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名词解释：

热效率指特定热能转换装置（参考内燃机），其输出有效能量与驶入能量的比例。假设某燃油汽车装备的发动机有40%的热效率，概念则为消耗燃油的热能为%，但实际只有40%的热能转化为机械能（有效动力）。内燃机真的是一种损耗非常大的发动机，为什么会有这么大的损耗呢？参考下图。

热力学第二定律做出过这样的解释，热能会从高温物体传导至低温物体，不可能绝对%的转化为机械能。内燃机做功时产生的热能很夸张，比如汽油的燃烧火焰温度会高达℃，而柴油更是高达℃；发动机机体与防冻冷却液的温度远低于该标准，所以冷却（吸热）则会损耗掉大量的热能。

其次内燃机的结构非常复杂，曲轴作为动力输出轴要负责的不仅是输出动力，同时要推动连杆活塞往复循环运转，带动气门凸轮轴、压缩机、发电机等等零部件运转，过程中也会损耗掉很多能量——所以热效率才会这么的低，那么是不是说热效率更高，发动机就会有更强的性能与更低的油耗呢？理论上是这样没错，但也不是这么的简单。

这张图片也许不好理解，重点观察其五角星标注的位置，这是其发动机达到40%热效率的扭矩与转速标准-「rpm·N·m」左右，相信了解某田（日系品牌）汽车的消费者都知道它是个多大的排量，不过这还不是最重要的。

重点是转速低于该标准或高于该标准后，热效率都没有40%的高标准了；比如转时就只有35%的热效率，那么这台机器还能够省油吗？答案当然是否定的，因其最佳热效率并非其用户驾驶习惯中的平均行驶转速，说白了就是偏高了；而且扭矩实在是太低，想要节油的理想方式应当是「大扭矩·低转速」运行。

真实标准：燃油动力汽车没有任何一台车，可以将运行转速恒定在最佳热效率区间，节油的基础还是控制转速！

在公共道路驾驶汽车需要将车速维持于车流行进速度相当的标准，在以涡轮增压汽车为主的车流中，上述高热效率的自然吸气动力的汽车就会很尴尬，因其扭矩实在太低。

（扭矩×转速÷常数×倍率＝马力），常数、倍率1.36是不变的数值，扭矩和转速是相乘的关系，那么两者有一项足够高就能实现大马力。马力越大则加速能力越强，同时巡航驾驶的车速也会越高。然而转速是不宜过高的，因为曲轴每分钟旋转的速度（次数）除以二，得出的数值为每分钟喷油做功的频率，转速越高则耗油量越大。

综上所述，只有大扭矩才能以低转速的节油标准实现大马力，然而自然吸气发动机的扭矩总是偏弱很多。比如奥托循环的2.0L峰值扭矩不过N·m左右，重点是平均rpm的转速才能达到峰值，在此之前与之后的扭矩都会很低。所以这种机型就只能以高转速费油的状态拉升车速，当然习惯于温和的驾驶也能省油，只是会拖慢车流的整体行进速度。

问题：为什么主攻高压缸内直喷与涡轮增压技术的车企，往往不讨论热效率过多少或低多少呢？

其实原因很简单，因为这两种技术的组合，可以实现的结果是扭矩的大幅提升！汽油机的直喷压力可以达到bar的标准，相比多点电喷机有-倍的增长；喷油压力越高燃油雾化效果就会越强，高标准雾化汽油的油珠粒径可以低至10微米以内，在相同压缩机的前提下会有更快的蒸发速度。

气态汽油的燃烧速度远超液态汽油，由于内燃机无法做到让汽油%的燃烧，所以什么技术能让蒸发与燃烧速度更快，消耗等量的汽油就能转化出更多的热能，说白了就是更大的扭矩。但是单纯有高压直喷技术还是不够的，比如某些日系车用均质压燃技术，同样只能让2.0L发动机有N·m多一点点的扭矩，不配合涡轮增压系统基本没有价值可言。

非常重要的增扭技术，燃油燃烧的过程中，与越多的氧气在固定时间内进行反应，燃烧的速度就会越快——还是以提升燃烧效率以提升热能和扭矩。想要增加进入发动机内部空气的氧浓度其实很简单，只需要用空气压缩机去压缩空气的体积即可。

常压标准的空气氧浓度为20.94%，通过压力把空气中分子的间隙压小，让更多分子挤入等量的空间里，氧分子的数量是不是得到了提升？废气涡轮增压系统是通过自然吸气发动机运行时产生的高压废气驱动涡轮运转，整个流程属于废气循环利用所以不损耗动力；压气后增氧则可以有效提升扭矩，2.0T的优秀发动机可以达到N·m，相比2.0L翻了一倍哦。

在绝对扭矩优势面前，热效率会显得很无力！

按照马力的车速需求为基础计算，2.0L·N·m需要的转速大约为rpm，这与其最佳热效率的转速相去甚远，而且转速技术很大会比较费油。

2.0T·N·m实现相同的马力需要的转速为rpm，就算这台机器也不在最佳热效率的范围内，每分钟转速少了接近转，这就等于每分钟少喷油做功接近0次！这种大扭矩高功率的发动机还需要追求极致的热效率吗？——当然热效率更高则更高，只是热效率应当在缸内直喷涡轮增压机的基础上进行提升，这属于锦上添花；反之单纯地提升自然吸气发动机的热效率，如果只是用于自然吸气发动机的汽车上，这无非还是降低成本的产物而已。

特殊技术：日系与美系部分油电混合汽车的自然吸气发动机仍旧难以维持最佳热效率转速，因其内燃机是要辅助参与驱动的，但内燃机有只有1AT（单速比）的变速箱，依靠转速改变车速何谈稳定最佳热效率转速呢？

目前能够做到将转速稳定在最佳范围内的是自主品牌的同类型车，其技术亮点是取消传统压缩机与发电机等泵系，通过BSG电机将其带动到最佳转速运行。随后则是稳定在该转速范围内，主要作为发电机的增程器使用，这次俺是正确的技术方向，只是掌握这种技术的品牌还太少。

编辑：天和Auto-汽车科学岛

天和MCN授权发布

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