然后在現(xiàn)如今全世界都開(kāi)始關(guān)注化石能源枯竭問(wèn)題、石油政治問(wèn)題、CO2排放問(wèn)題的時(shí)代。各種新能源替代技術(shù)層出不窮，比如已經(jīng)到了普及臨界點(diǎn)的電動(dòng)汽車(chē)，比如歐洲車(chē)廠深耕了十余年的氫燃料技術(shù)，比如日系擅長(zhǎng)的插電雙擎重混和燃料電池技術(shù)。大家把目光越來(lái)越多的集中在了所謂的未來(lái)科技上，“廉頗老矣”的車(chē)用內(nèi)燃機(jī)好像近10年只是一路在小修小補(bǔ)小升級(jí)。這10年里普及了清潔柴油技術(shù)，高壓共軌缸內(nèi)直噴技術(shù)，低慣量小渦輪技術(shù)，類(lèi)似VVT-i等可變正時(shí)技術(shù)。甚至最近5年內(nèi)沒(méi)出現(xiàn)什么重大技術(shù)革新，反而因?yàn)榭量痰呐欧欧ㄒ?guī)另大排量多缸數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始逐漸淡出江湖，甚至衍生出了閉缸技術(shù)。期間也出現(xiàn)了為了彌補(bǔ)技術(shù)冒進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)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(nèi)燃機(jī)研發(fā)上干脆學(xué)會(huì)了排放作弊。內(nèi)燃機(jī)最基本的技術(shù)核心無(wú)非是汽油機(jī)空燃比14.7，柴油機(jī)空燃比14.3，所有的技術(shù)革新都要圍繞著供油、配氣，正時(shí)、無(wú)效能量再利用以及發(fā)動(dòng)機(jī)維持經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)的方式展開(kāi)。至少在如下幾個(gè)方面，車(chē)用內(nèi)燃機(jī)技術(shù)還大有發(fā)揮空間，這些發(fā)展方向也基本上是內(nèi)燃機(jī)的最后幾個(gè)可以突破的技術(shù)屏障：

第一，升功率技術(shù)突破

衡量當(dāng)代發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)制造水平和做功效率的不是廉價(jià)的扭矩，而是通過(guò)材料工程學(xué)積極研發(fā)、大量線下調(diào)試和不斷耐久壓力測(cè)試下一步步實(shí)現(xiàn)量變到質(zhì)變的每1000cc馬力數(shù)值----升功率。其中業(yè)內(nèi)格外關(guān)注的是每升排量是否達(dá)到100馬力，以此作為一條優(yōu)秀引擎的及硬指標(biāo)。升功率里程碑似的超過(guò)100馬力從而轟動(dòng)世界是來(lái)自于本田的B18C發(fā)動(dòng)機(jī)，1.8L排量高轉(zhuǎn)速可實(shí)現(xiàn)200馬力。隨后技術(shù)偏執(zhí)的本田在自己著名的紅頭發(fā)動(dòng)機(jī)K20A2引擎上，8500轉(zhuǎn)實(shí)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(jià)渦輪時(shí)代的來(lái)臨。

圖：著名的本田K20A紅頭發(fā)動(dòng)機(jī)

而如今的發(fā)動(dòng)機(jī)在更高速的ECU控制、缸內(nèi)高壓共軌直噴、先進(jìn)的渦輪技術(shù)加持下。升功率一路慢慢爬升。奔馳A45 AMG的那臺(tái)著名的M133DE20AL四缸2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)，最新版本動(dòng)力已經(jīng)攀升至385馬力。我相信在不就的將來(lái)，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(dòng)機(jī)

技術(shù)進(jìn)步不僅是高端車(chē)的軍備競(jìng)賽，隨著成本的逐漸下降這些技術(shù)必將普及到大眾市場(chǎng)，使得普通內(nèi)燃機(jī)技術(shù)升功率取得長(zhǎng)足進(jìn)步。

第二，電動(dòng)增壓必將普

增壓技術(shù)并不是個(gè)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(dòng)機(jī)在高空氧氣稀薄時(shí)泵氣問(wèn)題。后來(lái)被寶馬和薩博引入到了民用車(chē)輛內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域，從此一發(fā)而不可收。增壓泵氣技術(shù)主要可分為機(jī)械式增壓(Super Charge)，和廢氣渦輪增壓(Turbo Charge)。前者的泵壓器動(dòng)力來(lái)源自發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，通過(guò)皮帶輪傳動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)全轉(zhuǎn)速無(wú)延遲增壓，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜并且損失發(fā)動(dòng)機(jī)輪上功率，目前基本除了高端車(chē)型已經(jīng)難覓蹤跡。機(jī)械增壓器在各大發(fā)動(dòng)機(jī)廠的研發(fā)路線圖上，已經(jīng)有被邊緣化的趨勢(shì)。然而后者廢氣渦輪增壓卻在這幾年實(shí)現(xiàn)了業(yè)內(nèi)普及，渦輪器的原理是利用高溫高壓的噴射廢氣，吹動(dòng)增壓器葉輪帶動(dòng)同軸壓縮機(jī)葉輪實(shí)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(diǎn)不用多說(shuō)，最主要的缺點(diǎn)除了響應(yīng)延遲外，渦輪將廢氣作為動(dòng)力就無(wú)法避免在高溫高壓的廢氣做功環(huán)境下，渦輪內(nèi)燃機(jī)的泵壓進(jìn)氣溫度升高從而密度降低，這將影響燃燒效率。解決此問(wèn)題的方法只能是使用笨重的中冷器進(jìn)行泵氣冷卻，這無(wú)疑增加了渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的整備質(zhì)量也對(duì)可靠性造成了影響。

圖：中冷器系統(tǒng)進(jìn)氣冷卻示意圖

然而隨著車(chē)用電子電氣更加可靠和完善，這些年利用電力驅(qū)動(dòng)渦輪泵氣同時(shí)解決響應(yīng)遲滯和冷卻系統(tǒng)負(fù)擔(dān)的研究已經(jīng)有了重大突破。2014年奧迪宣布在一臺(tái)Q7柴油車(chē)型上安裝了輔助廢氣渦輪的電動(dòng)渦輪，可以保證低轉(zhuǎn)速的泵壓效率，并減少渦輪遲滯。別看僅僅是輔助性的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品，電動(dòng)增壓技術(shù)的廣闊前景不容小覷。

圖：奧迪電動(dòng)渦輪技術(shù)

第三，突破凸輪軸的束縛

傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)為了實(shí)現(xiàn)燃燒室內(nèi)準(zhǔn)確的空燃比，需要配氣系統(tǒng)實(shí)時(shí)根據(jù)四沖程當(dāng)前狀態(tài)完成進(jìn)氣和排氣以及進(jìn)排氣重疊角的控制過(guò)程，這個(gè)控制過(guò)程就叫做正時(shí)(Timing)。在100多年的時(shí)間里，工程師們調(diào)整過(guò)凸輪軸的上下位置，調(diào)整過(guò)氣門(mén)挺桿的位置，甚至研發(fā)了進(jìn)排氣雙側(cè)可調(diào)的所謂VVT氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)。但為什么沒(méi)人想過(guò)笨重的凸輪軸和正時(shí)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(shí)系統(tǒng)(Camshaft less)的研發(fā)進(jìn)度。通過(guò)電控氣門(mén)挺桿徹底拋棄了凸輪軸、正時(shí)皮帶/鏈條，發(fā)動(dòng)機(jī)減重20%而動(dòng)力提高了15%。

內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生動(dòng)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(jìn)上。從化油器到電噴，從電噴到缸內(nèi)直噴，從缸內(nèi)直噴到分層燃燒。當(dāng)我們回過(guò)頭來(lái)看看Camshaft less技術(shù)對(duì)配氣系統(tǒng)的革命性改進(jìn)，不禁會(huì)唏噓有時(shí)候技術(shù)攻關(guān)是需要換個(gè)角度重新出發(fā)的！

 第四，小排量技術(shù)的躍進(jìn)

隨著內(nèi)燃機(jī)技術(shù)不斷提升，升功率逐漸攀高、排放法規(guī)卻日益嚴(yán)苛，同等動(dòng)力水平下各大主機(jī)廠不斷推出更小甚至缸數(shù)縮減的發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)。比如福特、大眾、寶馬、標(biāo)致均已推出了三缸1.0T緊湊型發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)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(chē)的代步首選。

圖：福特1.0T 三缸發(fā)動(dòng)機(jī)(蟬聯(lián)世界最佳引擎獎(jiǎng))

這期間還有一個(gè)極端的例子，意大利國(guó)民品牌菲亞特也許在國(guó)內(nèi)不太受關(guān)注，但是在歐洲市場(chǎng)這家公司曾推出過(guò)采用TwinAir 0.9T渦輪增壓雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)型。

別看只有兩個(gè)氣缸TwinAir的技術(shù)含量那是相當(dāng)高。FPT菲亞特動(dòng)力科技的工程師們對(duì)整個(gè)系統(tǒng)及控制策略進(jìn)行了重新調(diào)校和匹配，優(yōu)化的流體動(dòng)力學(xué)效果以及精確調(diào)節(jié)的進(jìn)氣量使TwinAir實(shí)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(dòng)機(jī)的質(zhì)量和體積當(dāng)然也會(huì)相應(yīng)減小(與相同性能的四缸機(jī)相比TwinAir要短23%，輕10%)。最大功率105馬力對(duì)于一款雙缸超小排量發(fā)動(dòng)機(jī)，絕對(duì)是個(gè)技術(shù)奇跡。

 第五，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)興

轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)隨著馬自達(dá)2012年宣布停產(chǎn)本已退出歷史舞臺(tái)，但2015年10月28日又通過(guò)概念車(chē)RX-Vision恢復(fù)研發(fā)，從而繼續(xù)成為不可忽視的內(nèi)燃機(jī)重要發(fā)展分支。

轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)也稱(chēng)汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)初衷是利用一種三角偏心轉(zhuǎn)子在滾動(dòng)中實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣這四個(gè)“沖程”，由德國(guó)工程師汪克爾(Wankel)最先解決了技術(shù)問(wèn)題并發(fā)布了原型機(jī)。

這個(gè)天才般的轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)徹底拋棄了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)活塞垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)曲柄轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的固有模式，通過(guò)三角轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)做功直接產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)可使內(nèi)燃機(jī)相同動(dòng)力下體積減少20%，重量下降35%，也減少了機(jī)械部件復(fù)雜度。馬自達(dá)深耕此技術(shù)30余年，始終沒(méi)有解決三角油封的耐久性問(wèn)題。但隨著材料科學(xué)的持續(xù)發(fā)展，馬自達(dá)高調(diào)復(fù)活轉(zhuǎn)子技術(shù)說(shuō)明了對(duì)動(dòng)油封技術(shù)已有了新的技術(shù)突破。

綜上所述，內(nèi)燃機(jī)正在朝著高效、減重、電氣化、創(chuàng)新設(shè)計(jì)大步前進(jìn)。也許電動(dòng)車(chē)在最近5年內(nèi)就將開(kāi)始形成拐點(diǎn)加快普及速度，但我想已經(jīng)煥發(fā)了百年活力的內(nèi)燃機(jī)會(huì)在這些最終發(fā)展之路上繼續(xù)革新，永不止步！