、氣缸環節等以提高發動機整體效率方為目的，而對摩擦損失、泵氣、熱能散失等方面只是略微涉足。這也是正確的突破思路，畢竟我們之前的熱效率才30%幾，從“提高有效功率”方面入手有更大的突破空間。但是想要讓熱效率無限制接近到100%最終需要克服的仍是熱能、摩擦、傳遞阻力帶來的消耗，而這在上文也說了根本不可能，也許不用等到75%的熱效率（理論可以達到的最高熱效率）內燃機可能已經被新動力系統所取代。

能別一下就到極限好嗎？這個問題很幼稚，不做回答～不如問：以人類目前科技水平，熱效率還能提高多少？達到80%？90%？

學過卡諾迴圈，就知道百分百效率是不可能的，就現在的這條件，發動機的效率已經達到極限了，想要提升效率，你可以給發動機裝個液氮製冷系統，在裝個氧氣供應系統，這樣不僅能提高效率，還能杜絕有害氣體的排放

反應了一下，如果要接近100%只有一個辦法，汽油炮彈，同時把你放在炮膛裡，爆炸的一瞬間，燃燒爆炸的能量，大部分都會傳遞給你。