其實很簡單，初中的時候大家都學過機械效率，公式是:機械效率等於有用功除以總功乘百分之百。其實就是汽油燃燒產生的能量，除以發動機最後輸出能量，就是一個比值，因為發動機中一系列不可消除的摩擦，所以熱效率不可能達到100％。一款發動機的熱效率決定了的它的經濟程度，也就是用更少的油獲得更大的動力。熱效率可以直接理解為發動機辦有用的事的程度。所以發動機內的額外功，也就是摩擦和各類影響因素，影響著熱效率。 至於熱效率是不是越高越好，這是當然的，機械類肯定是機械效率越高越好。打個比方，同樣一升汽油，熱效率高的車能跑15公里，然而熱效率低的車只能跑10公里，這樣就很明顯了。 關於八代CAMRY發動機熱效率達到41％之多，有的人覺得這是個噱頭，熱效率這麼高提速卻這麼慢。我卻不這麼認為，任何一個領域在都會有一小部分人率先製造出能改變整個行業的產品，但是肯定會引來一群人的冷嘲熱諷，最後應用的每一個產量身上。八代CAMRY我覺得就是這麼一個人，它的革新會引起整個汽車行業的發展，各個廠商也會開上研發高效率的發動機，這不就是一個良性的發展嗎。

啥叫熱效率？簡單的說就是發動機輸出的機械能和燒油產生的化學能的比率。

汽油機發動機的熱效率能達到30%就很不錯了，柴油發動機好點能達到40%。

哪些失去的能量上哪了，燃油能完全燃燒嗎？廢氣不熱嗎？發動機不需要冷卻嗎？缸筒活塞不摩擦嗎？連桿曲軸之間沒阻力嗎？等等，失去的能量大多都上這幾個地去了。

目前提高發動機熱效率的主要技術無非是：高壓縮比、缸內直噴、大量EGR（排氣再迴圈）、阿特金森（米勒）迴圈等等。熱效率想達到100%，讓我們再夢想一會兒！個人之見，不當之處，敬請指正。

發動的工作原理是：將壓縮的燃油與空氣的混合氣體點燃後，混合氣體充分燃燒急劇膨脹來推動活塞往復運動做功，從而提供整車行駛的原動力。

在整個做功過程中，能量經過轉化和傳遞，存在大量的損失，所以，發動機的熱效率不能達到100%。目前，發動機的熱效率能達到35%~40%左右已是世界頂尖水平。

熱效率的損失主要體現在以下幾個方面：

1、燃油本身燃燒不充分。

2、發動機各個運動副之間的摩擦損耗。以及曲軸攪動機油的阻力，對動能都有損耗。

3、熱傳遞損耗。為了保持發動機的正常執行，就要利用冷卻迴圈系統給發動機恆溫，這會導致大量的熱量損失。活塞，活塞環的熱量透過氣缸壁，水道中的冷卻液迴圈將熱量帶走，維持發動機正常溫度。

4、排出的廢氣帶走了大量的熱量和動能。這也是能量損失的一大部分。

所以，發動機的整個執行過程會有大量的能量損耗，導致最終發動機的熱效率只有30%—40%左右。

初中物理說的就夠清楚的，看下圖初中物理主要介紹內燃機，從其能流圖不難看出，燃料燃燒釋放出的內能的流向：克服機械的各運動部件接觸處的摩擦要損失一部分；機械部件散熱要損失一部分能量；排氣衝程排出的廢氣帶走相當多的一部分能量。這些能量損失都是不能避免的。最後，剩下的一少部分才是轉換為機械能對外做有用功的能量。另外，因為內燃機的燃料燃燒已經比較充分，所以，能流圖上沒有考慮燃料不能完全燃燒損失的能量，如再加上這部分能量損失更大。總之，使用熱機時，轉化成有用功的能量總小於燃料的化學能，所以，熱機的效率總小於100％。如蒸汽機6％～15％，汽油機20％～30％，柴油機30％～45％。可以看出，還比較低，因此，提高熱機的效率稱為一個重要問題，結合能流圖，用採取的措施是：改善燃燒條件，是燃料儘可能的燃燒完全；保證良好的潤滑，減小摩擦；設法減小機械部件散熱和廢氣帶走的能量。

朱博士回答：發動機的熱效率為什麼不能達到100%，我也只能用前輩們的研究結果給大家解釋一下。發動機是熱機的一種，熱機的最大熱效率能到底能達到多少？解釋這方面問題的基礎理論就是熱力學第二定律和卡諾迴圈。

任何一種熱機的熱效率都不可能達到100%。

不可能製成一種迴圈動作的熱機，從單一熱源取熱，使之完全變為功而不引起其它變化。這就是熱力學第二定律的一種表述方式。

所以，科學家開爾文給第二定律表述成：第二類永動機不可能實現 。什麼是第二類永動機，大家可以自己查一下。

活塞式內燃機的工作過程可以簡化成卡諾迴圈，這是法國工程師卡諾在深入考察了蒸汽機工作的基礎上，於1824年提出的一種理想的熱機工作迴圈。

設一熱機中有一定量的工質，工作在溫度分別為Th和Tc的兩恆溫熱源間。卡諾迴圈由兩個可逆的定溫過程和兩個可逆的絕熱過程（定熵）組成。

用卡諾迴圈計算一下發動機的熱效率，高溫儲存器的溫度假設由燃料燃燒放熱維持，溫度維持在2200K（1927℃），低溫儲存器就是大氣狀態環境溫度為20℃（293K）。

那麼這個卡諾迴圈發動機的熱效率等於1-293/2200；等於0.867，也就是熱效率為86.7%。

現實世界中的發動機的熱效率要比86.7%還差的很遠。內燃機行業的工作者透過一個多世紀的努力，現在柴油的熱效率可以大於50%，汽油機的熱效率可以達到40%以上。

當然，我們都還在繼續努力著。

馬自達的創馳藍天三代據說熱效率可達50%，一百公里油耗僅為3升。產品馬上要上市了，我倒要睜大眼睛看看，造了多少假。

其實不止發動機，地球上所有物體的機械做功效率都不可能達到百分之百，發動機做工消耗的熱能值和燃油燃燒的熱能值相比，可以這樣來說，能達到一半就了不起了。

這裡涉及到發動機工作時熱能的丟失，工作產生的摩擦力和阻力等等。

地球無處不存在摩擦力和阻力，包括電路傳導，除非超導體材料可以實現無損耗輸電。但也存在極小的丟失，不可能百分百輸送不損耗。發動機工作，各工作部件在工作時，由於受到氣缸部件之間的摩擦力和傳動部件摩擦力，這些力都是需要另外一個力去克服的，就是熱能產生的動力，無形中就會產生損耗。

這些都是無法避免不可逆的，一個人就算是走路受到空氣阻力和各種摩擦力，做工效率都不可能達到百分百。

所以不止發動機，還是那句話，地球上所有的機械做工效率都不可能達到百分百。質能的轉換都存在伴隨質量，能量的丟失。就像核裂變反應，裂變產生的質量丟失就轉化驚人能量。

不光是達不到100%，汽油發動機要是能超過40%，看見其他廠家橫著走，他們都得給您讓道，因為牛啊。

一般來說，常見發動機的熱效率是這樣的。

1. 蒸汽輪機熱效率：4%-8%；

2. 汽油發動機熱效率：25%-35%；

3. 柴油發動機熱效率：35%-45%。

不誇張地說，每前進1%都是能拿出來炫耀的。

以豐田的得意之作Dynamic Force Engine為例，雖然號稱天空才是極限，但汽油版和混動版熱效率也“僅僅”為40%和41%。汽油版也只不過比此前的2ZR-FXE發動機提高了1%，是不是大跌眼鏡？

就我覺得，並不是。

豐田有此成就可是日積月累的成果，比如此前豐田在第四代普銳斯上使用的2ZR-FXE發動機就以40%的熱效率常年雄霸發動機熱效率榜。而Dynamic Force Engine也是各種黑科技加身，單論配氣，在2.5L發動機上就使用了進/排氣雙可變氣門正時，而且進氣端使用的是電控可變氣門正時（VVT-ie）。

這帶來的直接好處是，相比傳統的油壓控制，電控系統的反應速度會更快，控制精度也更高。

△提高油氣混合氣的紊流程度。

初步瞭解了發動機熱效率的市場行情，在40分是滿分的年代裡，我們真不能對發動機熱效率苛責太多。

根據熱力學第二定律，不可能從單一熱源吸收熱能並將它完全轉換為有用功，而且還不產生其他變化。這就好比吃飯，我們是不可能完全攝取米飯的所有能量的，部分能量會以排洩物的方式損失掉……

這就好比有的人吸收好，容易“捉膘”。

那就能量轉換中，有哪些因素會影響到效率呢？

1. 發動機工作時熱量很高，而高溫對發動機的損傷也很大，所以為了避免這一問題，我們需要對發動機進行散熱冷卻，一部分熱量就被流失掉了；

2. 發動機是機械結構，而運動部件在高速運動過程中是避免不了摩擦的，摩擦會損耗能量，這就不用解釋了吧；

3. 發動機需要將廢氣排出，吸入新鮮空氣，而廢氣並不是真的毫無用處，至少它本身是帶有一定熱值和流速（這都可以被視為不同形式的能量），這也是為什麼廢氣渦輪增壓會被利用起來的原因之一；

4. 發動機運轉過程中，不可能達到完全和諧地燃燒，比如偶爾來個失火啊、通氣不暢啊、爆燃啊什麼的，這些都會降低能量利用率；

5. 除此外，包括泵氣損失、熱輻射損失等等也會影響能量利用率。

首先從定義上看熱效率就是實際轉化成驅動力的能量（機械能），和消耗燃料的當量熱量總和的比值，也就是說，燃燒等量的燃料，產生越多驅動力，熱效率就越高。

那麼像題主說的為什麼不能熱效率高到100%呢？這是因為發動機做功的過程中是有能量損失的，比如：

1、燃燒熱量損失

2、泵氣損失

3、壓縮行程

4、內部摩擦

而且發動機做功的效率也不是就代表省油，因為“最高熱效率”並不等於“實際熱效率”。發動機的熱效率圖譜就像是一個山區，“最高”熱效率只是最高峰的山尖。決定“實際熱效率”的，是熱效率分佈（山區地形），還有傳動系統匹配（決定不同負載下發動機所處工況）。

比如最新一代Accord和CAMRY，兩款車的發動機最大熱效率比較接近（Accord38.5%，CAMRY40%）。Accord高速公路巡航油耗比CAMRY低約10%，因為這個低轉速低負載區間，是渦輪增壓發動機的強項（泵氣損失、摩擦損失較小）。

總結一下就是熱效率高，一定是一個汽車品牌發動機技術實力的體現。高熱效率能不能換來優異的油耗表現，還要和具體車型、用車習慣、路況結合具體分析了。

能量方面的事，怎麼可能會有百分之百的事兒？

熱效率是什麼？發動機消耗的熱量和轉變成機械能的熱量之比叫做熱效應，至於為什麼達不到百分之百------但凡學過物理的人應該會就會知道有個詞叫能量損耗把？

當然，不同的發動機工作原理也不一樣，熱效率自然也不一樣了，這裡我們就只談汽油發動機。

往復式發動機

我們先隨便找個往復式發動機的原理圖：

首先，內燃機的溫度和外界溫度就不一樣，汽油的燃點是427，正常的發動機溫度是多少？100以上就了不得了-----這麼大的溫差會不會有熱量逸散？光這部分燃氣熱量散發浪費的能量至少就有20％了；

其次，活塞在運動的時候要克服慣性，那麼克服慣性的能量是不是浪費的？這部分的能量浪費又是20％

再次，汽油的燃燒肯定是不充分的----那麼不充分的燃燒是不是又得浪費熱能？這部分的燃燒浪費又是3％

最後，在這個能量傳動的時候，會不會有浪費？當然會有，機械傳動要透過曲柄透過變速箱透過半軸等等，這部分浪費的能量又是5％。

綜上，我們就不算傳動損失，純粹的看汽缸做工，活塞衝程發動機的理論熱效率極限值才僅是50％......但這個資料是不可能達到的-----豐田弄了這麼多年自吸發動機，才41％，這已經很恐怖了。

轉子發動機

當然，汽油發動機不僅僅是往復式發動機，還有一種神奇的發動機-----轉子發動機。

上圖為轉子發動機的汽缸，簡單的講，轉子發動機靠轉子旋轉。

轉子發動機的這種模式，,作功時火花塞點燃混合氣並不需要完全燃燒就可以排氣，所以它不需要考慮不充分燃燒損失的熱量，同時轉子發動機是旋轉作功，只要解決氣密和同步問題，就可以避免傳動損失。

因此，轉子發動機的極限熱效率有60％------但也一樣，這是極限值，是理想狀態，當然不可能達到。

以上，就是關於汽油發動機的熱效率問題了。