如果汽车发动机的热效率达到100，这意味着什么？

　　如果内燃机热效率突破百分之百那么代表我们的科技已经突破到了另一位面，简单点说就是在本位面、内燃机是根本无法达到热效率百分之百的，热效率百分之百意味着燃料燃烧产生的热量没有任何形式的损耗，而这是不现实的；在能量传递过程中、损耗是不可避免的！内燃机热效达到100%时，将失去暖风
　　汽车的暖风、实际上就是利用发动机散发出的废热加热空气而实现的，所以只要发动机热量有任何形式是外散、那么热效率就永远达不100%！所以若内燃机热效率达到100%时、燃烧燃料产生的热量就完全封闭在机器内部，所以由于没有发动机废热散出、那么车子也就失去了暖风功能；即便电加热也不能用，因为车载电源于发动机的运转，电加热依然是对热量的消耗、一样拖低热效率，所以即便采用电加热、依然会导致热效达不到100%！当热效100%时，必然是全新材料所打造
　　现象如今极限热效率仅仅达到40%（混动版本达到41%），而这是峰值热效率，实际上内燃机运行时热效率是在不断根据实际情况进行改变的！如上图所示、40%热效率仅在特定的发动机转速以及负荷之下，而平均热效率仅在35%左右，也就是说约65%的热量被损耗掉了，那我们看看这65%的热量如何被损耗、如不损耗会有什么样的后果！
　　转换机械能：消耗平均35%的热量。
　　排气热消耗：消耗平均30%的热量。
　　冷却系统热消耗：消耗平均30%的热量。
　　发动机表面散热：消耗10%左右热量。
　　在内燃机中、燃料燃烧产生的全部热量就是由上面四种路径所消耗掉，除了转换机械能属于合理消耗，其余三种都属于浪费；可不浪费行么？如果这些能量不被浪费掉，机体运行很可能连几分钟都挺不住，因为没有冷却系统的加持，燃料燃烧产生的高温形成热堆积、很容易把发动机给融化掉，所以是不是需要一种全新耐高温的材质、来打造机器呢？
　　燃料在缸内燃烧时、焰心温度已经接近2000开尔文（甚至更高），可以换算成约为1727的摄氏度；而铁的熔点只有1538摄氏度，所以如果燃烧产生的热量、不被冷却系统带走，那么很容易导致热积累、从而损坏发动机；咱们车子的发动机之所以没有被融化，实际上还是在依靠冷却系统帮助散热，因为缸壁的外侧、缸盖的外侧都是冷却液；所以燃料燃烧时产生的热量再大、温度再高，也能迅速被燃烧室、缸盖外侧大冷却液带走，所以缸壁最高温度也就只有100°C往上！
　　这才保证了发动机没有被融化掉，可由于这散热系统的存在、消耗了至少30%的热，所以热效率必然达不到100%，所以100%的热效率其实是不可能达到的！达到的前提就是必须要用一种全新的材料打造发动机，这种材料至少要具备耐高温的能力、可不是仅仅1727度，因为在没有冷却系统下、持续热堆积所形成的高温不仅仅是1727度，所以材料很重要；所以若未来内燃机实现热效率百分百，那么必然带来一次材料的全面更新，就现有的材料来看、还做不到！热效100%时，排温接近环境温度
　　汽车排气带走的热量是惊人的、占比至少达到30%左右，如果想让热效率达到百分百，那么这30%的热量就不能损失，那么只能提前把尾气携带的热量全部收回（取消尾气是根本不可能的），那么我们就需要拥有一套强大的能量回收装置、将废气中的热量完全回收，不过根据开尔文对热力学第二定律的描述而言：不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，简单点说就是再先进的能量回收装置、也不可能完全吸收热量后全部转换成有用功，必然存在其它影响！也就是说未来即便真有这么先进的能量回收装置、可以百分百的吸收废气热量，但依然没办法将其全部转换成有用功，既然不能全部转换有用功、那么还是造成了一定的热损耗！
　　所以100%热效内燃机其实造不出来，100%热效内燃机实际上只是美好的想法罢了；即便我们能克服材料、科技的束缚，但我们没办法突破那些热力学定律的束缚啊，我们今天拥有的内燃机、源于热力学定律，而按照这条路径走下去、是不可能突破热力学定律束缚的，所以这里面旧存在一个悖论，那也就是如今的内燃机、完全遵从传统热力学定律，而内燃机未来的发展目标是打破热力学定律？基于热力学定律产生的机器、又要打破热力学定律，是不是旧形成悖论了？所以100%热效率的内燃机在这个位面是不存在的！
　　这是个不可能实现的假设，如果发动机热效率达到100%，那么将会出现以下几种匪夷所思的现象：1、刹车真空助力系统无法使用
　　因为发动机在吸气的时候会在进气歧管里产生真空度，刹车的真空助力系统就是靠发动机吸气时产生的真空工作的，而这个真空度在发动机工作时会增加进气阻力，如果发动机热效率达到100%，那是不允许有任何阻力的。2、发动机运行时会没有任何声音和震动
　　因为声音是靠震动产生的，震动又肯定需要能量，热效率100%的情况下是没有多余能量让你产生震动发出声音的。3、汽车没有暖风了
　　因为热效率100%的情况下是不可能再有多余的热量给你提供暖风了。4、发动机将不需要使用机油
　　因为机油泵会消耗能量，即使不用机油泵，用飞溅润滑也不行，因为热效率100%是不允许有多余的动力去让机油飞溅起来的。5、发动机在熄火状态你只需要用手指头轻轻拨动一下，发动机就可以永久地运转下去
　　如果热效率达到100%，那么发动机在熄火状态你只需要用手指头轻轻拨动一下，发动机就可以永久地运转下去而且理论上来说发动机永远不会坏，因为发动机工作时摩擦力要消耗一定的动力，而热效率100%的情况下是不允许有任何动力用来克服摩擦力的。所以发动机运转时必须完全没摩擦力，否则热效率不可能是100%。
　　所以说发动机的热效率永远无法达到100%，而想要让汽油的化学能得到最高效利用的方法我估计就是把它点着，然后让热量回归大自然。因为能量不会凭空消失，也不会凭空产生，决定其效率的是看你想让能量往哪里转移。
　　热机的能量转化效率达到100%，这意味存在科学幻想的童鞋又多一枚。
　　任何物质产生热能以100%的转化率被机器利用转化为动能，这一理论符合能量守恒定律，因为宇宙中的所有能量本就是以一种形态转化为另一种或多种形态，在转化前与后的能量总量不会丢失也不会消弭；但是这一理论违反了热力学第二定律，因为其忽视了能量转化过程中的熵增原理，可理解为热能转化为其他能量时会从有序的转化变成无需的转化，无序变化总会将热能转化为非有效功。
　　热力学第二定律说明了宇宙中所有涉及热转化现象的宏观过程都符合熵的现象，不论是燃料燃烧产生的热能还是摩擦产生的热量，在转化过程中都会引起其他形态的能量转化；参考这一定律得出的结论为：内燃式热机是不可能做到100%热能与内能的转化。以汽油机为例其最佳运行温度理论值能达到平均40%就是高水准，而在冷启动阶段热效率会低到离谱。
　　燃料燃烧的本质是烃类能量物质与氧气产生的高温化学反应，反应过程中符合热力学第二定律，为分子无规则的剧烈运动，在这一状态下能量为热能；而分子剧烈运动推动活塞连杆曲轴运转产生的转矩，这一力道可理解为有效功，所谓的发动机有200或400N·m的扭矩指的正是有效功的量化，这一力矩的比例与燃烧产生的总能量比例为热效率，高水准的汽油动力内燃式热机也就是40%左右。
　　而在发动机冷启动时热效率要低的多，因为燃烧产生的热能自发的以有序到无序的状态传递至低温物体，但反向从低温物体传递至高温物体则无法实现；那么冷启动时发动机的温度与环境温度相同，低温的金属则要不断的吸收热能进行升温，直到聚积的热能达到材料的相对饱和状态后才能吸收热能，这一部分热能才能够以分子不规则运动状态通过热机的结构原理转化为动能。
　　发动机的温度无法恒定在理想的高温范围内，所以仅仅一个＂冷启动＂问题就算否定了100%热效率；其次达到缸体的理想温度后，发动机的运行步骤为【进气、压缩、爆燃、排气】，从自然界吸入的空气温度是很低的，低温空气在高压下以湍流状态吸入或被压缩至气缸，这一瞬间对缸体的温度是绝对会有影响的，这一影响也就造成了热能的二次转化；再次空气中的氮气会吸收热量，而氮气在空气中的比例约为78%，热能被氮气怎么解决？
　　所以热效率能达到100%的热机以现有的文明等级是不会出现的，利用电流形成电磁场、利用电磁场转化动能的电动机，其效率也仅仅为90%以上，理论上没有一种机器可以实现100%的能量转换，至少在能量守恒定律和热力学第二定律没有被推翻之前。
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　　这意味着石油企业将倒闭一半，中东石油国家和北方巨大产油国将举步维艰，但是到了
　　汽车发动机的热效率达到100%，也将意味着这种汽车产业将发展壮大，问题的关键是人类无法做到。因为只要有热传导，就绝无可能效率百分之百。
　　现在最好的发动机热效率也不过40%，想一下就明白了，达到百分之百就意味着节省60%的燃油，油品上游企业就得减产了。当然还可以这种发动机的汽车增加60%，好像不太现实吧。
　　不过在40%的基础上，再提高利用率是完全可以的，可以再发明余热发动机，余热发电，余热助力，等等等等。如果提高到60%，对油品上游就会有威胁，但是世界总是很奇妙，关上一扇门必定打开一扇窗，这种新发明必定会爆发一个新行业新产业，加快人类发展的步伐、
　　有人曾做过设想，汽车发动机余热回收再利用，转化成温差发电，回供电动机助力，这种利用方式不同于现在的油电混动能源车，它是纯粹的废热回收利用，受限于温差发电效率低而无法应用。
　　现在见到的都是动能输出利用能源车；
　　我们以本田的1.5T为例，本田这发动机194马力，38的热效率，如果变成100热效率，则这台发动机将输出510匹的动力。按现在的情况来看，0.75-1l的发动机的动力输出足以匹配豪车，一般家用车的排量在0.3-0.5l就差不多了。也就是说世面上买的都是0.5升的雅阁凯美瑞帕萨特等，0.8升的宝马5 奥迪a6等，1升的宝马7奥迪a8奔驰s。
　　壹车热评，原创不易，谢绝搬运！
　　最近几年，在关于发动机的介绍参数里，＂热效率＂这三个字频繁被各大车企或者车评人不断提及，而且每当有车企在介绍自己的发动机热效率可达38%，40%等数值时，仿佛这台发动机就具备了极高的技术实力，那种得意的神色溢于言表。究竟什么是热效率？
　　热效率指的是发动机输出的机械功与发动机燃料燃烧产生能量的比值，它就好比是你吃的饭量与你胖瘦之间的关系一样，有的人需要靠吃的多才能长得胖，而有的人则吃很少也可以长胖，所以热效率确实是衡量一款发动机技术水平的重要数据，
　　当然，发动机热效率所带来的直接结果就是影响汽车的油耗水平，不过热效率去不是影响油耗高低的唯一因素，因为发动机的动力调校，驾驶习惯等也是影响范围，不过一台车如果能同时具备高的热效率水平，以及较高的发动机调校水平，那这台车的燃油消耗绝对会比较低。热效率可以做到100%吗？
　　壹车热评确实见过有发动机可以做到100%的热效率。
　　在梦里！
　　100%的热效率恐怕连科幻电影的编剧都不敢写，因为万物都存在能量守恒定律，这是第一定律所决定的，所以发动机在工作时，它的动力在传递过程中注定存在能量损失，我们也把这些损失大致归为以下几类：辐射损失、机械损失、泵气损失、排气损失、不完全燃烧损失，冷却损失。
　　以目前内燃机的运转理论而言，上述的六大能量损失是无法避免，除非对方是上帝。
　　因为内燃机是利用燃油在封闭环境下，通过爆燃的方式让气体进行快速膨胀，然后推动活塞运转，从而让发动机进行机械运动并产生机械能。壹车热评举一个简单的例子来解释，为什么会有能量损失？
　　在发动机运转时，燃油的燃烧过程本身就存在不完全燃烧的情况，而且燃油燃烧会让发动机产生高温，汽车的散热系统在对发动机进降温的过程中，又会直接带走部分燃烧产生的能量，这些因素都让燃油在燃烧时所产生的能量无法进行100%转换。
　　就像你吃下去的饭菜不可能100%变成脂肪或者肌肉一样，人的身体机能总会在吃饭过程中消耗部分量，否则这世上到处都是小胖墩和型男了。
　　所以无论人类科技发展到何种水平，只要现有内燃机的工作原理不变，那么热效率就无法实现100%的水平，如果有人非要说可以做到100%，你还是劝他多吃两口菜吧。那么改变内燃机原理可以达到100%热效率吗？
　　首先，壹车热评觉得内燃机的工作原理，在未来很长的时间内都难有本质上的突破，而且根据热力学第二定律的开尔文说法: 不可能制造出从单一热源吸热、使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机。
　　也就是说，热能不可能完全用来做功，所以它在能量转化过程中必然会有一定的损失。
　　其实对于家用车来说，并不是热效率高的发动机就一定适用每个家庭，因为热效率越高的发动机，它的两个缺点就越明显，一是寿命会比常规热效率的家用车短很多，此外就是这类车都会比同级别的车，更贵一些。
　　发动机热效率的定义是指＂发动机有效功率的热当量与所消耗总热量的比值＂，这叫做发动机有效效率，简单点来说就是消耗的燃油中有多少是真正被利用起来了，剩下的就浪费掉了，现在很多发动机的热效率还在30-35%左右，超过35%就是比较优秀的了，超过40%的更是屈指可数。
　　也就是说消耗1升燃油实际上只有30-40%的利用起来了，毕竟燃油从化学能通过燃烧、推动活塞运动等方式向机械能转换的过程中难以避免能量损耗，比如发光、使发动机升温的热量都是属于能量损耗。很显然热效率越高车辆对应的油耗就会越省，如果热效率达到100%，也就是说没有了能量损耗，比如燃油燃烧也不会发光了、跑上几百公里发动机还是常温等等，可能很多人的第一感觉是车辆会省油，比如之前热效率33%，达到100%以后，百公里油耗也就是之前的三分之一，可实际上远远没有这么简单…
　　如果热效率真正达到了100%，那就意味着现在的物理学得推倒重来，各种定律会被否定，而且很可能会克服摩擦力，永动机就很可能会造出来，汽车的油耗可能就不是三分之一了，而是速度上来以后就0油耗了，到时候只用刹车就行了，是几滴油跑就能跑一天这种概念了。当然影响到的不仅仅是汽车，其他各行各业也都得经过大升级，可以不夸张的说，与现在是不同的两个世界。
　　当然以上也只是想象而已，可以说现在的世界就决定了发动机热效率不能做到100%，不过可以随着技术的进步而提高，比如马自达的压燃技术就能大幅提升热效率，据说能到50%，但这也只是量变，与达到100%的质变并不是一个概念。
　　希望以上分析能对大家有所帮助！
　　＂发动机热效率＂众所周知，发动机是靠燃油的燃烧做功的，通过燃烧产生的热能来推动汽车运动，是一个由热能转换为机械能的过程。但是由于燃油不可能100%的完全燃烧干净，发动机还有进排气的损耗、机械的阻力等等，因此只有一部分热能可以转化为最终的机械能，我们称这部分能够转化为机械能的热能为有效利用热能，所谓热效率就是有效利用热能与燃料燃烧热能的比值。目前船用内燃机的热效率在45%左右，大部分汽车发动机的热效率在35%左右，也就是说燃油所产生的热能只有三分之一可以转换为机械能。
　　除了发动机热效率外，汽车各系统同样会有效率损耗。换句话说，即使一辆车的发动机热效率很高，但若其它方面控制不到位，那么多出来的发动机热效率同样会被损耗掉。另外，所谓发动机热效率最高达到多少多少，其最高是有条件的，就好像最大功率一样，需要发动机转速达到一定条件才行，发动机在日常使用过程中能否达到最高热效率的条件很难说，即使达到了也有可能是一触即过，因此在面对一些厂家宣传自己发动机热效率多高时，可以感叹其发动机技术的研发实力，但也要清楚这在日常的用车环境中并不会带来太大影响，不要被发动机热效率洗脑。（Bee）
　　有些假设，如果实现，改变的不是个体，可能是人类文明甚至宇宙！
　　如果汽车发动机热效率达到100%，那么必然会有以下这样几个变化：全新的汽车发动机结构
　　传统的汽车发动机结构，属于内燃机模式，汽油在汽缸里燃烧，推动活塞做功，废气排出车外。在这个过程中，有很多环节都会损失热量，如发动机的汽缸本体、排气系统、散热系统、润滑系统、变速箱等。仅以排气管为例，就有可能带走一部分热量。
　　如果热效率达到100%，那么汽油燃烧并在汽缸里做功以后，就没有任何废气排出，或者排出的废气不带任何热量（事实上这不可能，因为任何物体都有热量）。那么，原来的发动机结构显然是不适合的，因为这时候甚至不需要排气管道、不需要散热系统了。
　　那么，发动机结构就需要重新设计，或者有可能只需要设计燃烧室就够了。汽油在燃烧室里100%燃烧后完全释放出热量，那么设计理论，支撑这样的发动机的物理理论也需要全新改写了。
　　全新的机器材料
　　任何材料都有可能传递热量，无非是传递过程中有大有小而已。如果发动机热效率达到100%，那么类似发动机汽缸、变速箱都没有任何热量损失，制造发动机的材料，就不可能是传统的铸铁、铝合金、钢材等，因为这些材料都达不到热量0传递的要求，必然需要重新开发新材料。
　　有可能这样的新材料，类似超导体一样，0电阻，0热量，不传递热能。
　　我们甚至估且可以称这样的材料为＂超热体＂，即绝对无热量传递的新型材料。
　　或者，发动机的结构上，有闭环的隔热系统，能把热量100%封闭在做功环节。但理论上，这样的隔热系统，依然还需要特殊材料＂超热体＂制造出来。对工业制造带来的巨变
　　如果汽车发动机热效率达到100%，意味着人类无论是在理论物理学还是工业制造方面，都已经有了新的突破，这一成就可能甚至一定会超越爱因斯坦的相对论。人类现有的物理大厦，将需要重新改写，而带来的深刻巨变，将会影响整个人类文明发展。
　　既然汽车的发动机能够做到热效率达到100%，那么基于这样的理论与工业制造能力，轮船、飞机、火车等发动机同样能做到100%的热效率。
　　这样的话，传统汽车燃油消耗量会减少超过不止一半，石油需求剧减，油价暴跌。目前全球最顶尖的发动机，其热效率也只有40%多一点。100%意味着要超越两倍速多。
　　那么，石油将可能不再是工业基础，中东产油国的日子将可能不再好过，美元与石油挂钩，美元霸权将可能迅速衰落，中国崛起，中国梦提前实现，人类文明发展就可能重新改写。
　　太多了。
　　你说还会带来什么改变？
　　喜欢车的朋友，经常会听到某款发动机热效率高达多少，于是很多人便问道：如果汽车发动机的热效率达到100%，这意味着什么？今天就来聊聊发动机热效率。1、发动机热效率的定义。
　　发动机热效率，又叫做发动机有效效率。顾名思义，是指发动机有效功率的热当量与单位时间所消耗燃料的含热量的比值。一般而言，传统蒸汽机的热效率为4%-8%之间、汽油发动机的热效率在25%-40%之间、柴油发动机的热效率在35%-45%之间、喷气发动机的热效率在50%-60%之间，其数值都小于1（或100%）。2、为什么热效率很难达到100%？
　　以汽油发动机为例，很多车企采用高压缩比、直喷、大量EGR、阿特金森（米勒）循环等手段提高热效率，但由于汽油本身并不可以完全燃烧，以及发动机的缸体、曲轴等金属构件，在运转过程中也会造成能量的损失，因此发动机热效率并不很难达到100%。值得一提的是，现在的发动机研发已经入瓶颈期，即使提高1%的热效率也是比较艰难的。3、热效率越高越好吗？
　　热效率越高，意味着发动机的散热以及摩擦等越小，但这也对发动机的材质、工艺等提出了更高的要求。举个简单的例子，赛道上的F1车型热效率高达45%，但性能卓越的F1发动机寿命却非常短。因此，对于普通家用车而言，要实现发动机的热效率、动力性能以及耐久稳定三者之间的兼顾，是比较困难的，所以，发动机热效率并非越高越好！4、热效率达到100%，意味着什么？
　　总有人说一切皆有可能，如果发动机热效率高达100%，则标志着发动机活塞缸体、发动机曲柄轴承、点火线圈等各个零部件摩擦为零，其产生的热量均对外做功，带给我们最直白的体验便是，一箱油行驶里程将增加2-3倍。此外，这款发动机将不再需要冷却液，其静音表现也将趋于零噪音。
　　写在最后：在发动机领域，虽然国产与合资存在很大的差距，但国产发动机的进步也是有目共睹的。凭借国人的钻劲，国产发动机热效率的提高，我相信只是时间问题，你说呢？你同意我看法吗？欢迎留言交流。作者简介
　　笔名车市老爷子，山西晋中人；
　　大学毕业后，干过销售修过车；
　　优质汽车领域创作者，爱好汽车与写作；
　　买车用车聊车故事，关注点评交个朋友。