像發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電裝置、鍋爐裝置等這樣的能量轉(zhuǎn)換裝置，它的有效輸出能量與輸出能量的比值，我們通常稱為熱效率，常用百分比來時(shí)表示。發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率是轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的熱量與所消耗熱量的比值。而發(fā)動(dòng)機(jī)的有效熱效率是指實(shí)際循環(huán)的有效功與所消耗的熱量的比值，用作衡量發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性能的重要指標(biāo)。

熱效率單地說就是吃了多少糧和出了多少力的關(guān)系。打個(gè)比方，一個(gè)人在飽餐了高熱量食物后負(fù)重行軍5Km，那么提高熱效率要做的就是在保證負(fù)重行軍5Km的前提下減少負(fù)重，減少高熱量食物的供給。

熱效率公式本身是與有序度指標(biāo) 熵變 (用簡(jiǎn)化的S表示）有聯(lián)系的.即

ηs=A/Q=1 -(T2/T1）編輯不規(guī)范

=1 -(T2/Q1）S ⑷

若當(dāng)熱機(jī)內(nèi)的微觀粒子的運(yùn)動(dòng)有序，并向宏觀有序發(fā)展（做功）時(shí)，即熵S→0，則（T2/Q1）S→0,

ηs→1

如果微觀粒子的運(yùn)動(dòng)無序時(shí)，0≤η 1.

如果讓⑷式中的 Q用系統(tǒng)總的可做功的能量表示，即

Q=3PV或Q=U=3PV

則傳統(tǒng)熱機(jī)的熱效率

η0=A/Q=PV/3PV

=1/3

他就是傳統(tǒng)熱機(jī)效率的一個(gè)界限，也就是為什么傳統(tǒng)熱機(jī)的效率不易提高的根本原因.

當(dāng)微觀運(yùn)動(dòng)有序時(shí),由⑵，⑶兩式知A=3PV，故新式有序動(dòng)力機(jī)的效率

ηs=A/Q=3PV/3PV

=1

顯然， 熱 機(jī)（發(fā)動(dòng)機(jī)）效率是可以達(dá)到或趨向理想值100%的.

根據(jù)熱力學(xué)第二定律可以推知所有熱力循環(huán)中效率最高的是卡諾循環(huán)。由于卡諾循環(huán)在電廠發(fā)電實(shí)際應(yīng)用中難以實(shí)現(xiàn)，實(shí)際采用的應(yīng)該盡可能接近卡諾循環(huán)?？ㄖZ循環(huán)的效率有個(gè)公式，它認(rèn)為吸熱過程溫度越高，放熱過程溫度越低，熱效率就會(huì)越高。在電廠中除了盡可能提高蒸汽參數(shù)、提高凝汽器真空外，還會(huì)采用再熱回?zé)岬雀鞣N手段來達(dá)到以上效果。

除了卡諾循環(huán)以外還有另外的可逆循環(huán)?？傊岣哐h(huán)熱效率的總方針應(yīng)該是首先使循環(huán)方式盡可能接近可逆循環(huán)，盡可能減少不可逆損失，并適當(dāng)改造循環(huán)，使它在適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用的同時(shí)具備較高的熱效率。

近年，本田破天荒地把熱效率提升至40%，這一技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)化史上具有里程碑意義。發(fā)動(dòng)機(jī)是將混合氣燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的一種裝置，混合氣燃燒產(chǎn)生的熱量并不能完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，而這個(gè)轉(zhuǎn)化率就是發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。計(jì)算熱效率是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，但熱效率提升帶來的發(fā)動(dòng)機(jī)性能提升卻是顯而易見的，首當(dāng)其沖的便是油耗的降低及功率的提升。

由于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)及材料的限制，其熱效率一直維持在30%左右，很大一部分都是以熱量的形式白白被浪費(fèi)掉了，之前本田的地球夢(mèng)技術(shù)將發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率提升到了38%時(shí)，已經(jīng)讓整個(gè)汽車行業(yè)為之咋舌，這也是為什么在開篇時(shí)筆者認(rèn)為豐田Dynamic Force Engine發(fā)動(dòng)機(jī)將熱效率提升至40%是一件革命性的事件。

眾多的試驗(yàn)證明，混合氣在氣缸內(nèi)的流動(dòng)形狀會(huì)影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，對(duì)此，豐田提出了strong tumble flow的概念即強(qiáng)勁湍流，也被媒體稱作滾流，湍流的好處就是可以讓混合氣更加充分地燃燒。

為了獲得更好的湍流效果，豐田對(duì)原有的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了多項(xiàng)改進(jìn)，如進(jìn)氣門夾角由原來的約31°增大為約41°，氣缸的缸徑和沖程由原來的90mmX98mm改變?yōu)?7.5mmX103.4mm，改變了原來的進(jìn)氣門座形狀并采用激光熔覆進(jìn)氣門座，使用多孔直噴噴油嘴……

經(jīng)過上述改進(jìn)，可以讓進(jìn)氣在氣缸內(nèi)有更強(qiáng)的渦旋式流動(dòng)，這不但可以讓噴油嘴噴出的混合氣在氣缸中充分的汽化、混合，同時(shí)火花塞點(diǎn)火時(shí)湍流將迅速充滿整個(gè)燃燒室，不僅有助于混合氣的完全燃燒，還有利于能量的釋放，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率自然會(huì)得到提升。