T内燃机是一种倒退。这是蒸汽时代的遗留物。它的细节得到了改进，材料得到了改进，产量成倍增加，但其基本机制——活塞在气缸内上下移动——是在留声机或灯泡发明之前发明的。
内燃机是廉价、丰富能源时代的产物，也是一种严重的浪费。在四冲程汽油发动机中，最有可能出现在汽车、摩托艇甚至发电机中的发动机——活塞首先向下驱动，将空气吸入气缸。接下来，活塞向上冲程压缩空气；然后，火花点燃燃油-空气混合物，混合物爆炸，推动活塞向下。最后一次向上冲程将废混合物推出。在四个活塞冲程的循环中，今天的汽油发动机通常将储存在燃料中的14%到30%的能量转化为有用的功。其余的则以热量和摩擦的形式流失。
将发动机安装在汽车上会使废物变得复杂。水泵和空调压缩机等附件吸收能量，但不会促进向前运动。轮胎的滚动阻力浪费燃料，轴承和传动齿轮的摩擦也是如此。空气动力阻力迫使发动机努力工作，以保持稳定的公路速度。总而言之，你驾驶的汽车在路上行驶时会消耗大约20%的燃油能量。显然，这台消耗石油的温室气体机器早该被破坏了。难怪每一辆新的电动汽车，电池化学的突破，或者大规模生产燃料电池汽车的承诺听起来都像是内燃机的死亡宣言。
电动汽车似乎准备在棺材里钉上最后一颗钉子。由于很少有运动部件产生摩擦，电动机能更有效地将其消耗的96%的能量转化为有用的功。它们只释放很少的废热，如果通过替代能源供电，可以产生无排放的电力。此外，由电动机驱动的汽车具有明显的设计优势。其近乎平坦的扭矩曲线（磅-英尺与发动机转速的曲线图）意味着它不需要复杂的变速器，同时降低了成本并提高了效率。内燃机通常需要以每分钟几千转（rpm）的速度旋转以产生峰值扭矩，但电动发动机在轴转动时会产生最大扭矩。这就是为什么电动汽车和混合动力车在停车后能如此令人满意地迅速起步的原因。
由于所有这些原因，反对活塞发动机的理由是清楚的。它的日子似乎屈指可数了。但事实是，内燃不会很快消失。不要告诉埃隆·马斯克，但是热引擎(这是一个方便的绰号)可能至少在2050年之前都将统治道路。
内燃机的持续存在不能仅仅归咎于市场惯性或石油巨头的力量。它之所以经久不衰并占据主导地位，是因为它的适应性很强。微型动力庭院修剪机和链锯。巨大高效的模型驱动着推土机和货船。在汽车中，这种发动机可以配置为一个温和的汽油吸嘴或一个高速赛车装置。
它非常适合运输，因为它利用了一种极为轻便且能量密度极高的燃料。“液态碳氢化合物是液态金，”机械工程师、麻省理工学院孙在教授荣誉退休教授约翰·B·海伍德说。汽油发动机在几分钟内加油，然后可以行驶400到500英里。燃料也具有适应性：在上个世纪，随着道路的改善和汽车的加速，汽油被重新设计以帮助发动机提取能量。
简言之，汽油机的长寿命是古人类学家里克·波茨（Rick Potts）所谓的变异选择的结果：即在快速变化的环境中，只有多面手才能生存。波茨是史密森学会的人类起源专家，他认为早期的原始人之所以盛行是因为他们很灵活。我们的祖先在早更新世所面临的气候波动剧烈，温度、供水、食物来源、植被和竞争频繁变化。波茨说，他们之所以能在这次动荡中幸存下来，是因为他们是多面手。他们有着长长的胳膊和腿，可以爬上森林里的树，或者在大草原上行走数英里。有了大智若愚的头脑，他们可以想出如何适应不断变化的环境，并发明社会制度和技术来帮助他们应对。它们并不比其他生物更快、更强或更高效，它们的适应性更强。
活塞发动机看起来像是另一个通过适应性生存的例子。它造价低廉，符合各种燃料和物理布局的要求，并与冶金和污染控制的发展同步前进。不断的改进意味着今天的内燃机排放的污染比上世纪60年代的前辈少了99%。汽车制造商提醒我们，在空气质量差的地区，今天的发动机通过排气管排出的空气实际上比它们吸收的空气更清洁。今天，面对减少二氧化碳排放和控制能源使用的任务，最了解发动机的工程师、行业专家和投资者远没有放弃内燃机。事实上，他们正在增加投资。这项老技术还有很长的路要走。
F如今，电子战机器的发展与内燃机一样快。最早的版本是原始的工具，速度慢且不可靠。随着冶金学的进步和对燃烧过程的更好理解，技术进步随之而来。起动器从手摇曲柄到按钮式电器已经成熟；电火花塞保证了更稳定、更顺畅的操作。液体冷却的发明允许设计师从原油单缸设计到二十世纪中旬主导汽车工业的六缸和八缸动力房。最近，计算机引导的创新，如精确控制发动机中的燃油分配和改进的气门打开和关闭正时，使高功率输出与低速时平稳、均匀的性能相结合成为可能。
对内燃机的新需求主要集中在排放上，密歇根大学能源研究所的John M. DeCicco教授认为汽油发动机也会满足这些要求。DeCicco说：“就我们的眼睛所见，提高效率的机会很多，而这些机会总是会破坏替代方案。”。为了迎接这一新挑战，制造商正在对从燃烧室设计到变速箱参数，再到燃油和空气进入发动机心脏的方式等一切进行微调。
在市场上已经很常见的是涡轮增压器，汽缸熄火，直接燃油喷射和无级变速器。通用汽车(General Motors)四缸汽油发动机全球总工程师迈克•安德森(Mike Anderson)表示，通过使用更小的内径和更长的曲轴冲程来降低缸内的表面积与体积比，已经提高了每加仑汽油的行驶里程。用计算机建模改进燃烧室设计也是如此。
安德森还解释说，发动机的运行方式至关重要，因为每台内燃机都有其效率最佳点。他说：“我们想让效率之岛尽可能大。”。简单地控制摩擦也可以带来巨大的回报：将摩擦降低8%可以使油耗增加1%。通用汽车最新版本的2升涡轮增压发动机与上一代相比减少了16%的摩擦。
燃料供给也将发生变化。Thomas Apostolos，Ricardo，Inc.的总裁，Ricardo，Inc.是一家全球工程咨询公司的美国分公司，在发动机开发方面有近100年的历史记录，他预计将采用喷雾导向直接燃油喷射和稀薄分层充注，从而降低燃油与空气的比率，但是燃料正是集中在最需要的地方。
汽油发动机也可能即将与其亲兄弟柴油发动机相结合。在研发界，这段婚姻一直是讨论的话题。柴油机得益于无节流：它们通过改变燃油供给来控制发动机转速，而不是通过机械节气门限制进气，从而产生阻力和摩擦。由于柴油机是利用内部热量而不是火花开始燃烧的，因此它们通常具有非常高的压缩比——大量的“挤压”作用于气缸内的空气。这些高压从储存在燃料中的化学能中提取更多的功。梅赛德斯-奔驰美国公司（Mercedes-Benz USA）负责燃料、技术和监管事务的高级工程师比尔·沃布肯伯格（Bill Woebkenberg）表示，随着工程师们试验降低柴油发动机的压缩比以控制排放，并提高汽油机的压缩比，这两项技术已经相互接近。
一个很有前途的例子是均匀电荷压缩点火(HCCI)发动机。在这种混合发动机中，由于计算机建模和发动机控制的改进，发动机内部的热量点燃了气缸内均匀分布的空气和燃料的混合物。通用汽车研究人员表示，这款发动机的运行效率可以达到柴油发动机的80%，而成本仅为柴油发动机的50%。
HCCI发动机在保持平稳运行方面存在问题，所以目前的计划是建立一个单发动机两种运行模式。传统燃烧模式将用于硬加速，而HCCI模式将用于轻负荷，如高速公路巡航。根据Woebkenberg的说法，梅赛德斯已经在欧洲的应用中取得了成功。
甚至更激进的想法正在酝酿之中。布置内燃机机械布置的新方法有望大大提高效率。例如，密歇根州的EcoMotors International正在开发一种对置活塞,opposed-cylinder引擎每磅引擎重量能产生1马力。其他公司正在开发双压缩、双膨胀发动机，将工作分散到额外的气缸上，将压缩和动力循环分开。
T汽油机是一个快速移动的目标。事实上，具有讽刺意味的是，它的发展速度可能快于某些可能取代它的技术。DeCicco说，美国汽车的碳排放量有望以每年2.1%的速度下降，而发电厂的碳排放量预计以每年不到1%的速度下降。正是这些工厂，其中三分之二使用化石燃料，为电动汽车提供动力。事实上，忧心忡忡的科学家联盟在一份报告中指出，在严重依赖太阳能的美国各州，电池驱动的汽车与最好的汽油或混合动力汽车相比，并没有明显的温室效应优势燃煤发电.
就每英里二氧化碳排放量而言，即使是普通汽油发动机也可能很快接近其电动对手。阿波斯托洛斯在谈到里卡多时说：“我们没有从《星际迷航》中借来任何东西，而是开发了一个福特福克斯项目，二氧化碳排放量为每公里97克。”。“在2040年的时间框架内，我们将达到30克，这使内燃机与电动汽车具有竞争力。”当然还有成本：电池需要便宜10倍，并将其能量密度提高100倍，才能与汽油相匹配。例如，雪佛兰Volt插电式混合动力车配备了16千瓦时的电池，约占该车成本的8000美元。它储存的能量相当于一加仑汽油。“一个可扩展的商业案例是如此遥远，”DeCicco说。
这并不是说电力和氢气开发项目不值得，它们显然是值得的。但是，在与汽油发动机的战斗中，他们将不得不面对的不仅仅是一个杰出的表演者：他们将不得不战胜一只真正的工程变色龙。
诺曼·梅尔松是《汽车》杂志的编辑《纽约时报》。他的运输车队包括一辆普锐斯混合动力车（家族的第七辆普锐斯）、一辆1967年的卡马罗SS350、一辆使用广泛的沃尔沃旅行车和两辆摩托车。他曾是一名赛车手和有机农场主，他总是着迷于学习事物如何运作。
