Повышение термического КПД двигателей внутреннего сгорания является чрезвычайно сложной задачей из-за нескольких фундаментальных и практических ограничений:
Термодинамические пределы:
Двигатели внутреннего сгорания подчиняются законам термодинамики,-особенно пределу эффективности Карно. Даже в идеальных условиях лишь часть тепла топлива можно преобразовать в полезную работу. Большая часть энергии неизбежно теряется в виде отходящего тепла через системы выхлопа и охлаждения.
Механические потери и потери на трение:
По мере повышения эффективности дальнейшие улучшения становятся незначительными, поскольку трение, насосные потери и паразитные потери (от таких компонентов, как водяной насос или генератор переменного тока) уже в значительной степени сведены к минимуму в современных двигателях.
Материальные ограничения:
Более высокий тепловой КПД обычно требует более высоких температур и давлений горения, что требует использования современных материалов, способных выдерживать экстремальные условия. Эти материалы могут быть дорогими или еще не коммерчески жизнеспособными.
Компромиссы по выбросам-:
Методы, повышающие эффективность,-такие как обедненное-сжигание-, могут привести к увеличению выбросов оксидов азота (NOx). Более строгие нормы выбросов часто вынуждают производителей отдавать предпочтение более чистому сгоранию, а не максимальной эффективности.
Убывающая доходность:
Современные двигатели уже достигают сравнительно высоких КПД (до 40–45% у некоторых гибридов). Дальнейшие улучшения становятся все более сложными, дорогостоящими и менее эффективными в условиях реального-вождения.
В результате многие производители смещают акцент на электрификацию, где преобразование энергии в целом может быть более эффективным.
