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内燃式热机如何提高热效率？此问题已经探讨了一个世纪，然而至今也没有理想的解决方案。因为通过燃烧燃油的方式产生热能，将热能转化为机械能，这一化学反应必须在一个「容器」中完成。参考热力学第二定律，热能总会从高温物体传导到低温物体或环境中，或者说低温物体一定会吸热。那么有没有一种物体可以完全不吸热呢？答案是否定的，绝对隔热的材料是理想状态，只有相对强的低导热材料。

01「内燃式」热机使用哪些材料？

机体_铸铁铝合金曲轴_铸铁连杆_铸铁活塞_铝合金其他结构_合金钢材为主上述材料均不是理想的「低导热材料」，混合油气在燃烧室内做功产生的热能总量，其中只有35%左右可以转化为机械能；剩余的大部分热能会因为机体与防冻冷却液吸收，以及进排气和运行阻力而转化为其他形态的能量，这就是普通内燃机的缺点。重点：以这些材料打造的发动机成本已经很高了！一台材料先进高压直喷_Turbo技术的内燃机，其总成的价格动辄五位数，过保后更换总成则要数万元。如果仅论材料本身的价值似乎并不是那么高，但材料的加工工艺以及设计研发成本总还是要体现的。那么如果使用更高端的材料会怎样呢？——比如陶瓷材料。知识点1：陶瓷材料打造内燃式发动机早已开始试制，这种材料正是理想的耐高温低导热材料，其熔点达到了℃（摄氏度）以上；汽油的燃烧火焰温度为℃，柴油也不过℃。那么使用这些材料“包裹”住更多的热能，使之在燃烧室内更多的转化为机械能，这不就能提高热效率了吗？——测试结果显示，陶瓷材料内燃机的热效率能够提升30%（达到70%左右），然而这种发动机绝对不会普及。知识点2：普通的陶瓷材料发动机虽然有很高的热效率，但是目前仍然无法解决「脆」的问题，通俗的讲就是这种机器的硬度虽然高，但是偶尔的异常行驶状态就可能崩断核心结构。想要提升陶瓷发动机的整体强度，唯一的方式就是制造出「陶瓷基纳米复合材料」；然而普通“微米级”的陶瓷内燃机就已经是天价了，纳米级复合材料的机体怕是比一般的奢侈级汽车成本还要高，这就是内燃机无法采用高标准低导热材料的原因。

02核心因素_电动机再度普及

电动机能源转化率_95%左右同时是将一种能量转化为机械能的发动机，电动机的“热效率”是内燃机的3倍左右（内燃机冷启动热机阶段热效率极低/平均值也会大幅拉低）。能够实现这种水平的原因是能量转化不受温度影响，电动机是利用电流形成电磁场，与永磁体互斥驱动转子运转；同时转子与电磁线圈是没有物理接触的，悬浮的转子只有轴承才有轻微的运行阻力，所以能量转化率会非常之高，那么还有必要去以巨大研发投入提升内燃机的热效率吗？总结：内燃机的时代在「动力电池」技术成熟后就已经结束了，各大主机厂均不再投入过多研发资金在这一领域，甚至很多车企都不再招收这一技术领域的工程师，这就足以印证未来的驱动力必然来自电机。而在电动汽车基础配套设施还没有非常完善之前，内燃机仍会在插电式混合动力汽车上使用。内燃机最后阶段的最大的价值是以恒定转速（定速巡航状态）带动发电机发电，内燃机转化出的功率直接驱动车辆效果很差，但转化为同样能连的电、再利用超高效率的电动机驱动车辆行驶则能够大幅降低综合能耗；说白了就是燃油车消耗1升燃油假设行驶是10公里，转化为电能后就能行驶几十公里，这种转化的“损耗”带来的反而是提升，内燃机的最终价值就是这样了。编辑：天和Auto-汽车科学岛责编：天和MCN欢迎转发留言讨论

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