Poprawa sprawności cieplnej silników spalinowych jest niezwykle trudna ze względu na kilka podstawowych i praktycznych ograniczeń:
Granice termodynamiczne:
Silniki spalinowe podlegają prawom termodynamiki,-zwłaszcza granicy sprawności Carnota. Nawet w idealnych warunkach tylko część ciepła z paliwa może zostać zamieniona na użyteczną pracę. Duża część energii jest nieuchronnie tracona w postaci ciepła odpadowego w układach wydechowych i chłodzących.
Straty mechaniczne i tarcia:
Wraz ze wzrostem wydajności dalsze ulepszenia stają się marginalne, ponieważ tarcie, straty podczas pompowania i straty pasożytnicze (z takich elementów, jak pompa wodna czy alternator) są już w dużym stopniu zminimalizowane w nowoczesnych silnikach.
Ograniczenia materiałowe:
Wyższa sprawność cieplna zwykle wymaga wyższych temperatur i ciśnień spalania, co wymaga zaawansowanych materiałów, które są w stanie wytrzymać ekstremalne warunki. Materiały te mogą być drogie lub jeszcze nieopłacalne komercyjnie.
Kompromisy w zakresie emisji-:
Techniki poprawiające wydajność-takie jak-spalanie mieszanki ubogiej-mogą prowadzić do wyższej emisji tlenku azotu (NOx). Bardziej rygorystyczne przepisy dotyczące emisji często zmuszają producentów do przedkładania czystszego spalania nad maksymalną wydajność.
Malejące zyski:
Nowoczesne silniki osiągają już stosunkowo wysokie sprawności (w niektórych hybrydach do 40–45%). Dalsze ulepszenia stają się coraz bardziej złożone, kosztowne i mają mniejszy wpływ na-rzeczywisty styl jazdy.
W rezultacie wielu producentów skupia się na elektryfikacji, w przypadku której konwersja energii może być ogólnie bardziej wydajna.
