導(dǎo)言：

在汽車世界里，有些詞一開(kāi)始只是實(shí)驗(yàn)室里的術(shù)語(yǔ)，比如“熱效率”最初是工程師們?cè)u(píng)判發(fā)動(dòng)機(jī)表現(xiàn)的一個(gè)專業(yè)指標(biāo)，但如今隨著燃油價(jià)格越來(lái)越高、環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)，人們開(kāi)始關(guān)注一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)能不能用更少的油跑得更遠(yuǎn)時(shí)，“熱效率”就成為廠商們廣泛使用的宣傳亮點(diǎn)。

在汽車領(lǐng)域，“熱效率”這個(gè)詞近些年才被大家熟知。過(guò)去人們更熟悉的衡量單位是“油耗”，因?yàn)橛秃淖钪庇^，百公里幾升油，一目了然。但油耗會(huì)受到的外界影響很多，比如車身重量、輪胎阻力、路況，甚至駕駛習(xí)慣，所以同一臺(tái)車在不同人的手里油耗差別會(huì)很大。相比之下，熱效率關(guān)注的是發(fā)動(dòng)機(jī)自身的能力，一升油里有多少能量，發(fā)動(dòng)機(jī)又能從中轉(zhuǎn)換出多少來(lái)驅(qū)動(dòng)車輛，這個(gè)數(shù)值不會(huì)受任何外界影響，無(wú)論是激烈駕駛還是保守代步，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率都不會(huì)改變。

什么是熱效率

熱效率其實(shí)就是發(fā)動(dòng)機(jī)把燃料能量變成實(shí)際推動(dòng)汽車動(dòng)力的能力，比如兩臺(tái)排量相同的發(fā)動(dòng)機(jī)，一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率為35%，說(shuō)明它有35%的燃料能量可以被轉(zhuǎn)化為實(shí)際動(dòng)力；而另一臺(tái)達(dá)到40%的發(fā)動(dòng)機(jī)，則說(shuō)明它40%的燃料能量可以被轉(zhuǎn)化為實(shí)際動(dòng)力，那么同樣跑一百公里，熱效率更高的那臺(tái)自然消耗的燃油會(huì)明顯更少。

工作中的V8電機(jī)活塞、閥門、控制桿和曲軸

這就是因?yàn)楫?dāng)燃油進(jìn)入氣缸和空氣混合燃燒，釋放的熱量推動(dòng)活塞上下運(yùn)動(dòng)，讓汽車前進(jìn)的這整個(gè)過(guò)程看似簡(jiǎn)單，但里面的能量流動(dòng)其實(shí)很復(fù)雜，并不是每一滴燃油都能轉(zhuǎn)化為有效動(dòng)力。

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞點(diǎn)火時(shí)間

在這個(gè)過(guò)程中，一部分能量會(huì)以多種方式流失。最直觀的是廢氣損失，燃燒后的高溫氣體排出時(shí)帶走大量能量；還有冷卻損失，發(fā)動(dòng)機(jī)必須保持在合適的溫度防零件過(guò)熱損壞，多余的熱量會(huì)被冷卻系統(tǒng)帶走；此外，活塞、氣缸、曲軸和軸承之間的摩擦都會(huì)消耗一部分能量。

四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程

在這些損失中，有些是無(wú)法避免，但有些則可以通過(guò)設(shè)計(jì)和優(yōu)化來(lái)減少。例如減少摩擦、改進(jìn)燃燒、優(yōu)化氣缸進(jìn)排氣、精確控制噴油和點(diǎn)火時(shí)機(jī)。因此，工程師們才會(huì)不斷嘗試新的技術(shù)，只為讓發(fā)動(dòng)機(jī)多省下一點(diǎn)能量。

提升熱效率的技術(shù)

隨著技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了越來(lái)越多讓燃料用得更有價(jià)值的技術(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率也有了明顯的提升。

缸內(nèi)直噴工作圖

例如大家熟悉的渦輪增壓， 廢氣推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，把原本要排出的能量回收，壓入進(jìn)氣系統(tǒng)，讓更多空氣進(jìn)入氣缸�？諝舛嗔耍加途湍芡耆紵�，發(fā)動(dòng)機(jī)在相同排量下輸出更大動(dòng)力，也讓熱效率提升；缸內(nèi)直噴則把燃油直接噴入氣缸，而不是先和空氣混合在進(jìn)氣歧管。這樣燃油霧化更細(xì)、混合更均勻，燃燒更充分；還有混動(dòng)車型里常用的阿特金森循環(huán)，它通過(guò)延遲壓縮行程或提前排氣，減少活塞在吸氣和壓縮階段白白消耗的能量，把低負(fù)荷時(shí)浪費(fèi)掉的功盡量省下來(lái)。

渦輪增壓器的外觀像蝸牛一樣

此外，現(xiàn)代車型中常見(jiàn)的還有高壓縮比設(shè)計(jì)。高壓縮比設(shè)計(jì)主要是對(duì)燃燒室結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，讓氣缸在燃燒前把空氣壓得更緊密。壓縮得越高，燃燒產(chǎn)生的壓力就越大，推動(dòng)活塞做的功也越多，從而提升發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。

結(jié)語(yǔ)

雖然“熱效率”這個(gè)詞在日常生活中并不常見(jiàn)，但它與每一滴燃油、每一次加速都密切相關(guān)。對(duì)工程師來(lái)說(shuō)，它是一場(chǎng)與能量浪費(fèi)的長(zhǎng)期較量；而對(duì)駕駛者而言，它意味著更省油、更環(huán)保，也更省錢。因此，熱效率只要提高哪怕一點(diǎn)點(diǎn)，就能讓燃油更充分地發(fā)揮作用，提升我們?nèi)粘５挠密圀w驗(yàn)。

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