汽車發動機工作原理可以概括為通過燃燒化學燃料，產生高溫高壓來推動活塞向下運動，從而帶動曲軸旋轉做功。目前大多數的發動機上，只有一半都不到的燃料能被真正地轉化為機械能被加以利用，這個轉化的比值也就是我們常說的熱效率，即發動機輸出的機械功與燃燒燃油產生的化學能之間的比率。同等排量下這個比值越高發動機越有勁，同時油耗、排放更低。
看一輛車省油與否，除了看排量，就要看熱效率的高低了。目前全世界主流的引擎熱效率在30-38%之間，個別引擎熱效率能突破40%。比如此前以節油見長的豐田“DynamicForceEngin”直列四缸2.5L直噴發動機，可以達到41%的熱效率。而馬自達推出的Skyactiv-X發動機理論熱效率高達48%。現代汽車發布了“SmartSream”動力技術總成，有望達到50%發動機熱效率。“SmartSream”是現代公司未來動力總成戰略的名稱，致力于整合各種高效技術。
以使用33%熱效率的汽車來說，改用40%的熱效率后，它的燃油經濟性可以降低15%~20%，即以一年行駛15000公里的汽車計算，使用熱效率40%的發動機后，一年平均能省200升汽油。
同時，熱效率越高，還可以獲得更好的性能表現。與一輛熱效率33%的汽車相比，熱效率50%的能量轉化效率更高，用最低擋也可以輕松地爬坡，用最高擋可以獲得更高的行駛速度。
那么世界上熱效率最高的發動機有哪些呢？
豐田Dynamic Force系列2.5L發動機
熱效率：40~41%
主要搭載車型：第八代凱美瑞
這款基于豐田TNGA架構下的Dynamic Force系列2.5L發動機以傳統自然吸氣發動機為基礎，包括引入高速燃燒的理念，增加進氣氣門以及排氣氣門的夾角，進氣歧管優化設計，以提高空氣流速，提高燃燒效率；實現超高的壓縮比、排氣歧管一體化等等來實現。而這款發動機未來將會搭載在新款的凱美瑞身上，匹配電動機，組成一套新的混合動力系統。同時，豐田的設計師還為這款新車研發出一款全新的變速箱來降低動力在傳遞過程中的損耗，從而降低新車油耗。豐田近日還發布了“Dynamic Force”系列的兩款全新發動機：2.0L 汽油發動機以及搭載在混合動力車型的派生型號，熱效率同樣高達40%以及41%。兩款2.0L發動機的缸徑為80.5mm，沖程為97.6mm，排量均為1986ml，壓縮比分別為13以及14，采用了D-4S燃油雙噴射系統（包括歧管噴射以及缸內直噴）。輸出分別為汽油版171hp/6600rpm和205Nm/4800rpm，以及混動版的136hp/6000rpm，180Nm/4400rpm。兩款發動機的排放標準均符合美國、歐盟、中國以及日本未來10年環保條例。包括針對提高燃油經濟性的可變水泵、熱管理、高能點火線圈、減少活塞與氣缸壁摩擦阻力的激光交叉紋坑活塞裙、單氣缸500cc的排量等。
本田L15B型1.5T渦輪增壓發動機
熱效率：38%
主要搭載車型：思域、冠道
與豐田可用于混動系統的2.5L發動機不同，這款本田的全新1.5T渦輪增壓發動機主要應用在傳統的燃油車型上，其中最具代表的是十代思域和冠道220TURBO。這款具備38%熱效率的渦輪增壓發動機運用了諸多本田黑科技，諸如多孔缸內直噴技術、進排氣雙VTC、電動廢氣門以及水冷式排氣歧管等等。渦輪增壓的L15B系列發動機在缸徑和沖程數據上與自然吸氣版本保持相同的數據，缸徑為73.0mm，沖程為89.4mm，實際排氣量為1496cc。其使用的渦輪為三菱重工業代工的TD03系列渦輪，但相較之龐大的TD03系列當中此前的型號，改善了葉片的形狀，提高了響應性。同時，本田還采用了以電控方式控制的排氣泄壓閥，可在增壓范圍減少排氣損失，保持增壓值，防止了燃油效率的惡化和響應性的降低。相較之自然吸氣版本的L15B系列發動機，渦輪增壓版發動機除取消進氣側VTEC，增設排氣側VTC之外，還進行了進氣口高度降低、形狀改善，改用淺碟狀頂部的活塞等改良，提高了缸內混合氣體的流速、使缸內能夠產生更強更大量的滾流，促進極速燃燒。本田L15B型渦輪增壓發動機在不具備可切換為阿特金森循環的功能的前提下，實現了超越此前的量產汽油渦輪增壓發動機的最大熱效率記錄保持者。在給車型帶來低油耗的同時，還能提供極大的低扭與動力輸出。
大眾EA211 1.5L TSI Evo渦輪增壓發動機
熱效率：37.5%
主要搭載車型：暫無
這款大眾的1.5T渦輪增壓發動機是目前大眾EA211發動機的升級版，雖然排量有所增加，但是熱效率卻高達37.5%，大眾1.5TSI搭載了眾多在業內領先的渦輪增壓汽油發動機技術配置，包括12.5:1的高壓縮比、可變幾何截面渦輪、噴射壓力達350bar的燃油噴嘴以及能提高燃油經濟性的米勒循環等。眾多技術“加持”使得這款1.5TSI發動機的熱效率達到37.5%，達到行業領先水平。除此以外，這款發動機也體現了歐洲廠商的發動機技術路線由小排量化向適度小排量化轉變，使其擁有更好的燃油經濟性和排放水平。同時，通過結合熱效率更高的米勒循環工作模式，有利于未來搭配電動機組成混合動力系統，為混合動力汽車大規模市場化做準備。大眾EA2111.4TSI發動機的燃油噴射壓力為200bar，而全新的1.5TSI發動機的燃油噴射壓力提升至350bar。提升噴射壓力能夠增強燃油霧化效果從而提升燃效，同時更大限度地限制顆粒物排放。最新的EA211有著更早的最大扭矩輸出時機、更廣的最大扭矩輸出范圍以及更高的熱效率。也就是說，單純從發動機層面來說，新款1.5T發動機將比如今的1.4T更為實用以及省油。
馬自達SKYACTIV-X發動機（2019年上市）
熱效率：50%
主要搭載車型：馬自達3
馬自達全新SkyActiv-X發動機將于2019年隨新款馬自達3一起亮相，將作為未來混合動力的基礎動力裝置。馬自達計劃利用SKYACTIV-X（第二代創馳藍天）技術讓發動機熱效率在2019年達到50%。在創馳藍天技術剛剛推出的時，其廠家就宣稱這套技術擁有高壓縮比的特點，在老款創馳藍天技術上，它們的做法是采用了阿特金森循環，在原有的奧托循環上推遲了進氣門關閉的時間，使膨脹比高于壓縮比，在同樣的壓縮行程下，膨脹行程的增加可以獲得更多的有效功。而在最新的創馳藍天技術中，馬自達在汽油發動機中模仿利用了柴油發動機特有的壓燃點火方式，在原來基礎上再次提升了壓縮比，獲得了更好的發動機熱效率。SKYACTIV-X的核心是一個被馬自達稱為SPCCI的技術。SPCCI的全稱是Spark Controlled Compression Ignition，即火花塞控制的壓燃點火技術。更高的熱效率，低的氮氧化物及顆粒物的排放、燃燒更穩定是壓燃的優勢。但并非所有工況下都能實現壓燃，例如在高轉速的工況下，發動機依然需要采用傳統方式即用火花塞引燃，馬自達可以讓這臺發動機實現壓燃和引燃的平穩過渡，從而擁有更好的燃油經濟性和動力響應。
