熱效率最高的豐田發動機能達到41%,如果來到100%會怎樣?

獨狼


這個設想基本上是不可能發生的。

首先我們要明白一下,什麼叫做發動機的熱效率?通常來說,熱效率指的是,當燃油在發動機內進行充分燃燒時,將所產生的熱量轉化成機械能並加以利用。而這個轉化比例,也就是我們通常所說到的熱效率。如果熱效率達到100%,也就意味著,籃球在進行燃燒時,不產生任何熱量,同時在經過所有零部件時,沒有產生任何消耗,而且還要求在燃燒時,必須做到充分燃燒。所以說從理論上來講,要想發動機的熱效率達到100%,以目前的技術水平是根本做不到的。

而這個熱效率的主要作用體現在哪呢?我們可以理解為那效率的素質越高也就意味著發動機動力越強勁,同時油耗更低,排放更環保。目前汽車行業內的絕大多數汽油發動機,那效率的比值普遍保持在30%左右,超過這個數值的發動機表現都比較突出,省油且環保。

舉個例子豐田發動機的熱效率,在汽車行業內是第一個能夠達到最高熱效率的品牌,曾經豐田最好的技術也只能夠保證發動機的熱效率達到40%左右,後來經過多年努力,將效率達到了41%,這已經算是豐田喜大普奔的成就了。不過最近剛剛上市的馬自達三,對外宣傳中,提到該車型利用創馳藍天壓燃技術,能夠將發動機的熱效率提高到50%,能夠讓油耗保持在3.3L/100km,這倒是有點讓吃驚。

我們再來看一下,國產品牌發動機的表現。以長安為例,目前最好的發動機是藍鯨發動機,可以說是集成了長安目前本身所擁有的最好技術和燃油經濟性,這一款發動機的最大熱效率,能夠達到40%以上,同時在升功率、零部件集成技術等方面跟國際主流品牌的水平,基本上可以算得上是不相上下。

我們再來說說看,為什麼說熱效率的比值達不到100%呢?

首先,車輛要產生前進的動力,就必須讓發動機在做工時所產生的能量,通過各個部件之間的配合,最終才能提供給車輛驅動力。而在這個過程當中,能量會在各個部件傳遞的時候產生一定程度的消耗,這個消耗比例有高有低,但是車輛最終得到的動力,肯定不可能是100%的。

其次,任何的車輛製造材料所能承受的溫度不同,尤其是發動機在燃燒時會產生高溫,為了控制發動機本身的材質能夠承受的了,發動機的冷卻系統以及發動機工作必要的進排氣,這些環節本身就會產生一些能量消耗。在每一個部分,看似可能消耗的能量並不多,但是一個循環下來,能量消耗的比例還是非常大的。這也就是為什麼說豐田熱效率比值能夠達到41%,曾經已經算是這效率比值最高的。

綜上所述,以目前汽車行業的技術水平,熱效率,想要達到100%是不現實的。雖然現在新款的馬3號稱熱效率比值能夠達到50%,但是畢竟車型還未上市,沒有經過專業機構的測試和認證,誰也不清楚,是否能夠真正達到這樣的水平。

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鼎昂全自動炒幣機器人


發動機熱效率是指燃油內能轉換為機械能的效率,學過初中物理都知道,各類能量在轉換過程中會不可避免的出現損耗,所以這個效率不可能達到100%,就目前的發動機技術而言,能把熱效率做到35%以上就比較優秀,而豐田能通過混動系統把最大熱效率做到41%已經是頂級水平了,而且純燃油系統也能高達40%,這足以說明豐田在發動機熱效率方面的領先程度,但即便是這樣大部分油耗還是在做“無用功”,那就不妨如問題所說假設熱效率達到100%會怎樣呢?


先來看汽車本身,100%的熱效率就是沒有任何的能量損耗,發動機不會因為運行而升高溫度,跑個幾百公里後溫度依舊原樣,可以省去冷卻系統,暖風不能正常使用,不會發出任何的噪音、抖動等,燃油的燃燒時也沒有光亮,因為燃油的充分燃燒,所產生的積碳和排放物會大大減少,在油耗上會直線降低,車輛外部而言,真能把熱效率做到100%了,那現有的很多物理結論都會推翻重來,一系列的機械設備也會因此而發生改變,經過這個簡單的瞭解以後就不難理解為什麼遠遠做不到100%了。

其實就現在的發動機技術在沒有突破性的發展之前,僅僅是通過一些細節上的優化或升級,相關的專業預測熱效率極限是50%,某些特定的技術能在理論上突破這一數據,例如通過陶瓷材料等可以把熱效率提高到驚人的70%,但這個看起來還有些遠,最近的當屬馬自達HCCI技術,宣稱熱效率可達到51%,並且預計會在2019年首先應用在馬自達3上,不過就目前還沒有真正的所應用,熱效率是很能體現發動機技術的一項參數,在看到了豐田40-41%的同時,別忘了我們的自主品牌奇瑞做到了37.1%,對於起步較晚發展時間短的奇瑞來說,這確實已經很不錯了。

希望以上分析能對大家有所幫助,喜歡的朋友感謝點贊支持,有關於購車、養車等方面的問題,歡迎關注“汽車實說”我們一起交流!


汽車實說


如果仍然是內燃機的工作形式達到100%在可預見的將來是不可能實現的,內燃機通過燃燒做功推動活塞的工作方式必然產生大量的熱損耗。記得在上世紀90年代初我上初中的時候當時的物理課本講述內燃機的熱效率汽油機只有百分之二十幾,柴油機能達到百分之三十。隨著科技發展30年,可變氣門、阿特金森循環、缸內直噴等技術的使用,內燃機的效率也才不過提升了百分之十幾,但這對於燃燒做功的發動機已經不簡單了。

其實我們現在早已習慣了內燃機的這種工作效率,如果內燃機的效率能夠達到電動機百分之八十以上那一輛2噸重的SUV汽油車估計油耗應該在5升左右,聽起來還是感覺不錯的,但也許內燃機還達不到你所說的100%或90%的效率就已經被其他動力系統所淘汰了。

不過我們今天使用的燃油混合動力汽車,比如豐田的普銳斯,卡羅拉、凱美瑞雙擎,本田的混動CR-V和混動雅閣,他們都是在電機和電池的輔助配合下通過回收和再利用燃油發動機釋放出來的能量和車輛多餘的動能來提升效率達到節油的效果。所以像燃油版本的卡羅拉可能百公里油耗要在7升左右,而雙擎版本只需要4升多一點,也可以視作將燃油機所釋放的能量通過ECVT系統將整體效率提升到了70%左右。


老倪DIY


現在汽車發動機技術已經相當成熟了,而對於發動機的能效來說,越高的熱效率,代表著這款發動機將燃油轉化為動能的效率越高,也代表了發動機的技術水平,當然是衡量發動機好壞的其中一個指標。豐田的發動機熱效率可以達到41%,可以說是發動機技術相當的領先了。而有些朋友會想,能不能達到百分之百呀,現在連百分之五十都沒有到,能說先進嗎?

當然了,豐田發動機是非常先進了,可以說是最先進了,但是熱效率的提升並不容易,因為能量是守恆的,同時我們知道,當燃油在燃燒之後,首先就是要排出熱尾氣,這就是一個大的損失,然後就是有不充分的燃燒,還有發動機是四衝程,其中三個衝程都是無用功的空轉,而它還是要損失能量的,所以熱效率是不可能達到百分之一百的,過半的可能就非常小了。

汽車發動機比較努力的,還有一個日系的馬自達汽車,它對發動機的追求也是非常專注的,當然了,豐田和馬自達也是有合作的,包括汽車的發動機。

以上就是小編的簡單回答了,希望可為這些朋友提供一些小小的參考。


百樂魚


熱效率達到100%,你這開玩笑麼?這是不可能的,無論是以後技術怎麼發展,無論是出現多麼不可思議的事兒,都是不可能達到100%熱效率。


100%熱效率,意思就是汽油能量全部轉化為車輛動能,中間沒有任何能量損耗,我想說的是,作為一個資深機械人,我可以負責人的告訴你,所有的機械結構件都有能量損耗,立此帖為證。

發動機只是一個一堆機械領部件組裝起來的成品,想讓中間傳動機構沒有機械損失,這難度基本不可能實現,同時有熱量產生,必然有浪費,熱量通過熱傳導 熱傳遞 熱輻射傳導,現在是大部分能量都浪費了。

如果以後真達到100%能量利用率,那時候燃油消耗百公里也就2-3個油,還發展什麼新能源汽車


汽車概況


這個設想基本上是不可能發生的。

首先我們要明白一下,什麼叫做發動機的熱效率?通常來說,熱效率指的是,當燃油在發動機內進行充分燃燒時,將所產生的熱量轉化成機械能並加以利用。而這個轉化比例,也就是我們通常所說到的熱效率。如果熱效率達到100%,也就意味著在進行燃燒時,不產生任何熱量,同時在經過所有零部件時,沒有產生任何消耗,而且還要求在燃燒時,必須做到充分燃燒。所以說從理論上來講,要想發動機的熱效率達到100%,以目前的技術水平是根本做不到的。



而這個熱效率的主要作用體現在哪呢?我們可以理解為那效率的素質越高也就意味著發動機動力越強勁,同時油耗更低,排放更環保。目前汽車行業內的絕大多數汽油發動機,那效率的比值普遍保持在30%左右,超過這個數值的發動機表現都比較突出,省油且環保。

舉個例子豐田發動機的熱效率,在汽車行業內是第一個能夠達到最高熱效率的品牌,曾經豐田最好的技術也只能夠保證發動機的熱效率達到40%左右,後來經過多年努力,將效率達到了41%,這已經算是豐田喜大普奔的成就了。不過最近剛剛上市的馬自達三,對外宣傳中,提到該車型利用創馳藍天壓燃技術,能夠將發動機的熱效率提高到50%,能夠讓油耗保持在3.3L/100km,這倒是有點讓吃驚。

我們再來看一下,國產品牌發動機的表現。以長安為例,目前最好的發動機是藍鯨發動機,可以說是集成了長安目前本身所擁有的最好技術和燃油經濟性,這一款發動機的最大熱效率,能夠達到40%以上,同時在升功率、零部件集成技術等方面跟國際主流品牌的水平,基本上可以算得上是不相上下。

我們再來說說看,為什麼說熱效率的比值達不到100%呢?

首先,車輛要產生前進的動力,就必須讓發動機在做工時所產生的能量,通過各個部件之間的配合,最終才能提供給車輛驅動力。而在這個過程當中,能量會在各個部件傳遞的時候產生一定程度的消耗,這個消耗比例有高有低,但是車輛最終得到的動力,肯定不可能是100%的。

其次,任何的車輛製造材料所能承受的溫度不同,尤其是發動機在燃燒時會產生高溫,為了控制發動機本身的材質能夠承受的了,發動機的冷卻系統以及發動機工作必要的進排氣,這些環節本身就會產生一些能量消耗。在每一個部分,看似可能消耗的能量並不多,但是一個循環下來,能量消耗的比例還是非常大的。這也就是為什麼說豐田熱效率比值能夠達到41%,曾經已經算是這效率比值最高的。

綜上所述,以目前汽車行業的技術水平,熱效率,想要達到100%是不現實的。雖然現在新款的馬3號稱熱效率比值能夠達到50%,但是畢竟車型還未上市,沒有經過專業機構的測試和認證,誰也不清楚,是否能夠真正達到這樣的水平。


鴻漸談車


豐田和馬自達是世界上目前執著於傳統內燃機效率提升的兩家大汽車廠,豐田的老闆前一陣子還公開發表言論講未來內燃機永遠不可能被電動車替代,但是不久以後他就馬上改變了態度,豐田也制定了很完善的純電動車生產計劃。

這個也是可以理解的,因為在內燃機時代豐田長期領先於全球的汽車工業,而如果到了新能源汽車的時代,豐田就不一定是世界第一了,很可能會變成我不做大哥好多年了。😁

至於內燃機的熱效率為什麼目前只能最高做到41%,其實這也是由我們目前的內燃機的基本構造所決定,大家都知道我們目前所用的內燃機是四個行程,這就是奧拓循環,奧拓循環就是說需要活塞在氣缸內上下不停的往復運動,活塞與缸壁之間的摩擦是金屬之間的摩擦,這部分熱效率損失非常大,而且奧拓循環致命的弱點,是發動機必須需要質量很大的飛輪來克服上止點。

汽車工業發展了120年,但是在這120年之內發動機的基本構造沒有變化,其實轉子發動機的出現部分上克服了奧拓循環發動機的弊病,當時大家都很興奮,因為轉子發動機不需要曲軸,活塞也不需要往復運動,所以也不需要飛輪,大家以為這樣結構簡單很多就會減少很多的熱效率損失,但是經過很多年的驗證,轉子發動機並沒讓大家滿意,表現在轉子發動機耗油比較高,其他方面也不如奧拓循環的發動機好,因此,現在世界上大的汽車製造廠裡邊除了馬自達和法拉利等有數的幾個廠還再堅持轉子發動機外,其他的大部分都放棄了轉子發動機。

目前來看,新能源汽車是人類共同的選擇,新能源汽車如純電動汽車燃料電池汽車等,替代傳統燃油汽車是早晚的事情,恐怕再過幾十年,我們只能在博物館裡看到傳統的內燃機了。


華南汽車人


要知道這個問題首先要了解內燃機的工作原理,大家都知道內燃機基本都是經過噴油嘴噴油經過活塞真空壓縮燃燒瞬間產生大量的熱從而推動發動機齒輪運轉,連桿做工最後通過傳動軸以及變速箱控制將動力傳遞到車輛,從而產生動力,燃燒必然會流失熱量,這點是其特有的物流特性,一般很難改變,目前豐田通過缸內雙噴射、高壓縮比、可變氣門、阿特金森循環等技術才做到了41%,這在10多年前是不可想象的,甚至可以說是根本不可能,之前的熱效率一般都在20%多算是高的了,所以要達到100%的熱效率幾乎是沒有可能的。



除此之外還有很多高科技技術,要知道工程師想要在現有的基礎上再提高0.1%的熱效率甚至要經過幾個月堅持不懈以及優化各個零部件才可以實現,而要在有限的成本下放到量產車上則更加困難,所以說提升熱效率的難道有多高。目前41%是否已經是極限?根據豐田透露的消息,其最終目標是將熱效率提升50%。


總得來說如果熱效率可以達到100%那麼,在現有的2.0L發動機油耗將會縮減至百公里3.1L,那麼在汽車市場將會有非常大的競爭優勢,隨著汽車技術的發展,除了提高熱效率以外,還有混合動力以及新能源汽車都可以做到低油耗,目前許多車型比如卡羅拉混動,其百公里油耗在4L左右,相對於把熱效率提升了60%以上,而電動汽車有比亞迪唐新能源,特斯拉等,在不久的將來電動車將會逐漸普及,從而取得傳統的內燃機,也是大勢所趨。


孔夫子說車


回答區一大堆回答不能說錯,雖然結論正確,但是都沒回答到點子上。

發動機效率不能達到百分之百在現有的科學技術領域是定論。

熱力學第二定律對此論述:不可能從單一熱源吸收熱量,然後百分之百轉變成功,而不產生其他影響。

汽車發動機是奧托循環,奧托循環理論效率公式:η=1-ε^(1-γ),η為效率,ε為壓縮比,γ為空氣比熱容比。

空氣的比熱容比為1.4,這是無法改變的。

想要提高理論效率,只有提高壓縮比一條路徑。

如果理論效率達到85%,壓縮比需要達到100:1……那麼想要理論效率達到百分之百,需要壓縮比無限大:即壓縮壓力非常高,排氣壓力極低,低至接近真空和絕對零度排氣……

實際上,別說無限大,能到二十都不錯了。柴油機壓縮比接近二十,所以效率高於汽油機,其理論效率約70%,實際效率能達到55%。

汽油機壓縮比最高13,據此,計算可知奧托循環最大理想熱效率η=1-13^(1-1.4)=1-13^-0.4=1-0.3597=0.6403=64.03%.其他的諸如散熱損失,機械損失,不完全燃燒,吸氣排氣阻力等等因素,都是在理論上限64.03%之內考慮的問題了。


從容9999


永遠不會100%

這是物理定律

提出這個概念,說明物理知識缺乏


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