然后在現(xiàn)如今全世界都開始關注化石能源枯竭問題、石油政治問題、CO2排放問題的時代。各種新能源替代技術層出不窮，比如已經(jīng)到了普及臨界點的電動汽車，比如歐洲車廠深耕了十余年的氫燃料技術，比如日系擅長的插電雙擎重混和燃料電池技術。大家把目光越來越多的集中在了所謂的未來科技上，“廉頗老矣”的車用內燃機好像近10年只是一路在小修小補小升級。這10年里普及了清潔柴油技術，高壓共軌缸內直噴技術，低慣量小渦輪技術，類似VVT-i等可變正時技術。甚至最近5年內沒出現(xiàn)什么重大技術革新，反而因為苛刻的排放法規(guī)另大排量多缸數(shù)發(fā)動機開始逐漸淡出江湖，甚至衍生出了閉缸技術。期間也出現(xiàn)了為了彌補技術冒進風險而不得已研發(fā)的雙噴射系統(tǒng)。還有少數(shù)傳統(tǒng)大廠在內燃機研發(fā)上干脆學會了排放作弊。內燃機最基本的技術核心無非是汽油機空燃比14.7，柴油機空燃比14.3，所有的技術革新都要圍繞著供油、配氣，正時、無效能量再利用以及發(fā)動機維持經(jīng)濟運轉的方式展開。至少在如下幾個方面，車用內燃機技術還大有發(fā)揮空間，這些發(fā)展方向也基本上是內燃機的最后幾個可以突破的技術屏障：

第一，升功率技術突破

衡量當代發(fā)動機設計制造水平和做功效率的不是廉價的扭矩，而是通過材料工程學積極研發(fā)、大量線下調試和不斷耐久壓力測試下一步步實現(xiàn)量變到質變的每1000cc馬力數(shù)值----升功率。其中業(yè)內格外關注的是每升排量是否達到100馬力，以此作為一條優(yōu)秀引擎的及硬指標。升功率里程碑似的超過100馬力從而轟動世界是來自于本田的B18C發(fā)動機，1.8L排量高轉速可實現(xiàn)200馬力。隨后技術偏執(zhí)的本田在自己著名的紅頭發(fā)動機K20A2引擎上，8500轉實現(xiàn)了220馬力，牢牢占據(jù)了升功率頭把交椅數(shù)年之久直到廉價渦輪時代的來臨。

圖：著名的本田K20A紅頭發(fā)動機

而如今的發(fā)動機在更高速的ECU控制、缸內高壓共軌直噴、先進的渦輪技術加持下。升功率一路慢慢爬升。奔馳A45 AMG的那臺著名的M133DE20AL四缸2.0L發(fā)動機，最新版本動力已經(jīng)攀升至385馬力。我相信在不就的將來，升功率突破200馬力指日可待！

圖：參數(shù)驚奇的奔馳M133發(fā)動機

技術進步不僅是高端車的軍備競賽，隨著成本的逐漸下降這些技術必將普及到大眾市場，使得普通內燃機技術升功率取得長足進步。

第二，電動增壓必將普

增壓技術并不是個新鮮玩意，其最早期研發(fā)目的是解決活塞式星型航空發(fā)動機在高空氧氣稀薄時泵氣問題。后來被寶馬和薩博引入到了民用車輛內燃機領域，從此一發(fā)而不可收。增壓泵氣技術主要可分為機械式增壓(Super Charge)，和廢氣渦輪增壓(Turbo Charge)。前者的泵壓器動力來源自發(fā)動機曲軸，通過皮帶輪傳動。優(yōu)點是實現(xiàn)全轉速無延遲增壓，缺點是結構過于復雜并且損失發(fā)動機輪上功率，目前基本除了高端車型已經(jīng)難覓蹤跡。機械增壓器在各大發(fā)動機廠的研發(fā)路線圖上，已經(jīng)有被邊緣化的趨勢。然而后者廢氣渦輪增壓卻在這幾年實現(xiàn)了業(yè)內普及，渦輪器的原理是利用高溫高壓的噴射廢氣，吹動增壓器葉輪帶動同軸壓縮機葉輪實現(xiàn)高效壓縮泵氣。

圖：傳統(tǒng)渦輪增壓原理圖

渦輪增壓的優(yōu)點不用多說，最主要的缺點除了響應延遲外，渦輪將廢氣作為動力就無法避免在高溫高壓的廢氣做功環(huán)境下，渦輪內燃機的泵壓進氣溫度升高從而密度降低，這將影響燃燒效率。解決此問題的方法只能是使用笨重的中冷器進行泵氣冷卻，這無疑增加了渦輪發(fā)動機的整備質量也對可靠性造成了影響。

圖：中冷器系統(tǒng)進氣冷卻示意圖

然而隨著車用電子電氣更加可靠和完善，這些年利用電力驅動渦輪泵氣同時解決響應遲滯和冷卻系統(tǒng)負擔的研究已經(jīng)有了重大突破。2014年奧迪宣布在一臺Q7柴油車型上安裝了輔助廢氣渦輪的電動渦輪，可以保證低轉速的泵壓效率，并減少渦輪遲滯。別看僅僅是輔助性的實驗產(chǎn)品，電動增壓技術的廣闊前景不容小覷。

圖：奧迪電動渦輪技術

第三，突破凸輪軸的束縛

傳統(tǒng)內燃機為了實現(xiàn)燃燒室內準確的空燃比，需要配氣系統(tǒng)實時根據(jù)四沖程當前狀態(tài)完成進氣和排氣以及進排氣重疊角的控制過程，這個控制過程就叫做正時(Timing)。在100多年的時間里，工程師們調整過凸輪軸的上下位置，調整過氣門挺桿的位置，甚至研發(fā)了進排氣雙側可調的所謂VVT氣門正時系統(tǒng)。但為什么沒人想過笨重的凸輪軸和正時皮帶/鏈條等零部件完全可以被舍棄呢？

2016年上半年一家超跑公司柯尼塞克公布了電控正時系統(tǒng)(Camshaft less)的研發(fā)進度。通過電控氣門挺桿徹底拋棄了凸輪軸、正時皮帶/鏈條，發(fā)動機減重20%而動力提高了15%。

內燃機產(chǎn)生動力的靈魂是油與氧氣的爆炸做功，我們把太多的精力放在了供油系統(tǒng)的改進上。從化油器到電噴，從電噴到缸內直噴，從缸內直噴到分層燃燒。當我們回過頭來看看Camshaft less技術對配氣系統(tǒng)的革命性改進，不禁會唏噓有時候技術攻關是需要換個角度重新出發(fā)的！

 第四，小排量技術的躍進

隨著內燃機技術不斷提升，升功率逐漸攀高、排放法規(guī)卻日益嚴苛，同等動力水平下各大主機廠不斷推出更小甚至缸數(shù)縮減的發(fā)動機型號。比如福特、大眾、寶馬、標致均已推出了三缸1.0T緊湊型發(fā)動機，動力接近傳統(tǒng)1.8四缸自然吸氣引擎，卻有更好的功重比和排放表現(xiàn)，必將成為家庭用車的代步首選。

圖：福特1.0T 三缸發(fā)動機(蟬聯(lián)世界最佳引擎獎)

這期間還有一個極端的例子，意大利國民品牌菲亞特也許在國內不太受關注，但是在歐洲市場這家公司曾推出過采用TwinAir 0.9T渦輪增壓雙缸發(fā)動機的車型。

別看只有兩個氣缸TwinAir的技術含量那是相當高。FPT菲亞特動力科技的工程師們對整個系統(tǒng)及控制策略進行了重新調校和匹配，優(yōu)化的流體動力學效果以及精確調節(jié)的進氣量使TwinAir實現(xiàn)了燃燒效率最大化。此外，由于氣缸數(shù)量的減少，發(fā)動機的質量和體積當然也會相應減小(與相同性能的四缸機相比TwinAir要短23%，輕10%)。最大功率105馬力對于一款雙缸超小排量發(fā)動機，絕對是個技術奇跡。

 第五，轉子發(fā)動機的復興

轉子發(fā)動機隨著馬自達2012年宣布停產(chǎn)本已退出歷史舞臺，但2015年10月28日又通過概念車RX-Vision恢復研發(fā)，從而繼續(xù)成為不可忽視的內燃機重要發(fā)展分支。

轉子發(fā)動機也稱汪克爾發(fā)動機，設計初衷是利用一種三角偏心轉子在滾動中實現(xiàn)進氣、壓縮、做功、排氣這四個“沖程”，由德國工程師汪克爾(Wankel)最先解決了技術問題并發(fā)布了原型機。

這個天才般的轉子設計徹底拋棄了傳統(tǒng)內燃機活塞垂直往復運動通過曲柄轉換為旋轉運動的固有模式，通過三角轉子旋轉做功直接產(chǎn)生旋轉運動。轉子發(fā)動機可使內燃機相同動力下體積減少20%，重量下降35%，也減少了機械部件復雜度。馬自達深耕此技術30余年，始終沒有解決三角油封的耐久性問題。但隨著材料科學的持續(xù)發(fā)展，馬自達高調復活轉子技術說明了對動油封技術已有了新的技術突破。

綜上所述，內燃機正在朝著高效、減重、電氣化、創(chuàng)新設計大步前進。也許電動車在最近5年內就將開始形成拐點加快普及速度，但我想已經(jīng)煥發(fā)了百年活力的內燃機會在這些最終發(fā)展之路上繼續(xù)革新，永不止步！