一、普通的汽油發動機在什麼情況下運轉最節能省油
我們平常說開車油耗都是按照每百公里多少油來衡量的。但事實上，同一輛車因為每個人開車方式的不同其油耗也必然不同。因此要討論汽車油耗，最好是撇開人為因素，從發動機本身的工作效率講起。本文就是闡述發動機的轉速和負載兩個因素對油耗的影響，進而推出省油的原因。
簡單結論：發動機的工作效率由負載和轉速決定，且負載的影響更大。在不拖檔前提下，高檔低轉速大油門情況下因為負載最高，因此發動機工作最有效率。
重點概念“每功率油耗（英文為BSFC）”，它等於發動機總油耗 / 發動機輸出功率。我們可以把功率看成能量，那麼平均每單位能量消耗的汽油越少，自然就說明發動機越有效率了。比如有兩臺發動機，同樣讓它輸出100千瓦的功率，第一臺耗油100克，第二臺耗油80克，那麼顯然是第二臺發動機更有效率，只用較少的油就可以輸出同樣的功率。
這是一張發動機在100%負荷下的功率/扭矩/每功率油耗圖。圖中橫軸表示發動機轉速，紅線表示功率，綠線表示扭矩，第三條紫色的曲線是發動機每功率油耗。
從圖中看到當發動機在1000轉時候平均每功率油耗為280，然後逐漸降低到2500轉時候的最低值270；之後再逐漸上升至6000轉時候的350。因此，在100%負荷情況下，這臺發動機最有效率的轉速是2500轉。
結論就是，起初每功率油耗隨著發動機轉速的提高而降低，而後隨著轉速的提高而增加。
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我們平時開車時候，發動機的每功率油耗是遠遠沒有達到最佳狀態的，甚至可以說，大部分時間是在最差狀態。
上面的例子是發動機在2500轉滿負載時最省油，大概也就是對應著我們開車大概在90-110公里的速度巡航的時候是最省的，因為我們開車是不可能達到這個狀態，在市區更是差的離譜。
二、為什麼油電混動汽車省油節能。
工程師們通過對油電雙系統以及傳動系統的調教，使汽油發動機絕大部分時間都工作在最佳的狀態。
這是普瑞斯發動機的測試圖，橫軸代表轉速，縱軸代表扭矩，紅線代表發動機每秒的輸出功率和對應輸出扭矩，等高線表示相同的每功率油耗。
普通汽車發動機如果一直處於最佳狀態則導致扭矩輸出不足，而混動車則是利用兩套電機組成的電動系統，來補足其他狀態下的動力不足情況。
這是普瑞斯的E-cvt變速箱。
這個動力系統的原理就是，通過最中間的太陽輪帶動電機發電，電力儲存再傳輸到2號電機帶動最大的齒輪進行扭矩輸出。
也就是說油電混動車在加速時主要是靠電機來驅動，到了最省油的均速巡航時主要就靠汽油機來驅動，並且能夠回收剎車的能量儲存下來給電機驅動汽車。
因為汽油機主要工作在最佳的省油狀態，所以混動車是切實做到了節能減排的。
三、為什麼渦輪車是假節能。
先來一張大眾1.4T發動機的工作效率圖吧
橫軸轉速，縱軸扭矩，紅線為功率扭矩秒輸出，等高線是功率油耗比，100%最佳為發動機最優工作點，此時轉速2800，負載80%。 我們還可以從圖中發現轉速的提高減少對發動機效率的提升並沒有太大幫助，而負載也就是扭矩的提高卻大大提升效率。圖中A點3600轉負載35%，B點2200轉負載60%，效率只差達到20%。
也就是說渦輪機並沒有改變汽油發動機的工作原理，只不過將最省油的狀態區提前了，大概是均速發動機轉速1700轉-2200轉是最省油的區間，也就是渦輪剛剛介入的時候。
那麼渦輪車為什麼會省油呢？
因為渦輪車是採用同級別小排量發動機，在最省油的區間運作，就是咱們說的高速巡航，發動機在1700-2200轉時，1.4T的渦輪機的動力輸出和油耗水平幾乎等於1.4普通自然吸氣發動機的水平，而同級別大排量車相比油耗較高。
也就是說渦輪車只有在最省油的狀態巡航時，要比同級別大排量車省油。
在低效率區間運作時，比如說市區，由於小排量渦輪車要達到同車型大排量車的功率扭矩輸出，則需要更多的燃料，因為發動機要帶動渦輪做功損失能量，並且小排量車的功率損失比大排量車要多。
因為大排量汽車發動機做一次循環等於小排量做1.5次甚至更多，由此導致的機械摩擦、熱量損失等等。
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在此引用幾個網友的話
@動力阿劍
1、渦輪不能提高汽油機的（最高）熱效率，但渦輪增壓可能降低整車油耗。
活塞平均有效壓力很低時，汽油機的熱效率也很低。渦輪增壓，發動機排量小，工作時的活塞平均有效壓力上升，所以，汽油機在低熱效率的區域內工作的時間減少，綜合熱效率可能高一點。
但排氣背壓上升、機械損失增加、壓縮比降低等，把優勢吃掉了一多半。
增壓後（同扭矩）燃燒室表面積減小，散熱面積小，熱損失可以小點。但這不是優勢，而是問題：熱損失是小了，但燃燒室得不到有效冷卻（導致爆震、相關零件燒蝕等），所以，還得配套更強大的冷卻系統。
2、為提高壓縮比和加快油門響應速度，渦輪增壓都配套GDI（缸內直噴）。但GDI產生PM2.5，燃燒完全，比不上PFI（PFI是Port Fuel Injection 的單詞縮寫，即進氣道噴射。PFI發動機就是採用進氣道噴射分層燃燒技術的發動機。目前，這種發動機在日本的本田、三菱、馬自達等都有在應用。）。
3、進氣冷卻，增加了進氣阻力，目的一是增加進氣密度（次要），二是降爆震（主要）。
@stefan2
由於渦輪增壓會增加空氣壓力的同時會加高空氣溫度，減少空氣密度，為保證實際氧氣量不減少，需要對空氣降溫。
壓縮進氣的壓力假如不可控，會導致發動機異常燃爆。為避免出現安全隱患，常常需要降低壓縮比！------（也就是相對增加油耗）
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四、為什麼渦輪車工信部發布的工況油耗較低
目前工信部公佈的汽車燃料消耗量數據是按國家標準GB/T 19233-2008《輕型汽車燃料消耗量試驗方法》，在20-30攝氏度的實驗室內，通過冷機啟動、加速、穩定車速、減速和怠速的測試，完成四個市區工況循環和一個市郊工況循環，得出油耗數據。工信部油耗測試過於簡單，時間短，測試的速度也相對單一。
事實上，目前國內使用的歐洲模擬工況與國內普遍行駛習慣並不一致。例如，歐洲模擬工況中，市區行駛佔31%，市郊行駛佔69%，但相關的的調查數據顯示，我國的該數據接近市區70%，市郊30%.這也致使真實的油耗只會高於工信部油耗標識，這意味著測試方法仍是偏“理論”的，與現實油耗存在著明顯的差距。而美國EPA的油耗檢測則更為全面。還要進行高速/加速、空調和低溫三種工況的測試。並且，EPA的高速工況測試並非等速模擬，而是多為變速行駛。
所以美國的渦輪車油耗測試數據表示其並不比同級別自然吸氣低。
再者輕型汽車燃料消耗量通告發布的所有數據都是由生產企業（包括國內汽車生產企業和進口汽車經銷商）提供。也就是說，工信部公佈的油耗數據，並非由其下屬的機構試驗得出，生產企業提供數據，只是所有廠商都必須按照工信部制定的方法進行測量。此外，試驗的用車，仍是由廠家提供。這些樣品車是否經過廠家的極限調教，為通過油耗測試而製造的產品。在該車型大批量產後，是否在油耗方面也保持著試驗車的水平。
各廠家的宣傳資料中總會出現高效動力、黃金組合等字眼，技術革新總是被低油耗所綁架，成為廠家的宣傳噱頭，甚至一些廠家存在嚴重的誇大成分。
廠家在宣稱理論油耗上的“討巧”做法，在一定程度上也使理論油耗看上去非常低，甚至可能誤導消費者。更多情況下廠家以“測試數據僅供參考”、“個人駕駛習慣不同”等藉口敷衍了事
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