如果汽车发动机的热效率达到100%,这意味着什么?

夢醒時分-月兒moon


意味着,热能直接转化成电能的技术成熟了。

意味着没有废气热量排放。或者在排放的过程中热量被全部吸收并转化成电能。

热能转化成机械能,虽然是一步到位,但是能量效率一直在百分之四十左右,很难提升,不如改个路线,先把热能转化成电能,再把电能转化成机械能。

如果真的实现,意味着汽车可以实现不烧油也能走路了,空气中本来就有足够的热能,既然发动机能把汽油燃烧的热能全部转化成动能,那说明已经有非常高效的热能吸收装置,或者说热能储存装置。能够把所有产生的热能全部吸收并储存,既然能吸收内部产生的,那外部空气中的热能,应该也能吸收,而且吸收的效率如此高,即使没有汽油,光是吸收空气中的热能和太阳的热能,也足够它开起来了。


神龙大师


我们以本田的1.5T为例,本田这发动机194马力,38的热效率,如果变成100热效率,则这台发动机将输出510匹的动力。按现在的情况来看,0.75-1l的发动机的动力输出足以匹配豪车,一般家用车的排量在0.3-0.5l就差不多了。也就是说世面上买的都是0.5升的雅阁凯美瑞帕萨特等,0.8升的宝马5 奥迪a6等,1升的宝马7奥迪a8奔驰s。


用户4021344991592


热机的能量转化效率达到100%,这意味存在科学幻想的童鞋又多一枚。

任何物质产生热能以100%的转化率被机器利用转化为动能,这一理论符合能量守恒定律,因为宇宙中的所有能量本就是以一种形态转化为另一种或多种形态,在转化前与后的能量总量不会丢失也不会消弭;但是这一理论违反了热力学第二定律,因为其忽视了能量转化过程中的熵增原理,可理解为热能转化为其他能量时会从有序的转化变成无需的转化,无序变化总会将热能转化为非有效功。

热力学第二定律说明了宇宙中所有涉及热转化现象的宏观过程都符合熵的现象,不论是燃料燃烧产生的热能还是摩擦产生的热量,在转化过程中都会引起其他形态的能量转化;参考这一定律得出的结论为:内燃式热机是不可能做到100%热能与内能的转化。

以汽油机为例其最佳运行温度理论值能达到平均40%就是高水准,而在冷启动阶段热效率会低到离谱。

燃料燃烧的本质是烃类能量物质与氧气产生的高温化学反应,反应过程中符合热力学第二定律,为分子无规则的剧烈运动,在这一状态下能量为热能;而分子剧烈运动推动活塞连杆曲轴运转产生的转矩,这一力道可理解为有效功,所谓的发动机有200或400N·m的扭矩指的正是有效功的量化,这一力矩的比例与燃烧产生的总能量比例为热效率,高水准的汽油动力内燃式热机也就是40%左右。

而在发动机冷启动时热效率要低的多,因为燃烧产生的热能自发的以有序到无序的状态传递至低温物体,但反向从低温物体传递至高温物体则无法实现;那么冷启动时发动机的温度与环境温度相同,低温的金属则要不断的吸收热能进行升温,直到聚积的热能达到材料的相对饱和状态后才能吸收热能,这一部分热能才能够以分子不规则运动状态通过热机的结构原理转化为动能。

发动机的温度无法恒定在理想的高温范围内,所以仅仅一个“冷启动”问题就算否定了100%热效率;其次达到缸体的理想温度后,发动机的运行步骤为【进气、压缩、爆燃、排气】,从自然界吸入的空气温度是很低的,低温空气在高压下以湍流状态吸入或被压缩至气缸,这一瞬间对缸体的温度是绝对会有影响的,这一影响也就造成了热能的二次转化;再次空气中的氮气会吸收热量,而氮气在空气中的比例约为78%,热能被氮气怎么解决?

所以热效率能达到100%的热机以现有的文明等级是不会出现的,利用电流形成电磁场、利用电磁场转化动能的电动机,其效率也仅仅为90%以上,理论上没有一种机器可以实现100%的能量转换,至少在能量守恒定律和热力学第二定律没有被推翻之前。




天和Auto


热效率100%意味着什么?答案很简单,发动机的空气能和燃油燃烧的热能全部转化为发动机的扭矩输出,理想科幻大片。给大家普及一下发动机常见的变化。

不需要冷却和润滑系统,也没有排气系统,因为燃烧过程没有热量外泄,全部转化为机械能。活塞和缸壁也是0摩擦,只起传递力的作用,整机工作温和无噪声,远优于电机。



扭矩完全根据喷油量来确定,功率几乎是一条线不会掉头。假设全速全负荷每个转速喷油量一样,那么最终的功率扭矩曲线图如下。


提升燃油热效率的方法有很多。现在燃油热效率最高的车已经不是丰田的凯美瑞了,二是马自达的skyactiv-X,热效率达到了48%,油耗在任意工况路段都比原来的sktactiv-G降低了10%以上,可惜在全球电动的趋势下,马自达也没有继续研究燃油车的意愿。


深蓝月华


这是超越地球人科技水平的,非要讨论就幻想一下吧。

真到了100%,首先是发动机可以减小排量,排气量3.0L发动机动力的车,只要现在1.0L发动机就能做到。其次,和发动机匹配的一系列动力系统,都可以优化减小。

动力系统优化后,整车的重量下降,发动机舱需要的空间减小,给予汽车设计更大的自由。

再有就是省油了呗


用户73242136994


“发动机热效率”众所周知,发动机是靠燃油的燃烧做功的,通过燃烧产生的热能来推动汽车运动,是一个由热能转换为机械能的过程。但是由于燃油不可能100%的完全燃烧干净,发动机还有进排气的损耗、机械的阻力等等,因此只有一部分热能可以转化为最终的机械能,我们称这部分能够转化为机械能的热能为有效利用热能,所谓热效率就是有效利用热能与燃料燃烧热能的比值。目前船用内燃机的热效率在45%左右,大部分汽车发动机的热效率在35%左右,也就是说燃油所产生的热能只有三分之一可以转换为机械能。

除了发动机热效率外,汽车各系统同样会有效率损耗。换句话说,即使一辆车的发动机热效率很高,但若其它方面控制不到位,那么多出来的发动机热效率同样会被损耗掉。另外,所谓发动机热效率最高达到多少多少,其最高是有条件的,就好像最大功率一样,需要发动机转速达到一定条件才行,发动机在日常使用过程中能否达到最高热效率的条件很难说,即使达到了也有可能是一触即过,因此在面对一些厂家宣传自己发动机热效率多高时,可以感叹其发动机技术的研发实力,但也要清楚这在日常的用车环境中并不会带来太大影响,不要被发动机热效率洗脑。(Bee)


鹿人甲说车


热效率100%的时候,车内各机构肯定是没有摩擦力,估计那个时候道路也没有摩擦力,只需一滴汽油,就足以让汽车周游世界,想周游多少圈,就能开多少圈。


无尽苦行


发动机要绝对隔热,活塞和气缸之间要绝对密封、绝对光滑。

喷油点火一次,活塞经过无限长时间运动到另一端。

这样效率才能达到100%

就算能做出来也没有任何价值。


ScholarMartin


首先你没有暖风可用


不呲柠檬


意味着你已经睡着了(-_-) zzz开始做梦了,发动机热效率永远达不到100%如果达到100那这个世界上也就有了永动机。



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