對車壇趨勢關心的網友，肯定注意到近年車廠推出的新世代引擎，有一個非常顯著的轉變潮流，那就是以往主要由歐日車廠較著重發展的小排氣量引擎，在全球油價高漲與環保意識抬頭下，逐漸成為全球各車廠的新世代動力研發顯學，甚至連對大排氣量引擎情有獨鍾的美系車廠，也開始加入小排氣量引擎的開發陣容。
同時，小排氣量引擎的興盛也牽動引擎排氣量與缸數的逐步縮減，尤其是主流小排氣量引擎的基準線，逐步由以往 1.5-1.8 升級距，縮減至 1.2-1.4 升級距，甚至多款 1.0 升以內的更低排氣量引擎，也陸續被車廠開發出來，擔綱品牌主力引擎家族，而引擎缸數也由以往常見的 4 缸配置，出現 3 缸甚至雙缸的低缸數設計。這篇科技趨勢專題，就由近幾年重點小排氣量引擎產品的演進，來觀察車壇當前最夯的 Downsize 小排氣量引擎趨勢。
引擎排量與油耗成正比，縮排量降油耗成主流
要理解全球車壇，在面對更嚴苛的排放污染規範與油耗標準時，不約而同地多採用降低引擎排量的 Downsize 策略，就得先談引擎排氣量，以及排量與油耗的正比關係。首先，排氣量是指引擎運作時，所排出的氣體容積，而若細分的話，將汽缸的面積乘以衝程，即可得到汽缸排氣量，再將汽缸排氣量乘以汽缸數量，即可得到引擎排氣量。
而內燃機運轉所需的能量，即來自石化燃料與空氣混和後燃燒，而更多的汽缸數與引擎排氣量，則需要耗損更多的能量來運轉，因此，若排除車輛、駕駛與路況的各別差異，在內燃機的先天基礎上，引擎排氣量與油耗是成正比，反之，縮減排量就能降低引擎的耗油量。
因此，在車廠追求降低油耗的目標上，縮減引擎排量以達到降油耗，就成為不約而同的發展主軸。當然，不僅僅只有單純降低油耗的考量，在提升燃燒效率與追求更高的輸出性能時，包括引擎輕量化技術、缸內直噴、渦輪增壓技術、可變氣門正時科技、電子液壓可變進氣系統、Start/Stop 怠速熄火系統甚至可變汽缸管理技術等等，也被廣泛運用上小排氣量引擎，以達到新世代小排氣量引擎，能在節能、排放與性能兼備的均衡表現。
小排氣量引擎其來已久
其實，就全球車壇來看，小排氣量引擎並非是現今才突然問世的產物。事實上，1886 年由 Karl Benz 所打造，全球首輛 3 輪汽車並 揭開汽車歷史濫觴的 Benz patent motor car No.1，正是搭載 954 c.c.單汽缸 4 行程汽油引擎配置，所以，小排氣量引擎可說是汽車動力的源頭。但隨著引擎技術的精進、對動力性能更高的需求、對應更複雜的車體結構與重量，引擎排氣量與缸數設計便持續增長。
然而，小排氣量引擎仍然在部分地區與產品受到穩定的支持，尤其是日本境內推行許久，排氣量 660c.c.以下的微型車款 K car，或者是產品初始就定義為低排量都會迷你車，採用 999 c.c. 3 缸引擎的 Smart Fortwo，以及 998 cc 3 缸引擎的 Toyota Aygo、Peugeot 107 與 Citroën C1 孿生兄弟，甚至是 2009 年震撼全球車壇，採移植自摩托車 624 c.c.雙缸引擎設計的 Tata Nano 廉價小車等產品，都算是車壇低排氣量引擎的要角，但在新世代小排量引擎的定義上，若與縮減排量並取代舊款較大排量引擎的沿革本質，兩者仍有一定程度的差異。
因此，要定義掀起這波小排氣量引擎新風潮，並不是簡單的「復古」運動可以概括。而是在現代石化能源危機下，車廠必須對應更嚴苛的廢氣排放與燃油規範，因此，降低排量以提升節能環保，成為新世代小排氣量引擎興起的主因。
若由時間軸來看，可以簡單地做個劃分，新世代小排氣量引擎可以認定為近 5 年內，部分車廠有計劃地以縮減排氣量的新世代引擎族，更新品牌主力車系的動力系統。而最符合資格的新世代小排氣量引擎，則有 Volkswagen 1.4 TSI 引擎、Fiat MultiAir 電子液壓可變進氣系統與 TwinAir 雙缸渦輪增壓引擎，以及 Ford 集團力推的 1.0 EcoBoost 3 缸渦輪增壓引擎。
新世代小排氣量引擎唱名－Volkswagen 1.4 TSI
而就全球車壇近幾年來看，影響力最大與最具代表性的新世代小排氣量引擎，肯定是 Volkswagn 集團所屬的 1.4 TSI 引擎族，自 2006 年至 2010 年間，總共連續 5 年獲得國際引擎大賞的高度肯定。
名震車壇的 1.4 TSI 引擎，起源可追溯至 2005 年法蘭克福車展，以 5 代 Golf 為基礎推出的 Golf GT，是 1.4 TSI 引擎首度搭載在量產車型。這顆原廠代號 EA111 的 1.4 TSI 引擎，開發初衷以降低油耗與提升性能為出發點，並導入 Downsize 設計概念，同時導入引擎排氣量縮減、降低摩擦損失與引擎輕量化等工程，提高引擎工作效率，並在 FSI 缸內直噴技術上，再導入序列式排列機械增壓系統與渦輪增壓系統，成功在 1.4 升直列四缸的設定，創造出最大動力 170 匹與原廠平均油耗每公升可行駛 13.8 公里，在當時能較相同動力的自然進氣汽油引擎，節省約 10%的燃油使用。
Volkswagen 1.4 TSI 引擎約於 2006 至 2007 年陸續投入全球市場，並倚賴 Volkswagn 集團內傳動技術的高度共用性，順利讓 TSI 引擎科技廣泛移植 Volkwagen 品牌其他車系，甚至是集團內的 Audi、Škoda、Seat 與 Volkswagn 商旅等品牌，也陸續衍生出 1.2 TSI 更低排量版本，以及不同動力輸出與拿掉機械增壓系統的低階版本。
而隨著產品世代演進，Volkswagn 趁著 2012 年巴黎車展發表第 7 代 Golf 的機會，介紹車系引擎主力，原廠代號 EA211、可輸出 140 匹最大動力的新世代 1.4 TSI 引擎。在延續舊款 TSI 引擎的核心技術脈絡，新世代 TSI 引擎擁有單渦輪增壓技、單渦流與缸內直噴技術，更首度導入 ACT 主動式可變汽缸管理系統 (Active Cylinder Management) ，讓四缸引擎也能夠支援四缸運轉或雙缸運轉的可變汽缸節能技術。
ACT 主動式可變汽缸管理系統的技術原理，藉由在第 2 與第 3 汽缸進氣與排氣凸輪軸上方，設計兩組總共 4 個 Tooth System 電磁閥控制裝置，而 Tooth System 命名也貼切地傳達設計概念，每個電磁閥控制兩根猶如牙齒的金屬針柱，而凸輪軸則設計有相對硬的兩組螺紋軌道，在正常運行模式下，凸輪軸旋轉頂壓開啟第 2 缸與 3 缸的進氣門與排氣門，若切換到第 2 與 3 汽缸停止運作模式時，電磁閥則會伸出左側針柱並運行凸輪軸上的軌道，讓凸輪軸產生橫向位移導致凸輪無法頂壓開啟進氣門與排氣門。
而要回復正常運行模式時，電磁閥則改伸出右側針柱並運行凸輪軸上的另一組軌道，讓凸輪軸再度橫向回歸正常位置，當然，進排氣凸輪軸有預留獨特的橫向彈性伸縮設計，讓 Tooth System 啟動第 2 與 3 汽缸休止時，橫向位移的凸輪軸不會影響第 1 與 4 汽缸正常運轉。
而根據原廠資料，透過 Tooth System 運作的 ACT 主動式可變汽缸管理系統，成功讓第 2 與 3 缸可於低速行駛時暫時停止氣門進排氣、供油與燃燒等動作，並搭配怠速熄火技術，創造每公升 20.8 公里亮麗平均油耗。可以預期地，Volkswaen 集團新世代 TSI 引擎，將會陸續推出衍生版本，並移植至集團其他品牌，持續擔綱集團的主力小排氣量引擎族。
新世代小排氣量引擎唱名－Fiat MultiAir 與 TwinAir 引擎
除了 Volkswagen 集團外，歐洲義大利車廠 Fiat 集團，也是近年開發小排氣量引擎的翹楚，先後以 1.4 升直列四缸 MultiAir 渦輪增壓引擎與 875 c.c.排量的 TwinAir 雙缸渦輪增壓引擎，風光拿下 2010 年與 2011 年國際引擎大賞殊榮，成為車壇矚目的焦點。
向來在引擎科技別有創新的 Fiat 集團，先後於 2009 年與 2010 年推出的 MultiAir 與 TwinAir 技術，可說是集團在小排氣量引擎科技的創新之作。2009 年 3 月發表的 1.4 升 MultiAir 直列四缸節能引擎，不僅僅是新世代引擎系列的誕生，MultiAir 更代表是關鍵的引擎節能新技術「MultiAir 電子液壓可變進氣系統」，其最大的創新之處，在於取消傳統的進氣凸輪軸設計，改為電子液壓控制的多段可變進氣系統，以提在對應各種轉速與動力需求時，引擎所需高燃燒效率的最佳進氣閥門動作。
MultiAir 電子液壓可變進氣系統的技術原理，是以一組電子液壓驅動進氣閥門設計直接取代傳統的進氣凸輪軸，MultiAir 系統將原有進氣凸輪軸的「凸輪」結構，巧妙移植至排氣凸輪軸上，讓排氣凸輪軸上的相異凸輪，各自扮演驅動排氣閥門與進氣閥門的動作，其中，負責進氣動作的凸輪，改經由驅動各汽缸獨立的液壓機構，並將液壓管路一分為二同時控制每缸雙進氣閥門的開闔動作。
而改變傳統凸輪軸的純機械結構後，電子式液壓控制進氣系統能主動作出精密的微調設定，讓進氣閥門在差異化的液壓推動幅度後，產生進氣門不同的開闔幅度與時間長短，進而達到因應引擎不同轉速域與動力輸出需求條件下，最佳化的進氣門設定。
當時發表 MultiAir 引擎技術的 Alfa Romeo 表示，導入 MultiAir 技術後可將引擎最大扭力輸出提升 10%，低轉速扭力值更能提升 15%，並在達到相同動力表現下，體機更小的 MultiAir 渦輪增壓引擎，將較傳統自然進氣引擎降低 25%的油耗，降低 HC 碳氫化合物與 CO 一氧化碳排放量達 40%，NOx 氮氧化合物排放量更降低 60%，達到提升性能並兼顧節能表現。
MultiAir 技術的首搭量產車款，是 2009 年 9 月上市的 Alfa Romeo MiTo MultiAir，以自然進氣與渦輪增壓兩種設定的 1.4 升直列四缸引擎，結合創新的 MultiAir 技術，提升引擎的節能表現。後續也推廣至 Alfa Romeo 與 Fiat 等品牌車款，甚至也藉由 Fiat 與 Chrysler 的結盟，將 MultiAir 技術移植給 Chrysler 車廠。
接著，Fiat 車廠更將小排量引擎的開發焦點，往下推移至雙缸引擎領域。於 2010 年 7 月發表搭載於 Fiat 500 車系，排氣量僅 875 c.c.TwinAir 雙缸渦輪增壓引擎，結合 MultiAir 電子液壓可變進氣系統、渦輪增壓技術與雙缸引擎等特點，可輸出 85 匹最大馬力與 14.8 公斤米最大動力，搭載於 Fiat 500 手排版本，市區油耗可達到每公升 24.4 公里，二氧化碳排放量也僅每公里 95 公克；若搭載 5 速 Dualogic 序列式變速箱版本（單離合器自手排設計），市區油耗更可壓低至每公升 25 公里，二氧化碳排放量也進一步降低至每公里 92 公克。
而在 500 車系採用 TwinAir 雙缸渦輪增壓引擎後，Fiat 也陸續讓 Fiat 旗下 Punto 與 Panda 等主力車系搭載，同集團的 Alfa Romeo MiTo 與 Lancia Ypsilon 等主力車系，也將 TwinAir 列為核心傳動科技，展現集團動力編成朝向低排氣量與少缸數的新趨勢。
新世代小排氣量引擎唱名－Ford 1.0 EcoBoost
而要說到小排氣量引擎的後起之秀，甫獲得「2012 年國際引擎大賞」與「年度最佳新引擎」雙料大獎肯定的 Ford 1.0 升 3 缸 EcoBoost 引擎，絕對是不二的首選。
以往，美系的 Ford 集團在引擎家族的開發，仍慣於大排氣量與自然進氣汽油引擎的設計，較小排氣量引擎的開發，主要以歐洲福特為主力，但在 Ford 近年推出的 One Ford 全球戰略架構下，Ford 積極統合集團資源、開發技術與產品編成，而 EcoBoost 新世代引擎科技也在此背景下，成為 Ford 重要的研發策略，當然，Downsize 低排量引擎也是 EcoBoost 的開發主軸，而 2011 年於德國法蘭克福車展正式首演的 1.0 升 3 缸 EcoBoost 引擎，更是其中的代表作。
這顆排氣量 999 c.c.的 1.0 升 3 缸引擎 ，搭載 Ford EcoBoost 科技核心的 Ti-VCT 雙獨立可變汽門正時控制技術、缸內直噴、渦輪增壓技術與低阻力活塞鍍膜設計，最大動力可輸出 125 匹與 17.3 公斤米，是當前 Ford 集團排氣量最低與缸數最少的引擎，比起先前 Ford Ka 迷你掀背搭載的 1.2 升 Duratec 直列四缸引擎更為 Downsize。
而這顆 1.0 升 3 缸 EcoBoost 自問世至今，已陸續搭載在 EcoSport 與 Focus 等車系，甚至國人熟悉的中大型房車 Mondeo 車系，Ford 也在新世代大改款車型規劃搭載 1.0 EcoBoost 3 缸引擎，徹底顛覆以往大車理應搭配大排氣量引擎的思維，此外，也可以預期地，Ford 將有更多車系搭載這顆小排氣量新世代 EcoBoost 引擎。
小排氣量引擎發展仍是現在式
即便已有 Volkswagen、Fiat 與 Ford 等車廠，推出多款新世代小排氣量引擎，但可以肯定的一點，是全球車壇新世代小排氣量引擎的發展，仍然是現在式。
譬如，法國 PSA Peugeot Citroën 集團旗下的 Peugeot 車廠，2012 年推出的全新 208 車系，主力搭載新開發的 1.0 與 1.2 升 VTi 3 缸汽油引擎家族，而美國 GM 車廠也與 PSA 集團在 2012 年底宣佈結盟開發小車，在引擎更將借重這組新世代 3 缸引擎家族，此舉也預告 GM 集團將積極跨入小排氣量引擎的陣線。
而在引擎科技擁有卓越名聲的日系車廠 Honda，於 2011 年東京車展所發佈的 Earth Dreams Technology 新世代傳動科技，也提到將在 1.3 至 1.5 升級距引擎，推出性能與效率更為精進的全新世代產品。因此，在可見的未來，新世代小排氣量引擎，將是各車廠展現傳動科技競爭力的一大焦點。
