汽车内燃机产生的废气是大气污染物以及温室气体的主要来源之一。随着人们对环境保护的愈发重视，新能源汽车开始不断占据传统燃油汽车的市场份额。
面对环境保护问题，世界主要汽车厂商除了不断开辟新能源汽车的生产线外，也不断优化传统内燃机的热效率。汽车的热效率越高，表明其消耗一定量汽油行驶的里程数越多。而在解决这一问题上，一级方程式赛车（F1）可谓指明了民用车未来的发展方向。
你可能会觉得奇怪，在赛道上高速行驶的赛车怎么还能和民用汽车扯上关系呢？那么请先了解一下传统燃油汽车引擎的工作方式。
汽油和空气的混合物进入气缸之中，火花塞产生火花将混合物引燃，燃烧产生的气体推动气缸内活塞做功，随后带动传动轴产生动力。
因此，为了提升引擎内的热效率，近十几年来无论赛车还是民用汽车，其研发方向都是——稀薄燃烧：即尽量把气缸内的混合气体弄得稀薄一些，再少喷一些汽油使其能够充分燃烧。但如果气缸内的混合气过于稀薄，想把它们充分点燃反倒更加不易。尤其是对于采用火花塞点燃混合气的传统的内燃机而言，其火花塞产生的火星本来就十分有限，而稀薄燃烧让它周围的可燃物更少了。
但如果把火星换成火把，事情就容易多了。
预燃烧技术便是F1赛车反哺民用车科技的经典案例之一，在F1赛车引擎中，将喷油嘴和火花塞安置在同一个预燃烧室中，大约3%的燃料进入预燃烧室，97%的燃料能量进入到主燃烧室中。首先火花塞充分引燃预燃烧室中的燃料，之后火焰通过预燃室底部的小孔冲进主燃烧室。预燃烧技术可以保证燃油的燃烧率基本达到100%。
在解决了汽油燃烧的问题之后，工程师们又把目光转向了提升引擎的热效率方面。
从本质上说，引擎是用来实现热功转换的机器，将化学能转化为机械能，从而驱动汽车。假设燃烧燃油产生的能量为100 %，那么有效转化为扭矩输出的占比就是热效率。
对于内燃机而言，其热效率不可能达到100 %，就好比我们烧开水时火焰除了加热开水，也加热了周围的空气和烧水的水壶，这种属于散热损失；而水烧开后，不断往外排出的蒸气又会造成排气损失；这两种损失也是内燃机的主要热量损失。目前民用车利用发动机产生的热能主要通过空调实现，暖风空调的热源就是来自于发动机的余热。
在解决热量损失方面，F1依然走在了科技的前沿。
传统的燃烧方式热效率大概只有30-40%，而预燃烧技术可以将热效率提高至40 %以上。而在F1赛场，2022年梅赛德斯-奔驰车队的W13赛车实现了高达51%的热效率。
F1赛车创纪录的热效率主要源于自身的能量回收系统（ERS），ERS主要包括两部分：一部分是动能回收系统（MGU-K），可以将刹车时的浪费的动能转化为电能，储存在电池中；另一部分是热能回收系统（MGU-H），可以将废气产生的热能转化为电能，储存在电池中。
由于现在的F1赛事对于每场比赛使用的燃油量有着近乎苛刻的限制，赛车在赛场上飞驰时，其动力只能来源于赛前加注的燃油和通过ERS产生的电能产生。因此各大车队势必还会继续加强研发，进一步提升引擎的热效率。
目前，ERS技术因为其高昂的成本仅应用于部分高端跑车车型，尚未在民用车辆中普及。不过，从悬架技术到涡轮增压再到联袂电机与汽油机各自优势的混合动力总成，一系列的车辆技术提升都是从赛车场上不断试错，才普遍应用于民用车的。我们有理由相信，在不远的未来，我们的汽车也会变得更快、更省、更环保。
梅奔W13
F1-法拉利
