在發(fā)動機技術進步緩慢的現(xiàn)在，這種一舉兩得的事情豈不美哉？但問題是，為什么世界上大多數(shù)廠家，都不太強調這個？哪怕是豐田馬自達這些專心搞發(fā)動機的廠家，為什么從來就沒有造出過一部熱效率能接近50%的發(fā)動機？是這些廠家技術不行？還是另有原因？

發(fā)動機熱效率無法提高的罪魁禍首

實際上有一點大家可能不知道的是，現(xiàn)在那些號稱黑科技的發(fā)動機，號稱超高壓縮比的發(fā)動機，它們全部都只能在特定轉速區(qū)域或特定工況下才能做到那些標稱的漂亮數(shù)字。比如馬自達第二代創(chuàng)馳藍天，號稱世界上第一臺變循環(huán)發(fā)動機，只能在98號汽油（日本98號，遠高于我國最高標號燃油標準），轉速在2500-3500轉之間，發(fā)動機不處于大負荷狀態(tài)下才能實現(xiàn)。而新一代天籟那臺VC-Turbo，號稱超高壓縮比，實際上技術根源也只是進氣可調+燃燒室體積可變。

而所有這些現(xiàn)階段最先進最強的發(fā)動機，發(fā)動機熱效率始終沒法大幅度提高，原因是什么？原因是它們無法實現(xiàn)全轉速區(qū)域的超高壓縮比。而高壓縮比，是實現(xiàn)更高熱效率的必然手段。壓縮比上不去，就沒法在熱效率上有提高。

但為什么壓縮比上不去？更高壓縮比，意味著在壓縮行程末端時，燃燒室內的空間會更小，這時候會出現(xiàn)一個現(xiàn)象，火花塞點火的話，超高密度的汽油混合氣會產(chǎn)生極高的爆炸能量，這種能量會產(chǎn)生一個推力波峰，這種推力波峰會在把活塞往下推的同時，對活塞產(chǎn)生一個巨大的橫向推力，這種現(xiàn)象，叫活塞側推力。

活塞側推力出現(xiàn)在所有四沖程內燃機上，哪怕是低壓縮比發(fā)動機也會出現(xiàn)。但高壓縮比發(fā)動機的活塞側推力會大得多，這會直接導致活塞環(huán)和缸壁發(fā)生劇烈摩擦，從而大幅升高缸壁溫度，缸壁溫度急劇提高會嚴重劣化機油的潤滑性，從而導致更大的發(fā)動機磨損。

針對這個問題，德系法系統(tǒng)統(tǒng)沒有任何好辦法（歐洲材料技術遠不如日本美國），美系通過更高強度更高機械加工精細度的發(fā)動機缸壁硬抗高活塞側推力（美國的機械制造精度優(yōu)勢），而日系借助日本材料技術上的優(yōu)勢，研發(fā)各種汽缸壁涂層，試圖減緩巨大側推力對發(fā)動機的損傷。

但這些辦法全部都治標不治本。對于大型船用低速柴油發(fā)動機來說，可以在活塞上裝導軌的方式直接消除側推力，這樣一來可以大幅度提高壓縮比。但對于高轉速體積小結構緊湊的車用燃油機來說，在活塞上裝導軌根本不實際，無法實施。因此現(xiàn)階段的汽車發(fā)動機，在熱效率上基本上停滯不前。

那有什么辦法？

實際上絕大多數(shù)民用汽油機的熱效率都無法超過40%，哪怕是豐田TS-040上的那臺純種賽車發(fā)動機，做到了熱效率48%（公認的世界最高熱效率汽油機），但那只是賽車發(fā)動機，壽命不到1萬公里。

而由于活塞側推力這種事情屬于四沖程內燃機的結構缺陷，根本無法解決。哪怕是坊間有一些利用減震器原理規(guī)避側推力的設計，也都面臨著嚴重的散熱問題。所以我們可以這么說，四沖程內燃機的熱效率，在2019年的現(xiàn)在已經(jīng)沒有任何再提升的空間，這種機械的結構已經(jīng)到達了極限。

要提高能量利用率，目前只有一種方法，這種方法可以直接把能量效率從不到40%提高到95-97%，那就是---電動機。是的，內燃機的效率已經(jīng)到達極限，要進一步提高效率，只有直接放棄這種100多年前研發(fā)的東西，更換為電動機。