内燃机废气的能量可否回收用来做功？

首先，针对其他涉及涡轮增压和EGR的答案，需要澄清两点：

涡轮增压本身并不能因吸收排气能量而达到节省燃油的效果
EGR只会增加而不能降低发动机油耗

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从认识了发动机排气中具有巨大的能量开始，全人类都在寻找回收排气能量的方法。

但是很遗憾，虽然发动机排气中含有的能量甚至达到发动机输出功率的1/2（相对于标准大气状态），但是任何试图回收这些能量的做法都会使得发动机排气压力增高，增加发动机的泵气损失，从而增加油耗。

教科书上一度说，涡轮增压能够吸收发动机的排气能量，因此节省燃油。没错，涡轮增压器确实吸收了排气中的能量，但是前提是，这些能量完全是因为涡轮增压器造成了排气系统中的阻力，导致排气不畅而“憋”出来的。涡轮增压本身并不能因吸收排气能量而达到节省燃油的效果（涡轮增压发动机较自然吸气发动机在一定程度上节油的原因是发动机小型化降低了摩擦损失）。原理如下：

一般自然吸气发动的排气背压（排气门后的压力）绝对压力大概不超过1.5个大气压，比1个大气压大出来的这0.5个bar会消耗在三元催化、管路和消声器当中。
涡轮增压器涡轮端靠气体膨胀做功来驱动压缩机，它的存在造成了涡轮增压发动机排气系统中的额外阻力。而且它的功率是非常大的（大约0.3倍发动机功率），也就是说它造成的阻力也非常大：全速全负荷绝对压力3.5个大气压以上——比自然吸气发动机高2bar。排气是要靠活塞驱动排出气缸的，排气背压越高，活塞在排气过程中消耗的功就越多。
所以涡轮增压不是以“废物利用”的方式来节省燃油消耗的。

另外有人提到EGR。EGR是通过降低缸内燃烧速度来降低NOx排放的一种手段，使用EGR，只会导致油耗上升，而不会下降。原理在于涡轮增压器需要在涡轮前放走本应做功的燃气，这些燃气在导入涡轮增压器压缩机后端后，又需要压缩机有足够的压力（能量）将其压入气缸（因为本身这部分气体是压力较高的），两项相加，油耗就增高了。

其实比较好的节油方式是在缸内让燃气尽可能膨胀做功，降低燃气排出时的能量。一种比较好的缸内处理方式是Miller Cycle米勒循环。相对于普通内燃机的Otto cycle或Diesel cycle，Miller cycle的压缩比小于膨胀比，一般用晚关节气门的方式实现，这样可以让燃气尽量膨胀，少带走能量。但是这样虽然油耗降低，但是动力会下降。所以一般只在部分负荷使用这种循环，全负荷还是用otto循环。关于Miller cycle的详细信息，可以百度或wiki。目前商品车型应用成功的据我所知只有Nissan的Micra，汽油机使用机械增压等技术，百公里循环油耗4.1L。在国内这车叫玛驰，但是是1.5L自然吸气发动机的。

另外，BOSCH正在开发真正的废气能量回收系统（其实不光bosch，很多家在开发类似的系统，bosch这种比较典型而已），原理类似于电厂循环。使用废气加热并气化工质（可能是水），使用涡轮机、罗茨膨胀机或者活塞膨胀机吸收蒸汽能量。结构见下图。这套系统相对于涡轮增压”回收“能量的方式而言，一个显著的好处就是，通过设计，换热器可以尽可能小的影响发动机排气背压（水管截面甚至可以是对称翼型的），从而真正节省燃油。