很顯然的一個問題，如果汽車自帶製氧機會增加大家的用車成本，這麼做必然是不合理的。

懂物理的可能都知道氧氣的製造只能透過化學反應或者空氣分餾。如果說透過化學反應來產生氧氣用作發動機燃燒做功，雖然能夠增加汽油的燃燒效率，但發動機的消耗量是比較大的，需要大規模的化學反應才能夠供應，產生這樣化學反應的試劑量想必也不少，這樣的成本和試劑所佔用的空間，對於家用車來說顯然不合理。

如果說每個車上都配備一個氧氣罐，那也增加了車主的出行成本，並且還要建立相應的氧氣加氣站，還需要相應的大規模生產，而我們現在空氣中的氧氣本身就足以滿足發動機的工作條件，這樣額外的耗費人力物力的工作，完全沒有必要，浪費了大量的能源。

如果車輛自帶氧氣分餾的裝置，那顯然也是不合理的因為車輛消耗的所有能量來自於我們汽油的燃燒，額外的做功只會加大汽車的耗油量。這種完全就沒有必要了。

如果說你的車需要開到氧氣比較稀缺的高原地帶，可以給車輛加裝一個增壓裝置，透過增壓裝置使更多的空氣進入發動機做功，使發動機能夠在空氣稀缺的高原上正常工作，也沒有增加製氧裝置的必要。

發動機燃燒純氧氣來提高效率這個問題我還在上學階段就曾讓我產生了極大的興趣，然而瞭解的多了你會發現這種方法雖然可行但是並不經濟也並不適合量產且安全因素很難把控。另外自帶製氧機也是需要消耗能量的，這部分能量消耗最終還是轉嫁給燃油，而面對取之不盡且隨手就能用到的空氣隔離純氧再加以利用似乎就是多此一舉。此外，純氧氣發動機勢必需要對現有發動機進行根本性的改變，如果有能讓純氧發動機量產的技術，估計現有發動機的效率也不會低到哪裡去，因為歸根結底氣油的熱值是固定的。

先說純氧助燃發動機是否可行

用純氧氣作為助燃劑基本都是用在火箭等航天領域，因為大氣層外氧氣稀薄只能依靠自身攜帶的液態氧充當助燃劑。但是，若把航天材料和技術應用到民用乘用車領域從經濟性和成本控制上似乎並不現實，且純氧助燃也不是在完全密閉的環境中。其實利用純氧或者富氧這種想法很早就有涉及，只不過純氧氣太活潑很難在高溫高壓下控制它的穩定性，但是可以透過其它辦法間接的提高混合氣氧氣濃度，這就是一氧化二氮助燃。一氧化二氮常溫結構穩定但是在高溫下會分解成氮氣和氧氣，在進氣前噴入適量一氧化二氮可以提高混合氣體氧氣含量濃度，同時也會提升氮氣的濃度，這樣就能提高發動機的瞬時效能。（關鍵點是增加氧氣的同時增加噴油參與燃燒才保證效能提高，而不是增加氧氣了它效能就提升了）

這種技術看似有些類似渦輪增壓，不同之處就在於氧氣含量不同。我們知道空氣中氧氣和氮氣的比約為1：4，但是兩個一氧化二氮分子分解後會生成兩個氮氣和一個氧氣，這時氧氣和氮氣的比值為1：2。因此在相同增加的進氣量條件下渦輪增壓壓入了1：4的氧氮比，一氧化二氮可提供1：2的氧氮比，整體空氣的氧氣含量增加。氧氣增加參與助燃就需要提供更多的燃料來參與燃燒，所以這種技術說到底就是透過增加噴油量提升效能。而由於富氧環境汽油的燃燒更劇烈，發動機儘管可爆發強勁的動力但基本只能保持極端時間。這種原理就類似題主所說的提供純氧助燃，然而這只是適當提升氧含量佔比就對硬體和技術有極高要求，且根本不可能持續多久。

發動機的執行是一個迴圈有序的過程，你必須控制它按照我們需求的規則執行，這樣我們才能有效利用其燃燒產生的能量。採用空氣參與發動機的燃燒不光利用了空氣中氧氣助燃的化學性質還利用了空氣中氮氣穩定性強的化學性質。發動機做功衝程內部溫度瞬間會達到2000度以上，但是經過氮氣等燃燒廢氣的降溫、傳遞最終達到氣缸壁和活塞以及氣門的溫度就已經差不多600-800度了，再經過冷卻系統的降溫最終機體會維持在80-100度左右發動機最佳執行溫度。這裡面吸入的混合氣體保證了空燃比也保證了壓縮比，從而保證發動機的動力傳遞，而氮氣和氮氧化物以及廢氣都充當了降溫介質。

密閉、高壓、純氧環境如果點燃汽油那它就是一顆準“炸彈”，儘管它相比空氣燃燒會釋放更多的能量但這些能量的傳遞根本不可控也根本沒辦法有效利用。汽油燃點也就400多度，且不說缸體等硬體材質能否抵擋這種爆炸能量衝擊，噴油嘴噴出的汽油微粒被活躍的氧氣層層包圍，一旦點火它就不是正常的由點到面的擴散傳播而是每個油微粒都會是一個小炸彈，瞬間產生的高溫持續不降會讓下一個噴油行程自燃爆炸，發動機的活塞曲軸根本就不是規律性的運轉了。若發動機高轉速執行這種爆炸也會持續雜亂無章，像我們現在的鑄鐵和鋁合金材質的缸體根本無法承受，輕而易舉就能炸穿甚至融化發動機。

單就純氧相對空氣來說可提高發動機的效率但難以利用，能量損失也就是空氣中氮氣氧化吸收的那部分熱量在純氧條件下不存在

汽油的熱值是4600J/g也就是完全燃燒1g的汽油它會產生4600J的熱量，這個值是定值也是最大值，它不會因為助燃劑的增多而變大。空氣內燃發動機的空燃比保持在14.7：1是最佳合理值，而燃油噴射系統的設定也會根據節氣門的開度決定噴油量高低。也就是說每14.7個單位空氣中氧氣佔了約3個單位，噴射的燃油也會就會去適配這3個單位的氧氣以達到最佳的燃燒效果，如果有3個單位的氧氣即使噴再多的油它也不會完全燃燒，因為氧氣這個助燃劑沒有了。意思就是噴射的燃油量本來就是依據進入氣缸的氧氣決定的，這就好比直接燃燒了3個單位的氧氣，不同處就在於發動機的執行需要利用空氣中的氮氣和氮氧化物以及廢氣的有利因素。

相同燃料和燃燒條件下發動機效率的提高不是依靠助燃劑的多少來決定的。能量守恆定律大家都懂，若要釋放更大的能量燃料的多少才是關鍵因素，而氧氣只是助燃劑它不會增加燃料的能量。同理要想提高功率要麼增大有效轉化率，要麼增加燃料量，要麼提高燃燒率。影響發動機能量轉化的因素在於熱量的散失和機械損失，如果氧氣足夠（無論是純氧還是空氣）其助燃的特性必定不會影響到燃油能量轉化率的高低，因為完全燃燒的條件中助燃劑氧氣適當即可並不是越多越充分，完全燃燒更是一個理論值。相反純氧反而不利於發動機壓縮比的提高，壓縮比提升不了註定燃燒轉化率低。（參考馬自達SKYACTIV-X）

我們知道空燃比確定的情況下氧氣越多燃料燃燒的越充分，如果1g燃料相同條件下需要3g氧氣助燃釋放相同的熱量，就有兩種辦法：直接提供3g氧氣，它會更猛烈燃燒釋放能量但很難控制利用；第二種就是提供14.7g的空氣（氧氣含量3g）它也會同當量燃燒釋放相同能量並且燃燒相對緩和。所以，沒必要多此一舉直接供純氧氣，大不了我多進點空氣不隨隨便便就能達到，至於說氮氣消耗的那點熱量我完全可以從其它方面找到彌補，比如提高熱效率、增大壓縮比、降低機械損失等等。

總結：這個想法很豐滿，但實際很骨感。它能提高的效率微乎其微，但技術限制和成本投入很可能不是我們這代人力所能及的。最關鍵的是氧氣只是助燃劑，它不會燃燒只提供燃燒環境，所以從能量守恆角度去看可以直接否決它的可行性。

汽車發動機不需要很高的氧氣含量，且渦輪增壓器等於製氧機。

首先解釋問題描述想要提升氧含量的原因：燃油汽車使用的發動機為內燃式熱機，實現動力轉換的過程為燃料燃燒產生熱能（狹義內能），燃燒後內部分子無規則的運動和勢能是所謂的機械能，也就是推動活塞連桿帶動曲軸旋轉輸出轉矩的基礎。那麼稱之為熱機自然是燃燒產生的熱量越高越好，而在不改變噴油量的前提下想要提升熱能，其方式只有提升氧含量。

富氧燃燒是工業領域的常用術語，空氣中的氧含量準確比例為20.947%，氧氣是汽柴油的助燃物；在常壓下能消耗的只有20.9%的氧氣，而氧含量提高的話則能夠讓燃燒火焰溫度升高，以汽油為例其火焰溫度為1200℃，提高氧含量後可以參考下圖。

發動機進氣氧濃度在21~30攝氏度內提升的比例非常誇張，在達到24%火焰溫度已經超過了2000攝氏度，那麼問題來了：發動機氣缸材料不能承受如此高的溫度，製造氣缸的材料有灰鑄鐵和鋁合金。

灰鑄鐵的熔點約為1250攝氏度

鋁合金的熔點約為660攝氏度

在製造發動機時雖然已經考慮到高溫問題已經進行了特殊處理，而且內能轉發過程中溫度也會快速下降、氮氣也能吸收熱量；不過正常低標準的增壓也基本達到了發動機材料的上限，如果盲目提升空氣氧含量讓火焰溫度大幅上升，那麼只有航空發動機的特殊金屬材料才能滿足，僅發動機的製造成本也會與一臺臺奢侈級豪華汽車相當，所以發動機不可能大幅度提高氧濃度。

目前能小幅提升氧濃度的發動機是渦輪增壓機，這種機器等於製氧機的初級功能，只是在壓縮空氣後不分離氮氣和氧氣而已。

這種設計才能適合發動機的使用，因為壓縮空氣的比例不高氧濃度的提升沒有那麼誇張，其次壓縮空氣中所有的成分比例同步提升；氧氣燃燒後產生的高熱以更大的比例轉化為機械能後，多餘的熱量還有比例更大的氮氣實現降溫，這等於同時點了“輸出”和“輔助”兩點天賦，發動機內部的執行狀態仍會非常均衡。

渦輪增壓技術已經是汽車內燃機的極限技術，除用以增程的混電超級單缸機以外不會再有其他的形態，直接增氧是不可取的。

發動機的效率主要取決於壓縮比，但受限於材料等因素，壓縮比不能太高。增加氧氣並不能提高發動機效率，相反，在壓燃技術中還要利用廢氣來減少含氧量減緩燃燒速度。