【發動機效率公式】發動機效率是衡量發動機將燃料能量轉化為有用機械能能力的重要指標。不同類型的發動機（如內燃機、蒸汽機、電動機等）在效率計算上各有差異，但基本原理相似：即輸出的有用功與輸入的能量之比。
以下是幾種常見發動機類型的效率公式及其典型數值的總結：
一、發動機效率的基本定義
發動機效率（η）通常表示為：
$$
\eta = \frac{\text{有用輸出功}}{\text{輸入能量}} \times 100\%
$$
其中：
- 有用輸出功：指發動機實際產生的機械能或電能。
- 輸入能量：指燃料燃燒所釋放的化學能或電能。
二、常見發動機類型及效率公式
| 發動機類型 | 效率公式 | 典型效率范圍 | 說明 |
| 汽油發動機 | $ \eta = \frac{W_{\text{out}}}{Q_{\text{in}}} \times 100\% $ | 20% - 35% | 熱效率較低，主要受熱損失影響 |
| 柴油發動機 | $ \eta = \frac{W_{\text{out}}}{Q_{\text{in}}} \times 100\% $ | 30% - 45% | 壓縮比高，熱效率優于汽油機 |
| 蒸汽機 | $ \eta = \frac{W_{\text{out}}}{Q_{\text{in}}} \times 100\% $ | 5% - 20% | 熱損失大，效率低 |
| 電動機 | $ \eta = \frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{in}}} \times 100\% $ | 85% - 95% | 電能直接轉化為機械能，效率高 |
| 燃氣輪機 | $ \eta = \frac{W_{\text{out}}}{Q_{\text{in}}} \times 100\% $ | 30% - 40% | 多用于發電和航空推進 |
三、影響發動機效率的因素
1. 熱力學循環：不同的熱力循環（如奧托循環、狄塞爾循環、布雷頓循環）對效率有直接影響。
2. 壓縮比：提高壓縮比可以提升熱效率，尤其在柴油機中更為明顯。
3. 燃料種類：不同燃料的燃燒特性會影響發動機的效率。
4. 冷卻與摩擦損失：機械摩擦和散熱會降低整體效率。
5. 設計與制造工藝：現代技術的進步有助于提升發動機效率。
四、提高發動機效率的方法
- 優化燃燒過程，確保燃料充分燃燒；
- 減少機械摩擦和熱損失；
- 使用高效材料和先進制造工藝；
- 應用混合動力系統或能量回收技術；
- 提高壓縮比和改進進氣/排氣系統。
五、總結
發動機效率是評價其性能的重要參數，不同類型的發動機因其工作原理和應用場景的不同，效率差異較大。理解并應用相應的效率公式，有助于在工程設計和實際使用中進行優化和改進。隨著技術的發展，未來發動機的效率有望進一步提升，從而實現更環保、更節能的動力系統。