熱效率最高引擎

熱效率(thermal efficiency)是衡量內燃機將燃料燃燒產生的熱能轉換為機械功的效率指標。熱效率越高,表示引擎將燃料能量轉換為有用功的能力越強,從而減少燃料消耗和廢物排放。

熱效率的定義為有用功(即輸出功率乘以時間)與燃料完全燃燒所釋放的熱量之比。用公式表示為:

熱效率 (η) = 有用功 / 燃料釋放的熱量

目前,熱效率最高的引擎是那些採用先進技術的柴油引擎和汽油引擎,例如渦輪增壓、直接噴射、可變氣門正時和多氣門設計等。這些技術有助於提高引擎的工作效率,減少能量損失。

根據2023年的資料,一些汽車製造商已經宣稱他們的柴油引擎熱效率超過了50%,例如豐田的Dynamic Force Engines系列中的2.5升直列四缸汽油引擎,宣稱熱效率達到41%,而豐田的1.6升柴油引擎則宣稱熱效率達到43%。這些都是目前量產引擎中熱效率較高的例子。

然而,理論上熱效率最高的引擎是理想奧托引擎(ideal Otto engine),它在卡諾循環(Carnot cycle)的基礎上運行,這種引擎可以在理論上達到100%的熱效率,但這是在沒有能量損失的理想情況下。實際上,由於摩擦、冷卻損失、廢氣溫度等能量損失,現實中的引擎熱效率遠低於這一理論值。