動不動就熱效率40％，然而又有什麽用？

這兩年發動機技術進步的很快，豐田、本田、日產、大眾、馬自達乃至自主品牌相繼推出了新發動機，這些新發動機都有一個共同點，那就是“熱效率”非常高，有的熱效率達到38%，有的超過了40%。

我們回過頭看歐洲汽車廠商，好像對熱效率並不在意，甚至在宣傳上也避而不談，這是不是說明歐洲車的發動機就不行呢？除了這些質疑外，現在不少媒體和網友對熱效率都有一種迷之信仰（誤解），今天教授就來聊一聊熱效率的含義。

發動機通過燃燒汽油，將化學能轉化成機械能，汽油燃燒產生的熱量是推動活塞運動的關鍵所在。熱效率就是指燃料燃燒產生的熱量轉換成機械能的比例，由於發動機並非在理想的情況下工作，所以實際效率與理想值還是有很大差距。

今天發動機工程師在不斷想辦法提高熱效率，也就是汽油燃燒的熱量轉換成機械能的比例，目前業內最高的水準是45%（熱效率），也就說只有45%的熱量得到利用，其余55%浪費了。

為什麽熱量會損失呢？這說起來比較複雜，首先發動機裡面的汽油和空氣，本身就不可能實現100%完全燃燒，所以這裡面有一部分汽油浪費了。其次發動機自身運轉有很多熱損失，比如冷卻液把熱量帶走或者熱量被排到廢氣中，理想的發動機尾氣溫度等於大氣溫度，但是實際上汽油發動機的尾氣高達幾百度。

以現在的技術看，發動機是不可能做到100%的熱效率，業內認為最理想的水準就是60%，而現在的發動機已經快接近理想水準。

熱效率隨著發動機負荷變化而變化，很多人把它誤解為發動機永遠處於一個效率區間運轉。這大概和誤解動力參數一樣，最大功率和扭矩要油門踩到底才能爆發，而且還很短暫，平常油門踩三分之一不可能有這麽強的動力輸出，所以有人說看發動機參數沒有多大意義。

(寶馬 B48 發動機 動力輸出特性圖)

最高熱效率也是一個道理，它只是在發動機狀態最好的時候才有，一般這個最佳狀態很短暫也可以說很小。更直白一點說就是，只有很小一部分情況發動機才處於最佳效率區間。

以凱美瑞2.5L發動機為例，官方聲稱最高熱效率40%，但實測數據顯示，只有轉速在2017rpm，扭矩輸出151-172N·m時，才接近40%最高熱效率（上圖那個紅色圈圈內），哪怕扭矩稍微變化，熱效率馬上就降到38%。能讓發動機處於最高熱效率下的路況非常少，參考意義大於實際意義。

（本田1.0T與1.8L發動機 熱效率對比）

另外我們再看看思域的1.0T發動機，雖然最高熱效率不是很搶眼，但是再大部分情況下發動機都處於高效運轉工況（大約35%熱效率），對比之下，以前的1.8L自吸發動機同效率區間就很小，這也是為什麽很多廠商要做小排量增壓的原因。

歐洲汽車廠商認為，省油是柴油發動機強項，汽油發動機應該首先要突出動力優勢，所以他們會把動力放在首位，而非熱效率。如果你是一個性能控，那麽現在所謂的高效率自吸發動機恐怕毫無吸引力。

既然說省油是柴油發動機的強項，那麽現在的柴油發動機能做到什麽水準？我們以寶馬5系的3.0T柴油發動機（N57）為例，它的最高熱效率已經接近42%，而且大部分工況都處於40-41%（上圖40-41數字的圈圈內）的熱效率下運轉，對比前面的豐田2.5L發動機，無論是最高效率還是工況範圍都有碾壓優勢，況且N57還是5-6年前的產品。

從自吸、小排量汽油和柴油增壓發動機對比可以看出 ，最高熱效率並不是那麽的重要，如何能讓發動機在更多範圍內處於高效率區間才是關鍵所在，這點柴油發動機優勢最大，小排量增壓汽油發動機其次，而自吸基本是墊底的水準。

假如要靠犧牲動力提高熱效率，其實對汽車廠商來說難度不大，歐洲車企認為動力體驗大於熱效率，所以歐洲的增壓發動機動力表現依舊是標杆級，但油耗就遜色一些。高熱效率發動機是一種趨勢，但是各個品牌還是會在動力和油耗之間進行權衡，沒有哪個廠商能把熱效率和動力都做到完美。