汽車發動機的未來發展趨勢是怎樣的？

耳熟能詳的發動機「小型化」和「低速化」指的是什麼？渦輪增壓和機械增壓又有什麼區別？不同的發動機技術和機油有著怎樣的關係？

一、發動機小型化和低速化的意義

小型化指的是汽車工程師減小發動機排量或減少氣缸數量的舉措。低速化是指將變速箱和差速器等的傳動裝置與發動機相匹配，使發動機在既定的高速路工況下以每分鐘較低的轉速（RPM）運轉。目前，這兩項技術被廣泛應用於輕型汽油發動機中，用以提高燃油效率，同時減少尾氣和溫室氣體排放，並且已經取得了很大的成功。全球排放法規和不斷提高的燃油經濟性標準同時推動著工程師採取小型化和低速化的技術路線。小型化可以提升20%到30%的燃油效率，而降低轉速可以在此基礎上再度提升3%到7%。

二、 發動機的小型化

渦輪增壓和機械增壓等發動機進氣技術、進氣歧管噴射和汽缸直噴等燃油噴射技術、單氣缸多氣門設計、凸輪相位和計算機控制等，所有這些發動機技術都使得擁有更少氣缸數的更小型的發動機成為可能，而同時這類發動機能夠在提升燃油效率和降低排放的前提下，依然保持原有性能，甚至在多數情況下還能提供更好的性能。

1、技術原理

渦輪增壓和機械增壓都是增加發動機進氣氣流的方式，用於提升動力性能和燃油效率。總的來說，機械增壓器是由一個類似於動力轉向泵的輔助傳動皮帶所驅動的，而渦輪增壓器是由尾氣來推動的。這兩者其實都是空氣壓縮機，將增加的空氣壓力送入發動機，提供更多的助燃空氣。更多的空氣進入發動機也就意味著可以燃燒更多燃料，從而就能產生更多動力。裝上渦輪增壓器或機械增壓器后，尺寸更小、燃油效率更高的發動機就能在不有損動力和駕駛感受的情況下運作了。一般而言，機械增壓器的價格要低於渦輪增壓器，並且在整個汽車壽命周期內都能使用。而渦輪增壓器的效率更高，只是其機械構造更為複雜。

2、對機油的要求

在使用渦輪增壓發動機時，發動機油的挑選和換油周期是需要著重考慮的。渦輪增壓器中的關鍵軸承需要用發動機油進行潤滑，用發動機冷卻液進行冷卻。絕大多數設計都允許發動機冷卻液泵在熱停車后再持續工作幾分鐘，用來為渦輪護蓋降溫。由於渦輪是由發動機尾氣所驅動的，因此渦輪護蓋可能會變得紅熱。此外，由於機油都有其既成的流動路徑，因此在發動機關閉時，機油就會經由這些流道排空。如果沒有適當的冷卻和排空，軸承上的發動機油就會燃燒（焦化），變成焦油，阻塞機油的流道，從而導致渦輪出現災難性的故障。由於發動機油在正常運行中會流經渦輪護蓋和軸承，此時，油液會暴露在極高的溫度下，因此，遵守廠家對換油周期和機油品質的建議至關重要。

3、對燃油的要求

汽車發動機技術的快速發展，小排量大功率、渦輪增壓、缸內直噴、節能環保已是未來的發展趨勢，先進的發動機技術對燃油品質的要求將越來越高。高品質燃油膠質含量更少，燃油霧化效果更好，從而讓燃燒效率更高，更能充分發揮車輛原有的動力性能。反之，低品質的燃油會讓積碳產生得更快些，影響車輛的動力，甚至會造成發動機故障。

4、發動機馬力的提升

從1987年到2010年，發動機功率密度提升超過50%。功率密度是指每立方英寸排量的馬力。如今發動機的功率密度約為1.0。在20世紀60年代的「肌肉車」時代，一輛高性能的街車可達到每立方英寸1.0到1.2馬力。大眾汽車現在正在開發每立方英寸馬力高達2.0的發動機。這些高輸出功率的發動機就像當年的賽車發動機一樣：精密、複雜且承受著巨大壓力。

三、發動機的低速化

所謂的發動機低轉速化是通過選擇齒輪比，在一定的高速路工況速度下，用降低發動機轉速的方式來節省燃油。例如，如今，在高速擋、時速100公里的條件下，發動機的轉速在1700到1800轉已十分常見。降低轉速的一個潛在問題是對動力性能的影響。不過由於自動變速箱的電子控制系統可以在爬坡、加速或拖載重物時，快速、平穩地切換到低速檔，這樣就能保持動力性能不受影響了。如今，考慮到現代發動機和變速箱的電子控制的功能，降低轉速相關的擔憂也漸漸不再成為問題了。

發動機技術越來越先進、構造也越精細，自然，喝的「油」也得越好。好的機油、燃油能讓發動機效率得到更充分的發揮，除了更換好的機油，還要定期清洗燃油系統，這樣可以更好地發揮好車性能，「換機油 + 清積碳」已成為發動機科學保養的核心。