眾所周知發動機的熱效率直接影響著汽車的油耗，熱效率越高汽車就越省油。但現實中有些情況卻剛好相反，比如我的車發動機最大熱效率出現在3000轉，按理說發動機運行在這個區間會更省油，但現實中並不是這樣。
比如車速80公里/小時，用5擋行駛的話發動機轉速為2000轉/分，此時瞬時油耗為5.6升/百公里。而用3擋行駛的話發動機轉速為3000轉，此時瞬時油耗卻為7.0升/百公里。那麼問題來了：已經知道該發動機最高熱效率出現在3000轉/分，但為何用這個轉速行駛的時候油耗反而更高了呢？
其實問題就出在沒有考慮發動機負荷，發動機最大熱效率點不僅僅對應轉速，還對應著發動機負荷。只有轉速和負荷都達到標準的時候發動機才能運行在最大熱效率點。
什麼是發動機負荷呢？我們可以簡單理解為發動機驅動車輛的負擔。發動機負荷可以用其輸出扭矩來體現，發動機輸出扭矩越大，說明它驅動車輛越用力，負荷自然就越大。影響發動機負荷大小的主要是油門深度。因為我們油門踩得越重發動機進氣量越大，在當前轉速下輸出的扭矩就越多，發動機負荷就越大。
比如上圖，從圖中可以看到這台發動機在3800轉可以輸出80牛·米的最大扭矩，但這並不代表只要轉速到了3800轉就一定能輸出這麼大扭矩。具體輸出多少扭矩還要看油門深度，因為油門深度直接決定著節氣門開度，油門踩得越深節氣門開度越大，發動機進氣量越大，輸出扭矩就越大。假如油門踩了30%，那在3800轉時可能只輸出40牛·米的扭矩，我們也可以說此時發動機負荷為30%。而當我們把油門完全踩到底的時候，在3800轉這個瞬間發動機才能輸出最大扭矩，此時發動機負荷就是100%。
弄明白這個問題後我們就很容易理解熱效率的問題了。
比如下面是豐田2.5L自然吸氣發動機的熱效率圖，從圖中可以看到該發動機最大熱效率為39%，出現在2500轉，負荷80%左右的區域。也就是說這台發動機想運行在最高熱效率區間的話不僅轉速要達到2500轉，油門也要踩到80%左右。
如果車速為80公里/小時，那麼使用較低檔位時可以讓發動機轉速保持在2500轉，但此時由於檔位低，變速箱對發動機扭矩的放大倍數很大，所以我們根本不需要踩很多油門，因此發動機實際可能工作在紅色圓點附近，此時熱效率只有34%。而我們使用較高擋位行駛的時候發動機轉速假設為1800轉，由於檔位升高後對發動機扭矩的放大倍數降低，所以我們需要多踩些油門，所以此時發動機可能會運行在綠色圓點的區域，此時熱效率為37%，反而更高。結果也必然是用1800轉行駛更省油。
如今隨著技術的提升，新款發動機不僅最大熱效率越來越高，而且高熱效率區間也越來越靠近日常使用頻率高的區間，所以如今的新車在油耗上往往會有更優秀的表現。
為什麼發動機負荷越大熱效率越高呢？
這個問題如果深究的話那足夠寫一篇論文了，咱們只是為了長知識，所以知道個大概意思就行了。
發動機的氣缸和燃燒室其實就是一個能量轉換的場所，空氣和燃油在這裡轉化成動力。但是在轉換的同時發動機自身也要消耗一部分能量，比如發動機散熱、發動機摩擦、發動機運轉阻力，這都要消耗能量。進氣量少的話轉換的能量少，但發動機基礎消耗是不會變的，如果轉化多一些，也就是讓氣缸里多進入一些空氣和燃油，這樣轉化的動力就多了，雖然消耗也會變多，但動力的增加是大於消耗增加的，熱效率就提升了。
就像我們用大巴車拉人一樣，大巴車核載56人，拉16個人的油耗肯定比拉56人的油耗低。但是你要把人送到100公里外的城市去，如果每次只拉16個人的話你要跑4個來回，這油耗直接翻4倍。但是一次拉走56人油耗雖然高一些，但永遠不可能翻4倍。而提高發動機負荷就像讓大巴車儘量滿載是一個道理，這就是負荷高熱效率高的原因了。
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