エンジンの熱効率とは、エンジンが燃料を燃焼させる際に得られる有効な動力（仕事）と、投入された燃料から発生するエネルギーとの比率を示す指標です。具体的には、エンジンが燃料を燃焼させることでどれだけ効率的にエネルギーを動力に変換できているかを示します。
エンジンの熱効率は、エンジンに投入したエネルギーのうち、実際に車両の走行に使えるエネルギー（動力）として変換される割合を表します。高い熱効率を持つエンジンは、燃料を効率的に使い、無駄なエネルギーを少なくします。
燃焼エンジンでは、燃料（ガソリンやディーゼルなど）が燃焼することで、化学エネルギーが熱エネルギーに変換されます。この熱エネルギーをエンジンの動力に変換する過程で、いくつかのエネルギーが無駄に消費されます。主に以下のような形で無駄になります：
これらの損失を除いた実際に車を動かすために使えるエネルギーが、エンジンの有効動力となります。
熱効率は次の式で表されます：
熱効率(%) = 有効動力 / 燃料から得られる総エネルギー×100
ここで、有効動力とは車両を前進させるために実際に使用されるエネルギー、燃料から得られる総エネルギーは、燃料に含まれるエネルギー全体です。
例えば、ガソリンエンジンで燃料から得られるエネルギーのうち、30%〜40%程度しか実際に動力として変換されず、残りの60%〜70%は熱エネルギーとして無駄にされていることが多いです。
エンジンの熱効率を改善するためには、いくつかの技術的なアプローチがあります。主に以下のような方法が考えられます：
高圧縮比エンジン
圧縮比を高くすることで、燃焼効率を向上させ、より多くのエネルギーを動力に変換することができます。例えば、ディーゼルエンジンはガソリンエンジンに比べて圧縮比が高いため、熱効率が高くなる傾向があります。
ターボチャージャー
ターボチャージャーは、排気ガスのエネルギーを使って空気を圧縮し、エンジンにより多くの酸素を供給することで、燃焼効率を高めます。これにより、エンジンの熱効率が向上します。
直噴エンジン（DI: Direct Injection）
直噴技術は、燃料を直接シリンダー内に噴射することで、燃焼の精度を高め、燃焼効率を向上させます。これにより、熱効率が改善されるとともに、排出ガスの低減にもつながります。
ハイブリッドシステム
ハイブリッド車は、ガソリンエンジンとモーターを組み合わせることで、エンジンの効率的な使用を実現します。低速走行時にはモーターが主に動力を提供し、高速走行や加速時にエンジンを使用することで、エンジンの熱効率を最大限に活用します。
エンジン冷却の最適化
エンジンの冷却効率を向上させることで、エンジン内での熱損失を減らし、熱効率が改善されます。また、冷却水の温度管理を最適化することも効果的です。
エネルギー回生技術
回生ブレーキシステム（例えば、ハイブリッド車の回生ブレーキ）により、ブレーキ時に失われるエネルギーを回収し、バッテリーに充電することでエネルギーのロスを減少させ、全体的な効率が向上します。
エンジンの熱効率は、燃料がどれだけ効率的に動力に変換されるかを示す重要な指標です。エンジンが高い熱効率を持つほど、少ない燃料でより多くの動力を生み出すことができるため、燃費性能が向上します。熱効率を向上させるためには、エンジン技術の改良や新しいシステムの導入が必要ですが、現代の車は多くの技術革新を取り入れて、より効率的なエネルギー利用が実現されています。