Η βελτίωση της θερμικής απόδοσης των κινητήρων εσωτερικής καύσης είναι εξαιρετικά δύσκολη λόγω πολλών θεμελιωδών και πρακτικών περιορισμών:
Θερμοδυναμικά Όρια:
Οι κινητήρες εσωτερικής καύσης δεσμεύονται από τους νόμους της θερμοδυναμικής-ιδιαίτερα το όριο απόδοσης Carnot. Ακόμη και σε ιδανικές συνθήκες, μόνο ένα μέρος της θερμότητας από το καύσιμο μπορεί να μετατραπεί σε χρήσιμη εργασία. Μεγάλο μέρος της ενέργειας χάνεται αναπόφευκτα ως σπατάλη θερμότητας μέσω των συστημάτων εξάτμισης και ψύξης.
Μηχανικές απώλειες και απώλειες τριβής:
Καθώς αυξάνεται η απόδοση, οι περαιτέρω βελτιώσεις γίνονται οριακές επειδή η τριβή, οι απώλειες άντλησης και οι παρασιτικές απώλειες (από εξαρτήματα όπως η αντλία νερού ή ο εναλλάκτης) έχουν ήδη ελαχιστοποιηθεί σε μεγάλο βαθμό στους σύγχρονους κινητήρες.
Περιορισμοί Υλικών:
Η υψηλότερη θερμική απόδοση απαιτεί συνήθως υψηλότερες θερμοκρασίες και πιέσεις καύσης, οι οποίες απαιτούν προηγμένα υλικά που μπορούν να αντέξουν σε ακραίες συνθήκες. Αυτά τα υλικά μπορεί να είναι ακριβά ή να μην είναι ακόμη εμπορικά βιώσιμα.
Εκπτώσεις εμπορίας εκπομπών-:
Τεχνικές που βελτιώνουν την απόδοση-όπως η άπαχη-καύση-μπορεί να οδηγήσουν σε υψηλότερες εκπομπές οξειδίου του αζώτου (NOx). Οι αυστηρότεροι κανονισμοί εκπομπών συχνά αναγκάζουν τους κατασκευαστές να δίνουν προτεραιότητα στην καθαρότερη καύση έναντι της μέγιστης απόδοσης.
Μειωμένες αποδόσεις:
Οι σύγχρονοι κινητήρες επιτυγχάνουν ήδη σχετικά υψηλές αποδόσεις (έως και 40–45% σε ορισμένα υβριδικά). Περαιτέρω βελτιώσεις γίνονται όλο και πιο περίπλοκες, δαπανηρές και λιγότερο επιδράσεις στην πραγματική-οδήγηση.
Ως αποτέλεσμα, πολλοί κατασκευαστές μετατοπίζουν το ενδιαφέρον τους προς την ηλεκτροκίνηση, όπου η μετατροπή ενέργειας μπορεί να είναι πιο αποτελεσματική συνολικά.
