世界上发动机热效率最高为57%，如果达到90%，会带来哪些好处？

Question

如题所述

Answer 1

1. 目前全球能源供应紧张，提升发动机热效率至90%能够显著减少能源消耗，有助于降低燃料成本，并可能为后代留下更多可利用资源。
2. 热力学原理表明，卡诺循环代表了热机效率的理论极限。以汽油为例，其燃烧温度与理论最高热效率之间存在关联。在实际应用中，达到或超过这一极限效率需要极高的燃烧温度，目前人类尚未发现能够安全使用的相应物质。
3. 理论上，若要实现更高的热效率，必须克服材料科学和工程实践方面的挑战。此外，还需考虑能量转化过程中的实际损失，例如机械摩擦、散热和排气等。
4. 在现实世界中，发动机的效率受到多种因素的限制。例如，变速箱传动效率低下，进一步降低了实际可用的能量比例。
5. 受限于现有理论和材料技术，人类在使用化学能方面的效率存在固有上限。在现有技术条件下，热效率超过50%已属挑战。
6. 能量损失主要发生在燃烧过程中，其中技术限制导致的损失占比较大。克服活塞往复惯性和摩擦等机械因素同样需要消耗能量。
7. 除非能够突破现有内燃机原理，否则发动机的最大热效率很可能永远停滞在45%左右。从理论层面来看，进一步的提升空间似乎已经有限。