汽车发动机要怎么在提高动力的同时降低油耗?

从内燃机被发明以来,怎么提高内燃机的效率就一直是科学家们的重要课题。但是多年来内燃机的效率跟能耗总是此消彼长,它们似乎生来就是无法共赢的零和博弈关系。

拿汽车发动机来举例,传统的汽车发动机大多是奥拓循环四冲程发动机,无论有多少个气缸,每个气缸的工作使命都是一样的:进气、压缩、燃烧、排气,其中只有燃烧一个阶段是在做功的,所以虽然奥拓循环四冲程发动机动力强劲,但是能耗也严重;假如要提高效率,就只能在燃烧阶段下文章,实际上英国的一位叫阿特金森的工程师也确实这么干过,他所设计的阿特金森发动机,燃烧进程大于进气进程,然而这样做的代价就是动力下降……所以,奥拓循环四冲程和阿特金森发动机各有优劣,难分胜负。

既然让燃烧进程加长会带来动力的下降,那有没有别的办法让同样时间的燃烧进程效率变得更高呢?工程师和科学家们当然也考虑过这方面:既然燃烧进程的效率是由燃烧是否充分来决定的,那么增大燃料与空气的接触面积不就能解决这个问题了吗?为了达成这个目标,化油器、歧管喷射、燃油直喷等技术先后被发明出来,随着这些技术的普及,发动机的能耗变得更低,效率也变得更高了。可是城市的堵车现象变严重后,这些技术的缺点也开始浮现:低速行驶的时候对发动机的损耗更为严重,对燃料的利用也不太充分……所以,能耗和效率到底要如何平衡,还是一个难题。

但是,试想一下:如果有一台发动机能把以上的几种技术都应用在一起,那是不是就会比现有的发动机都有更高的效率,同时也能维持较低的能耗呢?戳开视频就知道了:

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