这几年看混动新车的宣传广告，发动机热效率的数字一直在往上蹿，从早几年的41%、43%，一路报到了46%往上，可要是翻开参数表去仔细看，不少新出的混动发动机，只看账面上的最大功率和扭矩，反而比同排量的纯燃油机还低。 早在2018年丰田推出2.0L Dynamic Force发动机时，这种分化就已经摆在明面上了。同样是1986cc排量，常规燃油版最大功率126 kW、最大扭矩205 N·m，几何压缩比13:1，峰值热效率40%，而混动版最大功率降到了107 kW、扭矩180 N·m，几何压缩比提高到14:1，峰值热效率做到41%。 图注：丰田2018官方发布的2.0L Dynamic Force 原因也不复杂，纯燃油车只有发动机一个动力源，从怠速起步、市区跟车到高速超车，所有转速和负荷都需要自己顾上。到了混动车上，起步和市区慢行本来就是内燃机最费油的区间，完全可以让电机先上。比如本田e:HEV就能在起步和市区行驶时由电池供电、电机驱车，发动机可以不点火；急加速时电池还能出力帮一把。 既然起步和加速的瞬时出力有了电机分担，发动机在保证整车动力够用之余，就不必再去拼那个最高功率点，可以把重心放在省油上。何况最大功率和最高热效率测的本来也不是同一个工况点。 图注：同年发布的transaxle 发动机的高热效率从哪里来 注意看前面丰田那两版参数，混动版的几何压缩比从13:1提高到了14:1。在气缸里，做功时燃气膨胀的越充分，燃料热量转化为机械功的比例就越高，但是如果把压缩冲程也按同样高的比例去压缩，混合气在压缩末期温度和压力过高，很容易引发爆震。 要绕开这个矛盾，现在普遍用的是配气式阿特金森或米勒循环，不用改活塞连杆的机械结构，只调整进气门关门的时间就行。拿进气门晚关来说，活塞到底部（下止点）开始往上走了，进气门还故意留着不关，把刚吸进气缸的一部分气体又推回进气道，等气门关上，压缩冲程已经过去一截了，但是到了点火做功的时候，燃气还是推着活塞走满整个做功冲程。 少压这一截，不仅不容易爆震，部分负荷时节气门也能开大些，顺带减少了进气节流损失。只是往回吐了一部分气，在自然吸气、其他条件接近的情况下，留在气缸里干活的气体少了，出力也会受影响。 纯燃油发动机用这套思路时，还需要兼顾大负荷下的进气量，比如奥迪A4 2.0 TFSI ultra在部分负荷靠进气门早关来缩短有效压缩，到了高负荷再调整气门正时、配合涡轮增压把进气量补足。反过来，自然吸气的混动专用发动机自身就有电机来搭把手，少掉的那点出力有电机顶上，工程师自然敢把这种省油的配气设定用的更彻底。 几何压缩比拉高之后，气缸胖瘦的比例也得跟着配合。按我们的直觉设想，同样转速下短行程的活塞往复速度更慢，高转性能机确实偏爱大缸径、短行程；可不少主打高热效率的家用汽油机反而走小缸径、长行程的路子，比如前面那台丰田2.0L发动机的缸径是80.5毫米、行程97.6毫米，行程比缸径长出两成多。 道理就在活塞推到顶（上止点）剩下的那点空间里： 单缸排量固定时，几何压缩比一拉高，上止点的燃烧室容积本来就很小；要是缸径再做大，燃烧室就会被压成扁薄的一层，热量更容易从缸盖和活塞顶这些壁面散掉，火焰往气缸边缘传播的路程也变长，末端混合气受热受压时间一久就更容易爆震。反过来把气缸做细长一点，上止点燃烧室更紧凑，配合高滚流气道，进气时更容易在缸内形成纵向翻滚的气流，让点火后的火焰烧得更快。 当然行程也不能无限制拉长，还需要顾及发动机高度、高转速下的活塞速度以及缸盖上布置气门的空间；只是混动发动机平时很少去拉高转，往长行程偏一点，热效率这笔账更划算。 气门正时和气缸几何只是其中两环，高热效率靠的是整机一块儿减损。比如比亚迪2021年在一篇SAE论文里介绍过DM-i专用的那台1.5L自然吸气发动机，有效热效率做到43%，除了把几何压缩比拉到15.5:1，并用上长行程、高滚流气道和阿特金森循环，还在另外两处省了功： 一是把一部分废气冷却后重新引回气缸（冷却EGR），压低燃烧温度，进一步压住爆震并减少进气泵气损失；二是把水泵这类附件改成电驱，按冷却需要调节转速，不必一直跟着发动机转速走。 图注：BYD欧洲SEAL U DM-i产品页技术卡Ultra-Efficient Xiaoyun Hybrid Engine 台架上的46%，离路上省油还隔着几道关 单看各家公布的数字，2023年东风报过45.18%，比亚迪DM-i报过46.06%，2025年吉利EM-i的1.5L发动机报到了46.5%。不同厂家的具体机型和测试条件未必一致，不能直接拿这些数值排座次；更值得留意的是这类效率算在哪一层、在实验室里又是怎么测出来的。 前面提到的“有效热效率”，算的是发动机曲轴真正输出的机械功占燃料热量的比例，进排气泵气损失和内部机械摩擦都已经扣掉了。
