大排量車子一定比小排量的車子費油么？相對而言這個結論沒錯，在咱們日常行駛工況下，大排量汽車一定比小排量更費油。但在一些特定工況下，大排量汽車反而會比小排量車更省油。只不過特定工況比較極端，在日常行駛中很少見。

之所以要詳細解釋這個問題，因為前幾天有位讀者給筆者提出了個問題，他說根據能量守恒定律，發動機輸出多大的動力、就要消耗多少燃油。那么是不是當4.0L與2.0L輸出同樣動力時油耗一樣？那又為什么都說大排量發動機費油呢？按照這個思路，如果根據能量守恒，貌似當大排量與小排量機器輸出同樣動力時，油耗就真的應該一樣？

可若真的如此，為啥都說大排量的發動機油耗更高？駕駛者輕點踩油門避免功率輸出過高是不是就能獲得更低的油耗？從表面上看這個理念似乎說得通？但實際上即便是輸出同樣的功率，4.0L自吸的油耗還是要比2.0L機器更高，為什么？當然大排量的車子往往具備更大的重量導致油耗提高，但筆者想說的是即便在臺架上，輸出同樣的動力依然還是大排量機器油耗高。

用能量守恒定律一定可以解釋燃油燃燒所產生的能量，這是必然的。但用能量守恒定律并不能解釋為什么大排量的發動機油耗會更高，這會走入死胡同。要解釋為什么大排量發動機油耗高，關鍵詞是效率。簡單理解就是能量一定要守恒，但能量并不是都能被利用到，比如熱能、動能，對于汽車而言熱能會大量被浪費掉。而對行駛起到作用的僅僅是動能，等量燃油燃燒后轉換成的動能有多少決定了油耗。

如上圖所示，4.0L與2.0L發動機燒等量的汽油（就當輸出同樣功率，別較真），所產生的總熱量都是100%，這部分等量。也就是說4.0L發動機燒0.5毫克汽油產生總能量與2.0L發動機燒0.5毫克汽油產生的總能量完全是一樣的，這就是能量守恒。但總能量一致沒用啊，總能量=熱損耗+動能+其它，對汽車油耗產生影響的是動能也就是動能的大小。產生的動能越少、熱損耗越大，反之產生的動能越多、熱損耗就越小。

所以不同排量的發動機燒等量的油，輸出等量的能量是守恒的，但這守恒的能量所指的熱能+動能，而只有動能才是影響車輛行駛狀態的關鍵（若熱量100%，車原地不動）。而決定動能轉換大小的關鍵在于效率，確切的說就是熱效率。因為如今內燃機的機械、燃燒效率幾乎都差不多（衡量），所以熱效率起到決定作用。這就是當今各大主機廠宣傳自家產品時都在強調熱效率的原因。

當然標題中的熱效率所指的是在常用工況下內燃機所能達到的平均熱效率而非峰值熱效率。簡單理解就是大排量發動機峰值熱效率并不一定低，但日常使用時往往保持在較低熱效率運行。反之小排量發動機的峰值熱效率不見得多高，但日常工況下所能達到的平均熱效率往往更高。內燃機的效率由負荷來起到調節的作用，負荷太低、效率低，負荷太高、效率還是低。所以保持內燃機中段負荷運行時效率最高。

某4.0L自吸熱效率38%

某2.0L自吸熱效率38%

市場中是存在這樣的兩臺機器的。同樣輸出60匹馬力行駛，對于2.0L自吸而言已達到其40%-50%的負荷，此時該機器熱效率接近了峰值38%。那么4.0L自吸發動機呢？峰值馬力350匹，60匹的馬力輸出甚至達不到30%的負荷，此時的效率或可能只有33%。雖然兩者輸出動力一樣，但由于效率的不同導致每循環燃油燃燒后產所產生的動能不同、熱能不同。這就是大排量發動機往往更費油的原因，因為在很多常用工況下大排量機器的平均熱效率低（實際狀態）。

當然能，上文中那套理念只是適合大部分常用工況下，而非極端工況。不同的工況會改變大、小排量的工作狀態。上文中例子只用到了60匹馬力，在這個馬力范圍內運行2.0L效率要比4.0L更高。那如果是用160匹馬力輸出來比較呢？比如在高速上保持180或190千米行駛（只是舉例子），需要的馬力大概160匹左右。這時誰的油耗更高？答案是此時大排量機器的油耗反而更低了。

4.0L 350匹的機器輸出160匹馬力，負荷達到中段、熱效率接近峰值38%。而2.0L自吸峰值馬力也僅為160-180匹之間，輸出160匹馬力時負荷接近100%。如上圖所示（由于沒找到2.0L機器圖，就用這臺2.5L代替下），該機器在扭矩160nm、2400轉時達到峰值熱效率40%。而這臺機器在高負荷5700轉、扭矩190nm時熱效率會降到32%。那如果是達到100負荷呢？轉速6000、扭矩250nm時該機器熱效率會降到30%以下。

任何內燃機全負荷運行時，熱效率都會降到30%以下。回到之前的例子上來，2.0L車輛想跑180km需要輸出160匹馬力，這160匹馬力幾乎達到了它的額定功率，此時該2.0L自吸100%負荷，熱效率降低至30%以下。那么此時的比較就變更為38%熱效率的4.0L VS 30%以下熱效率的2.0L機器。此時輸出同樣的功率誰更費油？當然是2.0L更費油，4.0L機器反而開始省油。為啥那些2.0L賽車會比家用5.6L更費油，因為比賽中這些2.0L始終全負荷輸出。

這就是大排量發動機比小排量機器更費油的原因，大排量機器并非沒有高效區間，只是大排量機器的高效區間在日常行駛中完全用不上。而日常行駛中的工況只能讓大排量機器在低效區間運行，所以費油唄。同理增壓機的普及也是這個道理，如1.5T VS 2.5L自吸發動機，雖然峰值熱效2.5L自吸更高。但日常代步工況反而是1.5T所能達到的實際熱效率更高。所以內燃機從大排量到小排量再到更小排量的增壓，本質就是讓高效區間與實際工況完成重合。高效能用到才能省油，用不到的高效=低效。