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發動機是汽車的核心部件，發動機的好壞往往決定著整車的性能。如果問你發動機最重要的參數是什麼？你可能會回答排量、馬力、扭矩甚至是最高轉速。當然這些數據的確很重要，但在小編看來，發動機最重要的參數是熱效率。
熱效率是指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。在同等排量下這個比值越高發動機的動力性能越好，同時油耗、排放更低。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%。現代汽車發佈了“SmartSream”動力技術總成，有望達到50%發動機熱效率。然而這樣的參數卻還是遠遠比不上電動機的效率。這也就是為什麼電動汽車可以打著環保的旗號迅速佔領市場。那麼發動機的熱效率真的不能再提高了麼？小編覺得不一定，畢竟科技在發展，比如我們今天要聊的——陶瓷發動機。
什麼是陶瓷發動機？
在傳統柴油機或燃汽輪機用的金屬零件中，鋁合金的耐溫極限為350℃，鋼和鑄鐵的為450℃，最好的超級耐熱合置又使發動機設計複雜化，增加重量和耗費許多功率。長期以來，人們在尋用一種理想的材料來代替發動機用的金屬材料。發動機用材料的重大改革則是用高性能陶瓷零件逐步代替金屬零件，直至發動機的主要零件，這就是人們說的陶瓷發動機。
高性能陶瓷有許多優於金屬的貹能，例如耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、重量輕和隔熱性能好，這些特殊性能可使傳統發動機面臨的熱效率低和結構複雜等許多難題得到合理的解決，並提高發動機的性能和耐久性。因此，有專家認為，高性能陶瓷是內燃機發明以以來最鼓舞人心的新發展，它將最終解決發動機要在苛刻環境下工作的問題。21世紀，將會出現許多陶瓷發動機。最初，人們研究和使有的是陶瓷塗層和單一整體陶瓷制的發動機零件。陶瓷塗層技術成熟、成本低、壽命較高 ，採用等離子噴覆二氧化鋯、碳化鈦和二氧化鈦等陶瓷，獲得1毫米以內的耐 久塗層。為了解決陶瓷塗層太薄的問題，人們 研究用二氧化鋯、氮化硅、碳化硅和鈦酸鋁製造動機的整體陶瓷零件。此外，還研究了玻璃陶瓷、氧化鋁等整體陶瓷件。
陶瓷發動機的優點
1. 硬度高，耐熱性好。陶瓷的硬度在1500HV以上，而一般的合成金屬只有400HV左右，這種強度的改變是顛覆性的，與此同時耐熱性也比合成金屬要好很多。
2. 熱效率提升。我們目前所知道的汽車發動機熱效率最好的是凱美瑞上的那臺，它的熱效率達到了驚人的41%，而如果用陶瓷材料製作活塞，連桿，缸套，缸蓋等重要零件，會讓發動機的熱效率得到極大的提升，至少提高35%以上。
3. 對燃油質量要求低。陶瓷密度小，質量輕，並且在高溫下不易氧化，擁有很好的抗腐蝕性，所以說對燃油的要求就不那麼高了，可以選擇品質較低的燃油。
4. 減輕發動機質量。陶瓷可以從兩個方面減輕發動機質量，一是其質量輕，二是由於陶瓷在1400攝氏度左右工作時可以保持穩定，從而就不需要龐大的發動機冷卻系統，光這一點就可以減少發動機機體40%的重量。
5. 排放低。環保越來越重要，而陶瓷發動機的活塞工作溫度可以提高到300攝氏度以上，可以很好的促進燃料與空氣混合物的燃燒，同時使燃燒更加徹底，減少排放。
陶瓷發動機的應用
陶瓷的應用研究主要體現在2方面。一方面是，利用陶瓷耐高溫、耐磨損、耐腐蝕和重量輕等性能特點，主要用陶瓷零件代替金屬零件、獲得優於金屬零件的性能。日本在這方面的成效較在，它研究了大量的陶瓷部件，已投產和使用的有：渦輪增壓器轉子、電熱塞、搖臂鑲塊、排氣中內襯、預燃燒室鑲塊、氧化鋁纖維強化的鋁連桿以及陶瓷纖維強化的鋁合金活塞等。德國某公司採用氮化硅活塞銷，簡化了活塞設計，降低了成本。另一方面是，在氣缸套、活塞、缸蓋以及進、排氣門等零件上採用整體或陶瓷塗層，利用其耐高溫與隔熱性能以及其它隔熱技術設計成低散熱陶瓷柴油機，這種發動機通過採用取隔熱措施來降低損失，使用多熱能轉換成有效功。西方發達國家 的5噸卡車和3種民用車輛已使用此類柴油機。而在汽車柴油機方面，美國應用了隔熱陶瓷塗層。
陶瓷發動機的難點
1. 陶瓷雖然很好，但是其非常的脆。不過目前通過納米化可以讓陶瓷擁有塑料一樣的韌性，可以明顯改善其強度、硬度以及抗疲勞破壞性。
2. 製造工藝較高。陶瓷發動機會成為世界汽車研究的熱點，但是製造工藝較高是個致命的問題，畢竟汽車需要量產。
最後
其實早在1990年的時候，我國第一臺無水冷陶瓷發動機就在上海誕生了，它經過400小時的臺架實驗以及實車長距離實驗，順利的從上海開到了北京。在724小時的實驗中，燃油消耗效率為213.56g/km.h，遠遠低於目前1.5L直噴發動機的380 g/km.h，然而那是1990年啊，哪年小編還沒出生呢。所以說雖然目前陶瓷發動機不能普及，但是這確實是未來的一個方向。