如何让发动机用更少的油得到更多的动力，实际就是发动机的节能技术的运用。
综合来说，发动机节能技术有以下五个方向。
- 提高充气效率
- 提高发动机的机械效率
- 可燃混合气含量与发动机工况的合理匹配
- 提高循环热效率
- 提高发动机的压缩比
下面就选几个车企日常宣讲的改善方向，简单讲下。
提高充气效率
发动机的原理，就是化学能转化为机械能，利用汽油的燃烧做功来驱动汽车。
喷入气缸的可燃混合气效率越高，意味着发动机进气行程时，在同样大小的气缸容积下，进入气缸内的量越足，发动机的功率越大。
另一方面，进入气缸的空气越多，供氧越多，燃烧就越充分，化学能转机械能就越彻底。
这也是为啥燃油发动机去了高海波低氧的环境下动力明显不足的原因，就是进气压力低，充气量不足，且因为低气温造成了压缩温度降低。
所以提高充气效率，就能有利经济性能的提高。
一般来说，提高充气效率，在机械结构上，需要减小进气系统的流动损失，减少排气系统的阻力，合理选择配气相位，减少进气环节的被动加热。
如何减小进气系统的流动损失，实际要看流通截面的优化。从空气滤清器、进气管、进气道、气门、气门座这些流通环节来看，气门座的流通截面积是最小的，对进气流通的阻碍则是最大的。而解决气门座的流动阻力，就是见效最高的一个改善点。
现在采用的普遍方法就是增加气门的数目，采用多气门（小气门）的结构，比如三气门、四气门、五气门的架构，来增大进气门的流通面积，降低进气损失。多气门的控制一般来说有两种方式：1）通过凸轮或摇臂控制气门开关。2）进气道中设置旋转阀门，开关该气门的进气通道。
现在的众多车型（汽车、大排量摩托车）很多都采用的四气门结构，可以形成屋脊形燃烧室，使得燃烧室结构更紧凑，燃烧更彻底，还能减少爆燃倾向。
另外，采用匹配发动机不同工况的可变进气道系统也是保障燃油经济性的有效手段。
在不同工况下，可变进气道采用不同长度和容积的进气管向缸内充气，以便能形成惯性充气效应和谐振脉冲波效应，提高充气效率和发动机的动力性能。比如高速时，采用短且大直径的进气管，减少高速流动损失。低速时，采用较长且小直径的进气管，利用进气压力动态波动效应来提高充气效率。
提高发动机的机械效率
提高机械效率的途径就是减少机械损失，让机械能尽量用在驱动车辆上，有效提高燃油的经济性。
发动机的机械损失主要发生在三个环节：
1）机械摩擦损失
指主机运动件的机械摩擦、搅油及空气动力损失。
其中最大的摩擦损失就是活塞环面、活塞裙面及活塞销三部分的摩擦损失造成。该摩擦损失接近整体机械损失的一小半。
活塞的环面需要和缸套紧密连接状态下滑动，活塞环面与缸壁的相对滑动摩擦是最大的消耗摩擦源。
现在减少该处摩擦损失方法是减少活塞环的数目（三环减为两环）、减薄活塞环的厚度，减少活塞裙部的接触面积，增加裙部润滑等。
其他机械摩擦损失还有轴承的摩擦、配气机构的摩擦和齿轮、链、带传动损失等。
2）附件消耗损失
发动机运转时的辅助机构做功，如风冷、水冷、增压、调速、点火等需要的驱动功率等。这里就是整合附件减少消耗，并能和发动机进行联动，多功率可调整。
3）泵气损失
进排气冲程中，节流和摩擦造成的能量损失。改善措施是减少流动摩擦带来的能量损失。
提高发动机的压缩比
发动机的压缩比是指压缩前气缸内的最大容积与压缩后气缸内的最小容积的比值。
发动机的热效率是随压缩比的提高而提高的。
因为随着压缩比的增加，在气缸内的混合气体的温度/压力上升使得燃烧更加充分，可燃气体膨胀更大（做功更充分），化学能转驱动汽车的机械能更彻底，发动机的热效能也就更大了。
所以，同排量的发动机，如果压缩比高，那么肯定保障动力的同时就会更省油了。
但压缩比虽然是越高越好，但是却和燃料的辛烷值密切相关。
如果压缩比过高，辛烷值偏低，那么高压缩的燃气在未点火之前，就会因温度升高产生自燃现象，那么就很容易发生气缸爆燃现象，对发动机造成损害，严重甚至会发生金属敲击，破坏活塞，火花塞，对发动机内部构造产生永久性机械损坏。
这就是为什么有些车型需要加95号汽油，而有些车型只需要加92号汽油，就是因为越高的标号就代表着辛烷值越高（抗爆性越好），承受的压缩比越高。92号汽油就是要求研究法辛烷值不低于92号，95号汽油就是要求研究法辛烷值不低于95号。
之前写的一篇吉利的甲醇发动机，因为甲醇的比如甲醇的研究法辛烷值（RON）达112，马达法辛烷值（MON）为106。甲醇和汽油调和后的辛烷值也比较高。
醇电混动专用发动机的工作原理是什么？未来醇电混动会取代燃油混动吗？
燃气辛烷值高，意味着可以承受的压缩比高。
第4代帝豪醇电混动轿车搭载了吉利独创的四大节能技术。在硬件层面，全新一代1.8L醇电混动专用发动机赋予了汽车强大心脏，该发动机采用12.5高压缩比设计，搭配低摩擦技术，热效率达到41.5%，明显优于日系1.8L混动发动机。
所以，对于高辛烷值的燃油，可以采用高压缩比的设计，来提升燃油的经济性。
说到这里，实际又涉及到一个适配问题。
就是高压缩比的发动机能否加低标号油？
低压缩比的发动机能否加高标号油呢？
实际发动机和辛烷值是应该搭配的，低压缩比发动机使用高辛烷值汽油时，反而因为适配度不好，会导致动力不足（高辛烷值的汽油无法在这个压缩比下充分燃烧），体现在加速的时候缓慢（整体燃烧过程推迟），且油耗并不会偏低。如果厂家发动机的适配度低。还会造成低压缩比的发动机的一些配件，如缸垫、气门产生烧蚀，对发动机造成损伤。
高压缩比的发动机用低辛烷值汽油的时候，因为低辛烷值加高压缩比会导致爆燃现象。
在不该点燃的时候，低辛烷值汽油已经开始自燃，剧烈膨胀向下挤压活塞。而此时活塞还在按原计划上行压缩，两者力量相怼，使得气缸内的压力、温度急剧增加，导致末端未燃的混合气受到更强烈的热压缩，连锁反应导致更剧烈的不控制燃烧，甚至会对气缸内部产生十倍，乃至几十倍的正常燃烧的冲击力，从而损坏发动机。
这也是为什么汽车说明要用95的油，结果加油站不小心加了92的，就得赶紧处理，否则开一段时间，就可能要修发动机了。
（图片来源网络，侵删）
参考资料：
1、汽车节能技术与原理/刘玉梅主编 北京：机械工业出版社 2017.6
2、https://www.fx361.com/page/2020/0926/7212913.shtml
3、http://www.360doc.com/content/16/0805/15/31778043_581004214.shtml
来源：知乎 www.zhihu.com
作者：Will.liu
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为了在提高发动机性能同时并改善燃油经济性，汽车工程师们都做了哪些技术创新？