汽油车的热效率_汽油发动机热效率曲线

1.发动机热效率

2.汽油机的热效率探讨

3.发动机热效率是啥意思

目前热效率最高的丰田发动机能达到41%，如果来到100%会怎样？其实汽油内燃机的热效率永远不可能达到100%，而且目前的41%都只是最高热效率，只有汽车在理想的行驶条件下才能达到。

为啥提高发动机热效率这么难？

发动机热效率，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，是评定发动机燃油经济性的方式之一。但是发动机热效率的提高可以说是举步维艰。

从1960年到2020年，人类能够把宇航员送上火星，能够把列车的时速提高到450km/h，能够让手机用户从1G时代进入5G时代，但是汽油内燃机的热效率仅仅提高了多少？10%而已。1960年汽油内燃机最高热效率大约30%，如今，2020年约为40%，70年提高了10%，可见提高内燃机热效率有多难。

为什么提高热效率这么难？内燃机的本质是将热能转化为动能，但根据热力学第二定律：不可能从单一热源吸收热能并使之完全转换为有用功而不产生其他变化。首先在燃烧过程中，燃料燃烧产生的能量，只有一部分能够转化为机械能，其他的都变成热量散失了。就算是转化为机械能的这部分，依然还要损耗，比如说齿轮零部件的摩擦，活塞和缸壁的摩擦，都要损失能量。想要提高热效率，虽然可以通过提高压缩比、缸内直喷、等方式提高热效率，但是热效率有极限。

根据汽油机的奥托循环效率公式：η=1-ε^(1-γ），η为效率，ε为压缩比13，γ为空气比热容比。所以汽油发电机只要采取奥托循环，热效率就不会超过%。

混动汽车效率更高

在目前发动机热效率达到瓶颈的情况下，使用电机是目前比较现实的能够提高效率的方式，很多人其实并不理解为啥混动汽车油耗更低，他们觉得，用发动机烧油发电，再用电驱动电机，怎么可能比直接烧油效率更高呢？不符合能量守恒定律啊？这说明他们的物理学的都是半吊子，根本没有完全理解发动机热效率这回事。

发动机热效率一般都是指的最大热效率，是在理想条件下才能达到的，比如说以时速80km匀速行驶，但是日常开车是不可能一直维持这个工况的，市区行驶走走停停，发动机频繁处于高转速高负载，油耗也比较高，但是电机一方面效率能够达到90%左右，另一方面，电机无论转速多少，都能输出最大扭矩，所以也就能够始终保持最高效率。

所以为啥混动汽车能够省油，中低速使用电机驱动，避免使用发动机热效率最低的工况，而高速使用发动机直接驱动，利用发动机最高热效率的区间，所以能够省油也就在意料之中了。

所以短期来看，发动机的热效率提高依然任重道远，所以很多车企都用电机搭配内燃机的方式，来达到较高的实际效率，这种驱动模式，随着排放政策的日益严苛，可能会日益成为主流。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

发动机热效率

一般蒸汽轮机热效率为4%-8%；汽油发动机热效率为25%-35%；柴油发动机的热效率为35%-45%。

汽油发动机的热效率是指发动机输出的机械功与燃烧燃油产生的化学能之间的比率。即有多少热量转化成有效功。目前发动机的热效率一般只有30%多一点。

热效率的含义是：对于特定热能转换装置，其有效输出的能量与输入的能量之比，是无量纲指标，一般用百分比表示。常见的有发电装置、锅炉装置、发动机装置等，有以下三种定义方法：发电效率，装置效率，循环效率。在锅炉中，一般不将鼓风机、引风机、炉排运动等小号的能量计入输入能量，而是单独计算和衡量。

发动机中转变为机械功的热量与所消耗的热量的比值。发动机的热效率分为指示热效以及有效热效率两种。指示热效率是指发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。有效热效率是指实际循环的有效功与所消耗的热量的比值，是衡量发动机经济性能的重要指标。

汽油机的热效率探讨

发动机热效率，又称发动机有效效率。

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。用以评定发动机作为热机的经济性。

不同发动机和动力装置的热效率各异，但数值都小于1。提高发动机热效率是节约能源的重要手段，是改进热力发动机的主要方向之一。

保养发动机的方法

1、定期清理水箱

锈迹和水垢会限制冷却液的冷却系统中的流动，降低散热作用，导致发动机过热，甚至造成发动机损坏。所以要定期清洗水箱，除去其中的锈迹和水垢。

2、定期更换机油及滤芯

任何质量等级的润滑油在使用过程中油质都会发生变化，为了避免故障的发生，应结合使用条件定期换油，并使油量适中一般以机油标尺上限为好。

3、保持曲轴箱通风良好

现在大部分汽油机都装有PCV阀曲轴箱强制通风装置，但窜气中的污染物会沉积在PCV阀的周围，可能使阀堵塞。因此，须定期清除PCV阀周围的污染物。

4、使用适当质量等级的润滑油

对汽油发动机应根据进排气系统的附加装置和使用条件选用SD-SF级汽油机油；柴油发动机则要根据机械负荷选用CB-CD级柴油机油，选用标准以不低于生产厂家规定要求为准。

发动机热效率是啥意思

目前，排放法规对汽车有害气体排放物的限值已经达到了极低的水平，汽车污染物排放已经得到了基本的控制。随着国际社会对能源、温室效应以及CO2排放问题的日益重视，节能将成为汽车研究的核心问题。目前，全球汽车保有量接近10亿辆，其中汽油约占60-70%。虽然汽油机的排气污染问题采用三效催化器能得到有效的控制，但是其油耗平均比柴油车高20-30%左右。因此，本文将主要探讨一下汽油机热效率低的原因以及改善汽油机热效率的技术途径。

1. 压缩比过低。为了防止汽油机发生爆震，汽油机的压缩比ε通常在8-11之间，远低于柴油机16-22的压缩比。研究表明，压缩比每提高1个单位，热效率可提高1%-3%。因此，压缩比低是汽油机热效率低的一个主要原因。

2. 等熵指数低。空气的等熵指数k为1.4，燃料与空气混合气的等熵指数小于1.4，混合气稀，等熵指数增加，热效率增加。汽油机的燃烧为当量比燃烧，而柴油机为稀薄燃烧，因此，汽油机的等熵指数较低，这也是造成汽油机热效率低的一个重要原因。

3. 泵气损失大。汽油机是量调节，通过节气门开度控制混合气量，从而控制发动机负荷；柴油机属于质调节，通过缸内直喷油量控制发动机的负荷。相比柴油机而言，汽油机采用了节气门的控制方式，因此，其泵气损失增加。

4. 燃烧定容度低。由于柴油机燃油喷射系统的不断进步，高压喷射系统在柴油机上得到了广泛的应用，使柴油机的燃烧持续期不断的缩短。增加汽油机的缸内湍流速度有利于提高火焰传播速度，使燃烧定容度增加，但是过高的缸内湍流速度会造成点火困难。相比而言，汽油机定容度低也是其热效率低的一个原因。

5. 燃烧稳定性差。有研究表明，循环波动每增加1%，指示热效率降低1.5%。汽油机的循环波动为5-10%，柴油机仅为1-3%。

6. 常用工况效率低。汽油机的常用工况为中小负荷区域，而柴油机通过位于中高负荷区域，发动机在中高负荷工况运行时的燃油经济性会明显好于中小负荷区域，因此，汽油机运行于中小负荷也是其热效率偏低的原因之一。

1. 增压小排量。增压小排量技术可以使发动机常用工况点从小负荷向中高负荷区域迁移，使运行区域得以优化。发动机在中高负荷区域运行，节气门开度相对较大，由此也使得泵气损失降低。增压技术使得充量系数提高，改善燃烧效率，提高燃油经济性。

2. 缸内直喷（GDI）。第一代缸内直喷技术采用稀薄分层混合气的燃烧方式，由于稀混合气具有抑制爆震的能力，因此，汽油机的压缩 比可以进一步提高；同时稀混合气提高了等熵指数；此外，缸内直喷技术降低了进气节流损失。总体而言，采用第一代GCI技术，汽油机的油耗改善幅度高达20%以上。但由于三效催化器在稀薄燃烧时转化效率会急剧降低，因此，第一代缸内直喷技术并未得到广泛的应用。而第二代缸内直喷（GDI）技术，主要采用当量比燃烧，可以采用成熟的三效催化器才满足排放法规的要求；采用第二代缸内直喷技术，可以提高发动机的压缩比，油耗可以改善10%左右。

参考文献：

[1] 王建昕. 高效车用汽油机的技术进步[J].《内燃机学报》，2008（s1).

发动机热效率，又称“发动机有效效率”。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。

用以评定发动机作为热机的经济性。不同发动机和动力装置的热效率各异，但数值都小于1。提高发动机热效率是节约能源的重要手段，是改进热力发动机的主要方向之一。

活塞式航空发动机的热效率为20%?30%；涡轮喷气发动机的热效率为24%?30%；涡轮风扇发动机的热效率提髙到40%?46%，是现代民用运输机普遍采用涡轮风扇发动机的主要因素之一。发动机利用燃料热能的有效程度。

活塞式航空发动机的有效功率为轴功率（见发动机功率）；发动机（或推进器）推进功率与有效功率之比称为推进效率（飞行效率），用以评定推进器的有效性。

比亚迪发动机热效率是多少？

比亚迪发动机热效率达43% 。最近，主打超低油耗的比亚迪DM-i超级混动技术的核心部件之一：骁云。插混专用1.5L高效发动机正式亮相。

作为一款专为DM-i超级混动技术打造的产品，骁云-插混专用1.5L高效发动机以实现超低油耗为开发目标,热效率高达43%，是全球热效率最高的量产汽油发动机。