本燃油发动机最佳效率运行伺服加载装置包括永磁伺服电机、伺服驱动器及主控单元，伺服电机外转子轴与发动机输出轴直连；外转子内为内转子，内转子轴为装置输出轴；内外转子之一嵌有永磁另一为绕组，绕组经集电环接伺服驱动器。外转子上的速度/位置传感器接主控单元与伺服驱动器，内转子上的位置传感器接伺服驱动器，主控单元与伺服驱动器连接，主控单元存储发动机最佳效率运行曲线的转速－扭矩数据。速度/位置传感器实时送出外转子速度和位置信号；位置传感器实时送出内转子位置信号；计算机求取最佳扭矩值；伺服驱动器根据扭矩设定值和内、外转子相对位置动态加载绕组电流，使发动机始终工作在最佳效率曲线上，相同油耗下输出最大机械能。