Millorar l'eficiència tèrmica dels motors de combustió interna és extremadament difícil a causa de diverses limitacions fonamentals i pràctiques:
Límits termodinàmics:
Els motors de combustió interna estan subjectes a les lleis de la termodinàmica-especialment al límit d'eficiència de Carnot. Fins i tot en condicions ideals, només una part de la calor del combustible es pot convertir en treball útil. Gran part de l'energia es perd inevitablement com a calor residual a través dels sistemes d'escapament i refrigeració.
Pèrdues mecàniques i per fricció:
A mesura que augmenta l'eficiència, les millores addicionals es tornen marginals perquè la fricció, les pèrdues de bombeig i les pèrdues paràsites (de components com la bomba d'aigua o l'alternador) ja es minimitzen en gran mesura en els motors moderns.
Restriccions materials:
Una major eficiència tèrmica sol requerir temperatures i pressions de combustió més elevades, que exigeixen materials avançats que puguin suportar condicions extremes. Aquests materials poden ser cars o encara no viables comercialment.
Compartiments d'emissions-:
Les tècniques que milloren l'eficiència-com ara la combustió magra-combustió-poden provocar més emissions d'òxid de nitrogen (NOx). Les normatives d'emissions més estrictes sovint obliguen els fabricants a prioritzar la combustió més neta per sobre de la màxima eficiència.
Rendiments decreixents:
Els motors moderns ja aconsegueixen eficiències relativament altes (fins al 40-45% en alguns híbrids). Les millores addicionals són cada cop més complexes, costoses i amb menys impacte en la conducció real-.
Com a resultat, molts fabricants estan canviant el focus cap a l'electrificació, on la conversió d'energia pot ser més eficient en general.
