近年来,各大汽车公司和汽车评论家频繁提及“热效率”这一参数,成为发动机介绍中一个热门词汇。每当某一家汽车公司介绍自己发动机热效率已经达到38%,40%等数值时,都会表现出自豪和高超的技术实力面孔。
那么,什么是热效率呢?它是指发动机输出的机械功和发动机燃料燃烧产生的能量之比。它类似于你吃的饭量和胖子之间的关系。发动机热效率是衡量发动机技术水平的重要数据之一。
当然,热效率的提高也会带来直接的结果,即影响汽车的油耗水平。然而,热效率并不是影响油耗水平的唯一因素,发动机的动力调整、运转习惯等也在影响范围内。但如果一辆车同时具有高热效率水平和高发动机调整水平,其油耗绝对会降低。
很多人可能会问:热效率会达到100%吗?小编可以明确告诉大家,这是不可能的。由于能量守恒定律的存在,发动机工作时,在能量传递过程中就会存在着能量损失,大致分为辐射损失、机械损失、泵气损失、排气损失、不完全燃烧损失及冷却损失等。按照目前内燃机的运转理论,从物理上来讲,这些能量损失是不可避免的。
举个例子,发动机运转期间,燃料的燃烧过程本身就可能不完全燃烧。另外,发动机燃烧后会变高温,在汽车的散热系统中冷却发动机过程中,也会直接损失一部分燃烧产生的能量。所以无论人类科学技术发展到什么程度,只要发动机工作原理不发生变化,热效率都不可能实现100%的水平。
那么如果改变发动机的工作原理,能否达到100%的热效率呢?根据热力学第二定律开尔文,从单一热源吸热,不能制造出能够全部转化为功的热机,即热能不能完全工作,一定会有一定的损失。所以,这一切都说明内燃机的工作原理在今后很长一段时间内很难有本质上的突破。
虽然热效率高的发动机看起来非常吸引人,但也有缺点。首先,寿命比通常热效率高的私家车短得多;其次,这样的车往往比同级车还要贵。因此,高热效率的发动机并不一定适用于每个家庭。