发动机40%热效率的大关已经破了两年，在丰田dynamic force系列发动机的启迪之下，高滚流设计已然成为了当下的主流思路。纵观今年的新机，基本上都采用了类似的高滚流+高压直喷+模拟可变压缩比的相似技术思路。自主品牌也频频出现热效率38%-40%的新机型，在不少技术指标上都已经可以匹敌世界一流水平。

为了进一步提高发动机热效率，提升发动机的压缩比始终是研发的核心。压缩比，也就是发动机排量+燃烧室容积与燃烧室容积的比值。提高发动机的压缩比可以提升发动机的热效率，这对提升动力和节油都有帮助。然而受制于技术限制，发动机的压缩比并不能一味提高。发动机早燃，爆振等问题始终制约着发动机压缩比的进一步提高。那么，发动机的下一步技术潮流，可能会是什么呢？

既然高压缩比难以长期维持，那么想办法做到可变压缩比自然就是一个解决方式。在发动机低负载时采用高压缩比策略提高效率。在高负载时采用低圧缩比策略，提高稳定性。

阿特金森循环或者米勒循环，这个词相信大家都已经听过很多次了。发动机进气气门采用更晚关闭的方式，让吸进来的空气再部分排出，从而达到模拟减少进气，减少发动机压缩消耗功的目的。

发动机向外做功时，发动机则正常开闭气门，这时发动机的膨胀比与预设相同。采用这种阿特金斯循环的方式可以实现模拟可变压缩比的效果。目前这一方案已经被广泛采用，但是可变压缩比的效果毕竟是通过可变气门模拟的，效果远不如物理可变压缩比。

目前量产并销售的物理可变压缩比发动机仅有日产的2.0T VC-Turbo发动机一台。通过在曲轴处增加一组连杆机构的方式，发动机活塞的上下止点的位置可以产生数毫米的移动，从而在不改变排量的情况下，改变燃烧室的容积，从而实现物理压缩比真实可变的目的。根据日产表示，这台发动机的压缩比可以在8-14变化。最大输出功率243马力，最大扭矩371牛米。从实际驾驶感受来看，这台发动机确实具有非常充沛的动力，并且平顺性出色。但是也可以感受到明显的动力迟滞问题，这也许是因为第一代产品，发动机在标定和压缩比变动时都偏向保守策略造成的。

另外，长城汽车也已经公布了自家物理可变压缩比发动机的专利，整体设计思路与日产相似，都采用了增加一套连杆的方式实现可变压缩比。作为发动机发展的一大趋势，日产的2.0T VC-Turbo发动机作为技术先行的首款发动机，虽然还有部分不足，已经给大家指明了很好的方向。

汽油与空气的混合方式不同，也能提高压缩比。汽油与空气的标准比例是14.7，但这个标准值在发动机上的运用实际并不多。尤其在发动机低负载时，工程师们总想尽办法加大空燃比，希望燃烧更少的汽油，稀薄燃烧的概念因此而生。稀薄燃烧实际上已经是被广泛研究的技术，而下一步则是更激进的超稀薄燃烧，空燃比超过30，迈向50，仅用极少量的燃油既可以驱动发动机运转。

相比于传统发动机接近理论空燃比的混合气，超稀薄混合气的空燃比可能会超过30，在这种情况下，发动机的缸内点火温度和燃烧温度会降低，减少发动机的热损失，自然提高了热效率。

实际上，当发动机的空燃比超过25之后，混合气就变得难以点燃了。为了实现应对这样的情况，分层燃烧的方式应运而生。采用多次喷油，或者优化整体进气道路的方式，使得混合气出现不同浓度的分层。点燃高浓度的混合气，燃烧火焰逐步向低浓度区域扩散，直至过量的空气将汽油燃烧完全，这便是采用分层实现稀薄燃烧的方式，目前已经有不少发动机采用类似技术。

如何更进一步提高空燃比实现超稀薄燃烧，则成了当下的一大发展趋势。既然混合气已经难以点燃，那为何不采用压燃的方式？以马自达为首的厂商就选择了火花塞控制压燃的道路。通过火花塞发射出的电火花，给气缸内的超稀薄混合气加温加压，突破超稀薄混合气压燃所需要的临界点，把整个气缸内的油气混合物给点燃。这种技术方案还有一种好处就是可以比较顺畅地实现压燃和点燃的切换。在普通空燃比的工况下，发动机可以使用普通混合气，此时的火花塞就直接起到了点燃的作用。

与马自达思路不同，还有本田、玛莎拉蒂等公司采用其他思路可以实现高压缩比和稀薄燃烧的方式，这便是刚刚兴起的双燃烧室方案。

发动机压缩比过高时，内部可燃汽可能会在气缸内部多个地方起燃，最终火焰相互碰撞形成爆振现象。既然高压缩比会产生爆振，马自达的思路是顺着爆振的路线，索性继续增加压缩比，走了类似柴油的压燃方式。但毕竟汽油和柴油并不相同，利用火花塞的控制还并不能舍去。

双燃烧室方案听起来更加传统，实际上实现方式更加可靠。在主燃烧室的前端设计一个小的副燃烧室。发动机运转时，现在副燃烧室内先喷油燃烧。由于副燃烧室的体积较小，燃烧火焰会快速喷射进入主燃烧室，引燃主燃烧室的混合气体。

在双燃烧室的作用之下，发动机一方面可以采用更稀的稀薄燃烧手段提高效率，这时候的副燃烧室更像一个大号的火花塞，传统火花塞无法点燃过稀薄的混合气，那就用副燃烧室的强劲火焰。同时也由于副燃烧室的火焰温度和压力都远高于火花塞，这也有助于提升主燃烧室的混合气速度，因此在发动机高负载工况时，采用了双燃烧室的发动机也会拥有更强的动力，同时也能降低发动机的涡轮迟滞。

当然，发动机前沿的技术并不止于前面提到的三个。包括可变涡轮、电动涡轮、电控气门、高压共轨直喷、均质燃烧以及混合动力系统在内，内燃机身上还有很多潜力以供挖掘。在2020年节点之下，汽油发动机热效率已经站上了41%，柴油机热效率更是突破了52%。目前已经有几家厂商展示过了汽油机热效率突破45%甚至50%的蓝图。在新能源全面替代内燃机之前，内燃机还有很长的发展道路可走。