高油價時代來臨，汽油引擎好似得承擔一切的過錯，但此項最傳統且運用最廣泛的內燃機，目前也在效率提昇這點做努力，愈來愈省油卻能享受大馬力是各車廠努力的宗旨，柴油要取代其地位還要很久、很久。
近幾年汽車發展所面臨的問題，主要是因油價節節攀高與環保法規日趨嚴格，使各家車廠必須在動力開發上進行大規模的投資，這包括短期替代的油電混合、長程發展的燃料電池等等。另一方面，傳統的內燃機引擎由於已有近百年的歷史，短時間內仍有不可取代的地位，因此同樣是不斷進行著高效率與節能的進化。
在此之中，目前的趨勢雖為乘用車引擎逐漸向低燃費的柴油設計靠攏，但其實新一代的汽油引擎也愈來愈省油，唯一的不利點只在於油價略高而已。不過，如果把柴油車售價較貴這點計算進去的話，開汽油車的總開銷不見得會較高，故未來汽油引擎的市占率仍然會高於柴油。
既然汽油引擎依舊是未來市場上的主力，這次我們就來談談有哪些新技術讓它有更高的效能。首先汽油引擎的特性是高轉速大馬力，這意味著其具有速度上的優勢，因此高性能車一定得採用汽油動力，此外低轉速可產生大扭力的柴油引擎，在小型車上並無法突顯省油優勢，所以B-Segment以下的車種也是汽油引擎的擁護者。


新M3的V8缸體為矽鋁合金製且取消缸套，因此熱脹冷縮的現象已可減至最低。
材料革命
矽鋁技術帶來的低摩擦耗損與輕量化
近來汽油引擎的發展趨勢，可歸納為輕量化、可變系統、缸內直噴等三大技術的運用。談到輕量化，大家一定會馬上聯想到鋁合金缸體的普及化，鋁合金的優點除了是重量輕以外，散熱性佳也是特點之一。不過這裡所說的輕量化，主要是活塞、連桿、曲軸這些往復式機件使用鍛造品的減重措施，如此便能減輕運轉時的慣性阻力，使反應更直接且轉速更高，進而能發揮最大的輸出效能，新世代的V8高性能引擎便是拜高轉速所賜，因此平均都有100hp/L以上的優異容積效率。


1.要讓引擎的反應輕快且提高轉速上限，活塞、連桿、曲軸的輕量化具有關鍵性的影響。
在此有愈來愈多的高級車會在缸套融入矽鋁技術，強調的重點有低摩耗、高強度、恆溫性與輕量化（每缸可減輕約500克），目前火紅的C63、M3這些V8跑房車缸體更為低膨脹的全矽鋁合金製並廢止缸套，因此像前者的引擎淨重僅199公斤，對於車身的平衡也有極大助益。附帶一提的是，在沒有缸套的前提下，AMG 6.2是在缸壁施以TWAS的雙金屬絲弧形擴散覆蓋加工，M-Power則是鍍上一層矽晶材質，這樣不但能大幅減少摩擦阻力，強度亦為鑄鐵缸套的兩倍而達到F1等級的水準。
引擎的輕量化當然必須對每項構成零件斤斤計較，迴旋機構的減輕會反應在動力與油耗表現上，而整體的重量抑制則能使車體前後配重更佳，讓操控性有更上一層樓的演出，故講究者還會用上局部的鎂合金。最近由於前中置與座艙極大化的車身設計盛行，引擎除了要輕之外體積也得短小才行，這點並牽涉到本體的高度亦即重心位置。


引擎的小型與輕量化除了利於車身、底盤設計外，對於配重更有莫大助益。
一具引擎的大小牽涉到缸徑與行程的設計，多缸的高性能引擎通常會以短行程配置爭取高轉速和低重心的優勢，這樣一來也必須克服缸體長度的問題，因此像前述的無缸套矽鋁合金引擎，相對可使各缸間距更為緊湊。另一方面，搭載渦輪增壓必須使用缸套增加強度的R35 GT-R，這次亦在缸壁施行離子覆蓋法讓缸套厚度僅0.15mm，所以才能誕生「優化」前中置底盤。
事實上更輕、更小不只是汽油引擎的發展趨勢，目前連靠高壓燃爆的柴油引擎都朝向全鋁合金製邁進，且即便是鑄鐵本體皆衍生出CGI蠕墨工法，藉此薄化缸壁與提高耐用性，故材料技術絕對是引擎進化的關鍵之一。 
控制革命
缸內直噴搭配Piezo朝向全面稀薄燃燒

汽油引擎的出力愈來愈大但油耗更低的另一大功臣，當然是電子控制技術的日新月異使然。以引擎作功最重要的供油、點火來說，現在由於有序列噴射、獨立點火系統的助陣，各缸是在排氣門關、進氣門開的上死點前開始噴油然後立即燃爆，相對油氣可充分燃燒產生最大效益。最近一些高性能車還導入F1離子高壓線圈與監控CPU，使點火爆炸更快、更準確，故轉速、壓縮比連帶可進行更高設定，從而榨出驚人的馬力值。


F430 Scuderia採用F1離子高壓線圈與監控CPU，點火因此更快、更準確。
在此具備稀薄燃燒能力的缸內直噴亦漸漸成為主流，但一般的缸內直噴受限汽油含硫量與噴射特性，普遍都無法做到完全的稀薄燃燒，不過運用新一代柴油科技的二代直噴已有大幅改良。此主要是Piezo高壓震膜式噴油嘴的運用，相對噴油會變為混合、霧化效果更佳的傘狀型式，故不論是燃燒、熱效率都有長足進步，據說油耗比以前可減少10%外，動力也有更大的發揮。
汽油缸內直噴訴諸的稀薄燃燒特點，以往只能用在輕負載和低速狀態，所以多半還要搭配傳統的氣埠噴油嘴，但Piezo噴油嘴的厲害之處是，在高轉速與超過120km/h的高速下仍能以理想空燃比控制（14.6：1）。事實上第一代直噴的噴射壓力只有120bar左右，不過需要高壓作動的Piezo燃壓已達到200bar，附帶說明的是汽油在此壓力下將相當不安定而危險，故其高壓泵浦後方還連接有冷卻排散熱。


二代缸內直噴主要是換裝Piezo噴油嘴，噴射壓力並提高到200bar。
內含Actuator Valve、為特殊陶瓷合金製成的Piezo噴油嘴，反應時間只需要百萬分之一秒，因此噴射非常快速且定量一致。其作動上是在毫秒間發生電流脈衝使閥門向外開啟，露出一個幾微米寬的環狀缺口，相形可帶來等量的中空圓錐狀噴灑面，使每個動力衝程在抵達上死點前，都會送出精準的燃油和壓縮過的空氣完全混合，因此任何狀態下均能進行稀薄燃燒。
此外，缸內直噴的特性非常適合搭配高壓縮比或渦輪增壓設定，而且沒有冷卻不足的問題，唯一的要求是汽油辛烷值要有98無鉛的水準，所以燃料的消耗量雖然節省，但單位油價卻依然高額。最後，以往的缸內直噴引擎多半屬於經濟導向的設計，可是現今在高性能車上的比例已日漸增多，此便是與環保、油耗法規妥協的產物。


新RS6的V10雙渦輪引擎也搭配有缸內直噴，因此動力強悍外也能兼顧油耗。
可變革命
無段氣門開啟角動力無落差且減少阻力
汽油引擎在可變機構的運用上非常多樣，大家所熟知的有可變進氣歧管、吸排氣正時、揚程與排氣量等等，其他旁支細節還有汽油泵浦、消音器與渦輪葉片幾何，而M.Benz在去年IAA車展發表的Diesotto概念引擎，也是可變壓縮比的進一步實踐。在此可變歧管雖然發展已相當久遠，但其效用卻不容忽視，因為它能在搭配可變正時拉大重疊角時，增加不足的負壓提供充沛扭力，所以是扮演了提高運轉順暢度的角色。


可變氣門正時搭配揚程控制已日漸普遍，此舉可讓引擎的動力帶更為寬廣。
至於對出力特性有關鍵影響的可變正時、揚程，分類上前者是適度延長重疊時間而強化中低轉扭力，後者則為提高氣門開啟量來激發高轉馬力，而現在將兩者整合在一起的設計也日益增多，目的除了是帶來更大、更順的出力外，降低油耗亦成為訴求之一。
結合可變正時與揚程的引擎，近來針對省油控制是在輕負載狀態下大開節氣門，以後延進氣門的關閉正時或運用氣門揚程直接控制進氣量，相對吸氣阻力與進氣時間的遲滯就能減至最低，且活塞上下運動的效率亦不致損失，燃燒效益自然有進一步的提昇。基本上目前的可變揚程系統，最先進的當屬BMW Valvetronic與Infiniti的VVEL系統，此兩者均以馬達驅動控制軸與搖臂，讓凸輪軸挺舉量能隨時改變，這種無段設計也讓動力不會有所落差，未來應能漸成主流。


採馬達直接控制氣門開啟的Valvetronic，相對有更快、更順且適當的進氣量。
再談到可變排氣量這項設計，目前主要是運用在V型汽缸的排列組合，功能則為車輛在高速公路巡航、處於輕負載的低轉速狀態，僅以單排汽缸運轉達到省油目的，不過這只較常見於美規車型上，非大陸地形並不容易發揮效果。行文至此，大家應能瞭解可變機構裡最具效果的還是氣門正時、揚程的變化，且其不僅對小排氣量的NA引擎有極大幫助，最近在渦輪、高性能V8等動力源都能見到它的蹤影。


911 Turbo因搭配VarioCam Plus之故，全轉速域都能展現強勁動能。
以渦輪引擎來說，可變氣門正時能有效減輕遲滯現象，揚程變化則能在高轉速強化過給壓力，高性能V8要有每公升突破100匹的實力更少不了它。再舉個例子是以往跑車引擎必備的多喉直噴，現在只剩下M-Power還堅持這項傳統，此獨立節氣門設計的沒落，就在於可變氣門正時、揚程已能徹底提昇肺活量，同時不會有顧此失彼的動力落差現象。
增壓革命
可變葉片幾何渦輪帶來全轉速域高額扭力
有了眾多科技的加持，新一代的汽油引擎多能在中低轉速提供充沛扭力，如此不但使起步加速反應快捷，由於不用經常大腳油門拉高轉速，日常行車的省油性也能兼顧。針對扭力的要求，目前的引擎設計大致朝NA多缸化與小排氣量搭配增壓兩大方向發展，其中後者的運用更是日益廣泛，最近其突破則是柴油車常見的VTG排氣葉片可變幾何導流，成功運用在997 Turbo身上。


可變葉片幾何渦輪的最大貢獻，就是隨時能保有最大增壓值。
VTG的優點是隨時湧現最大增壓，因此不但沒有遲滯的問題，廣泛的動力帶更是帶來暢快無比的加速性，997 Turbo的63.2kgm峰值扭力能在極低的1950轉出現，並一直維持到5000轉不墜即為VTG的貢獻。在此汽油引擎需要克服的問題是，其使用VTG時排氣溫度會上升到1000度，因此Porsche是和Borg Warner Turbo System（KKK）合作，運用Space Technology開發出耐高溫的Turbine材質，達成汽油引擎結合可變渦輪量產化的首例。


將渦輪與頭段一體化的用意並非節省成本，主要還是為了提昇熱效率。
此外，最近的汽油引擎用渦輪本體，已出現可承受1000度排溫的技術，多數市售車也將Turbine、頭段採一體化超耐鋼材來維持高度熱效率，相信繼997 Turbo之後會有愈來愈多的Turbo車使用VTG設計，剩下就在於引擎強度與電腦控制的應對了。附帶一提的是，在第三代共軌直噴的六缸柴油引擎上，運用大小串聯雙渦輪架構的X5 3.0Sd，最大出力可達到286hp/59.1kgm之譜，而2000bar的四代共軌直噴之於2.0四缸引擎，未來的趨勢亦為搭配序列雙渦輪，標定馬力、扭力水準是204hp/40.0kgm，不難想見柴油動力的進步緊追在汽油之後，但兩者的技術面卻相通且環環相扣。
再者，VW的TSI雙增壓引擎也是讓人欣賞的設計，其作動上是以Supercharge讓低轉速產生大扭力，高轉速則切換Turbo提昇馬力輸出，所以全轉速域都能提供高額出力且有低油耗表現。不過，這種互補式的強制進氣雖然立意極佳，但過高的成本未來並不會成為主流。


小排氣量的渦輪引擎最近流行雙渦捲式樣，目的是強化低轉速反應。
最後，要讓引擎的動力有效發揮且兼具省油性，變速箱也必須有對等的進化，所以可離合鎖定的手自排、雙離合的自手排都應運而生，加上六速、七速、八速配置帶來的綿密齒比，相對加速亦更敏銳卻有理想油耗表現。而柴油引擎同樣需要這些先進的變速箱加持，畢竟其動力帶較短，想換得高速度非多檔位不可，故選擇新車時請大家把引擎、變速箱規格視為一體，才能挑到真正滿意的座駕！