你知道世界上最贵的汽车是多少钱吗？答案是1907年生产的劳斯莱斯银魅，一共生产了7874辆，据估计现在一辆银魅的收藏价值已经超过了15亿。银魅生产于100多年前，它搭载了7升排量的发动机，看起来动力很强大，但实际上它的输出功率只有36千瓦。现在我们的家用汽车排量虽然不到银魅的1/4，但是输出功率却是银魅的三倍多，你知道这是为什么吗？
在汽车行业里有很多专业术语，比如说气缸数、排量、扭矩、功率等。这些到底是什么意思？有些汽车采用了涡轮增压发动机这又有什么好处？为什么混动汽车比普通的燃油车更省油？即使你是一个20年的老司机，以上的问题也不见得都能说得清楚。咱们花点时间往下看就都知道了。
先说说燃油发动机的气缸。燃油发动机里有一个容纳油气混合物的腔叫做气缸，汽油就是在气缸里燃烧的。气缸的上方有一个进气口和一个排气口，下方有活塞，活塞下面连着连杆和曲轴。发动机的工作可以分为4个阶段，首先是吸气进气口打开，活塞向下运动把油气混合物吸进气缸里，然后进气口关闭活塞向上运动对油气混合物进行压缩。接着做功，火花塞点燃油气混合物推动活塞向下运动。最后是排气，出气口打开活塞向上运动气体排出。4个阶段循环进行，其中做功阶段汽油爆炸产生的冲击可以推动活塞，从而让汽车前进。这里面活塞运动一次所扫过的体积就叫做排量，也可以大约理解成每一次吸入油气混合物的体积。排量越大，一次吸入的油气混合物越多，汽车的功率一般就越大。
但是，如果只有一个气缸，那么曲轴转两圈只有半圈会获得动力，这样汽车的运行不够平稳且动力也不够强。所以，我们可以用4个气缸让它们交替运行，轮流做功，这时整个发动机的动力输出就又大又平稳了。当然了，如果你有钱还可以买6缸或者8缸的发动机。一些豪华车，比如说阿斯顿马丁还有12缸的发动机。气缸越多，排量也就越大，一般来讲动力也就越强劲，油耗自然也会越多。
谈到汽车的动力一般有两个指标——功率和扭矩。买车的时候，销售一般都会给我们介绍这个车的最大功率是多少，峰值扭矩又是多少，大家知道数大的厉害，可是你知道它们到底有什么区别吗？
先说说扭矩。初中我们学过杠杆，当我们转动一个扳手的时候，力越大，扳手越长，扭动的作用就越强大，这叫做力矩越大。同样发动机就好像一个扳手，它的动力乘以力臂就叫做发动机的扭矩，发动机的扭矩会经过变速箱和轮胎最终表现成汽车的驱动力。所以，峰值扭矩越大，一般来讲汽车的驱动力就越大。如果汽车质量一定，那么根据牛顿第二定律，汽车的加速度就越大，所以在提速的时候就会有很好的表现。平时说的推背感以及百公里加速时间，一般都是跟扭矩有关的。
那么功率又是什么？功率代表发动机做功的快慢。初中物理学过一个公式，P=FV，也就是功率等于驱动力乘以速度。对于同样的驱动力，最大功率越大，就意味着能够达到的最大速度越高。所以我们通常说最大功率决定了汽车的最高时速。
总结一下，笼统来讲，扭矩决定了汽车的瞬时加速能力，而功率决定了汽车的最高时速。但实际上扭矩和功率之间是有关系的，汽车的功率就等于发动机的转速乘以扭矩。转速就是发动机曲轴在一分钟内转的圈数，也就是说功率一定的时候，如果发动机在低速转动，那么扭矩就比较大，而高速转动的时候扭矩就会比较小。在功率一定的情况下，有些车需要降低转速增大扭矩，比如拖拉机负载比较重，但是对速度要求没有那么高，所以会调到低转速大扭矩的状态。而轻型的小汽车在高速运行的时候，一般都处于高转速低扭矩的状态，跑起来比较轻快。
说到这我们讲了汽车发动机的气缸和排量，一般来讲排量越大汽车动力越强，消耗的燃油越多，而汽车的动力又可以用功率和扭矩来衡量，功率代表汽车最高时速，扭矩代表瞬时加速性能，下次去4s店选车的时候是不是会显得更专业了。
那么是不是排量越大的汽车动力一定越强，燃油消耗也一定越高？还真不一定。现在1.5T排量的发动机动力却会比100年前7升排量的发动机强3倍多，这又是怎么回事？我们得谈一谈T是什么。T称为涡轮增压。汽油机工作的时候，大量的能量都通过废气、机械损耗等原因消耗了，只有一部分能够转化成汽车的动能，转化的比例就叫做发动机的效率。那么我们能不能把浪费的能量利用起来提高燃油的利用率呢？飞机的发动机上有一种增压技术，因为在高空空气稀薄，所以发动机吸气的时候没有办法获得足够的空气，因此要把进气口的空气先进行压缩，然后再吸进气缸燃烧。而汽车在地面上跑空气充足，采用自然吸气依靠大气压把油气混合物压进气缸就够了。可是这种方式的弊端在于进入气缸的空气有限，而燃烧后排出的气体温度依然很高，此时这些气体就被当作废气排出，浪费了很多能量。于是人们想了一个办法，让从排气口出来的高温废气进入一个涡轮，依靠废气的力量推动主动涡轮叶片，然后再把废气排出，相当于把废弃的一部分能量交还给涡轮了。主动涡轮叶片转动之后，会带动进气口的从动涡轮叶片转动从而为进气口的空气增压，以加大进气量。这样一来在同等气缸排量的前提下，进来的空气更多，让汽油的燃烧更充分，获得更多的动力输出，这就是涡轮增压技术。随着涡轮增压技术的出现，小排量的汽车依然能够获得和大排量汽车一样的动力输出，提高了发动机的扭矩、功率和燃油的经济性。
除了涡轮增压，还有提高燃油经济性的方法吗？在1860年第一台内燃机诞生的时候，发动机的效率只有4.5%。而到了1876年奥托发明了四冲程的煤气内燃机把热效率提高到了14%，我们刚才所讲的发动机原理就是奥托循环。再到1883年，戴姆勒和迈巴赫联手造出了世界上第一台立式四冲程汽油机，热效率达到了20%。到上个世纪中后期大排量发动机随处可见，燃油效率不被重视，有些发动机的百公里油耗达到了22升。随着汽油价格的暴涨，人们一直在思索节约燃油的方法，比如人们把最初的奥托循环进行了改进，出现了阿特金森循环和米勒循环发动机。
阿特金森循环早在1882年由英国工程师詹姆斯阿特金森发明出来。它在高速的时候转动效率比奥托循环更高，但是低速时阿特金森循环效率比较低，扭矩也比较差，所以一直没有得到应用。直到1997年混合动力汽车的开山鼻祖——丰田普瑞斯出现，它可以在低转速的时候使用电动机来驱动汽车，高转速的时候再使用燃油机，解决了阿特金森循环的短板，这才让这种发动机真正进入了市场。
米勒循环则是在1940年代由美国工程师罗尔夫米勒发明的，它是对奥托循环的改进，最早用在1990年代的马自达汽车上，这些省油的发动机最早都用在了日本车。现在汽车的燃油发动机效率已经达到了30%以上，甚至有的逼近40%。当然了这只是在最合适的扭矩和转速的情况下，发动机的热效率图像更像是一个等高线，要想让发动机保持最大的输出效率需要尽量让发动机保持合适的转速，对于一个老司机可以通过手动挡汽车精巧的切换档位来实现这一点，让平均油耗低于自动挡汽车。但是如果想从40%向上继续提高发动机的效率，单纯依靠燃油发动机就无能为力了，40%基本上已经达到燃油发动机的天花板。但是新能源汽车的出现为发动机效率的提升开辟了一条新的道路。
电动机的效率可以达到90%以上。如果在一台车上安装一台燃油发动机和一台电动机，低速时燃油发动机没有办法获得高效率就用电动机来驱动，高速的时候需要获得比较大的功率，或者在加速超车时需要获得瞬时的高扭矩，就用燃油发动机，这样就能发挥二者的优势，这就是混动汽车。混动汽车既有烧油的内燃机，又有用电的电动机。一般来讲，混动车兼具燃油车和电动车的优点，燃油车功率大没有里程焦虑，而电动车驾驶体验好、加速快以及更加节能。但是两台发动机具体怎么驱动同一台汽车的前进，此时又有很多的技术路线选择。
我们在上中学时学过电路，还记得灯泡之间的串联并联和混联吗？混合动力汽车的动力系统也可以分为这三类。串联模式的增程式混动车，就是燃油发动机驱动发电机，然后发电机再去带动电动机，电动机再用来驱动汽车前进，其中的汽车电池起到了调节电能的作用。汽车低速行驶的时候，发电机发出的电多而电动机需要的电少，发电机就把一部分电能储存在电池里。汽车猛加速时发动机发的电少，而电动机需要的电多，电池就会向电动机提供额外的电能。也许有人觉得奇怪，明明可以直接用燃油发动机来驱动汽车，干嘛非要在发电机电动机这里折腾一圈，这不是白白浪费了能量吗？其实通过这么一折腾，能够保证无论是低速行驶还是临时停车，发动机一直都处于高效率的扭矩和转速下，所以就能够提高燃油的利用率，增程式汽车的典型代表是理想ONE。
第二种是并联模式的混动汽车，燃油发动机和电动机地位相同，动力都可以输出给汽车。除了燃油经济性，这种方式可以带来比较大的汽车功率。假如燃油发动机的功率是100千瓦，而电动机的功率是80千瓦，那么整个汽车能够达到的最大输出功率就是180千瓦，起步的加速性能也会比较好。这种方式的主要麻烦在于技术比较复杂，需要通过一套比较复杂的离合器和变速器系统将两个动力混合起来，比较典型的代表是长安汽车的蓝鲸iDD混动系统。
串联更省油，并联功率大，要是把它们结合起来就是串并联结合的混动汽车。这种车至少需要一台燃油发动机和两台电动机，你可以理解成一台增程式系统又并联了一台电动机，汽油发动机和两台电动机的动力可以随意的混合。比如汽车刚起步的时候可以利用并联的电动机来驱动汽车，低速的时候电动机扭矩大、噪音小，这就是纯电模式。当汽车超车的时候，司机深踩油门踏板，燃油发动机和并联电动机一起输出动力驱动汽车，这就是并联模式。如果要爬坡超车那就需要更大的功率，这个时候两台电动机和内燃机火力全开，这就是全功率模式。如果汽车平稳的在高速上行驶，就可以只用内燃机来带动汽车了，这就是直驱模式等等。这种模式的混动系统，代表车型是吉利的星越L雷神汽车。
由于电动机效率远高于燃油发动机，许多车还有动能回收系统，可以把刹车的一部分能量回收起来，所以当年丰田普瑞斯出现的时候，不充电只加油，而油耗却可以低到3.2L/100km，许多人都惊呆了连呼不可能，说这样是违反能量守恒定律。看起来那时候大众对于混合动力汽车还是有一些误解的。
由于节能环保的原因，电动车一定是未来汽车的发展方向，但是在电池技术还有待提高充电桩并没有那么普及的现在，混合动力汽车是很好的过渡车型。现在的电动车市场群雄并起，各家都有各家的独门绝技，不知道20年之后回头再看，到底谁才能问鼎华山之巅。