兩缸發動機馬上就來!再不買三缸就等著後悔吧

借用朋友的一句笑談作為題目,無非是想用“標題黨”的方式把您吸引進來。現在這個時代,“六脈神劍”也需要神仙姐姐的站臺才能吸引人注意啊。

注意!!!若想了解以下內容,需很強的內功作為基礎,否則強行背誦武功真經有可能會造成氣血倒流,筋脈盡斷。

最近幾年,各大廠商陸續推出了一系列滿足大規模量產列裝條件的小排量三缸四衝程增壓發動機(下文簡稱三缸發動機),排量集中在1.0L-1.5L之間,常見機型有搭載於領克02的1.5TD 渦輪增壓發動機,本田1.0T渦輪增壓發動機,通用Ecotec 1.0/1.3T渦輪增壓發動機,寶馬1.5T渦輪增壓發動機,其初衷在於以更低的油耗和更清潔的廢氣達到以往1.6L甚至2.0L四缸發動機才能達到的動力輸出水平。

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領克02 1.5T車型搭載的便是三缸渦輪增壓發動機

說白了,三缸發動機的設計初衷就是既讓馬兒跑,又讓馬兒少吃草。不過話說回來,市面上搭載三缸發動機的車型不少,但賣得好的卻不多,難道三缸發動機就真的一無是處嗎?與四缸機相比,其優缺點又是什麼呢? 領克在研究三缸發動機的路上又有哪些創新呢?

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搭載於領克02的1.5T 三缸四衝程渦輪增壓發動機

按照大家的慣性思維,同等排量,少了一個氣缸,發動機動力水平一定會降低。實際上一定是這樣嗎?領克02搭載的1.5TD中功率版最大功率115千瓦,峰值扭矩245牛·米;高功率版最大功率132千瓦,峰值扭矩265牛·米,達到甚至超越了大部分1.6L,甚至1.8L自然吸氣發動機的動力水平。綜合來看,三缸發動機較四缸發動機,在少了一個氣缸的情況下,動力水平不一定會降低,所以大家不必擔心三缸渦輪增壓發動機動力不足的問題。

除了動力性不一定遜色於四缸機之外,領克02搭載的1.5TD 三缸發動機還主要有以下三個方面的優勢:

1) 低慣量渦輪增壓器、缸內直噴技術帶來更小的渦輪遲滯,動力響應更加迅猛

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相信誰都不想踩下油門後需要等好幾秒鐘才迎來動力輸出,這一點在渦輪增壓發動機上尤為重要。領克在解決渦輪遲滯問題方面採用了一系列比較成熟的技術,如採用來自著名供應商博格華納的1000轉即可介入工作低慣量設計渦輪以消除渦輪遲滯,燃油霧化效果更好的非均勻6孔噴射技術的中置缸內直噴等。

2) 發動機整體重量和體積都會降低,有利於降低整車重量,改善燃油經濟性。此外,由於發動機內部少了一個氣缸,精簡了配件冗餘,相當於變相地減少了發動機內部的摩擦,一樣可以改善整車的燃油經濟性。

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如領克02部分車型搭載的1.5TD 三缸渦輪增壓發動機,其重量僅為113.2Kg,而大家熟知的大眾第三代EA888 1.8T重量為144Kg,重量和體積上都有著不小的優勢。

3) 低轉速的扭矩問題一直是高轉取向自然吸氣發動機的硬傷,駕駛奇瑞QQ開著空調爬一個急坡你就會明白什麼叫心有餘而力不足。在三缸發動機上,尤其是增壓機型上,一般都將發動機衝程設計得足夠長,衝程越大,發動機的扭矩表現越優秀。

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舉個例子,衝程好比打拳擊時的蓄力,蓄力距離越遠,打擊力量越大(扭矩大),但很難頻繁出拳(轉速低);蓄力距離越近,打擊力量越小(扭矩小),但可以快速多次打擊對手(轉速高)。

4) 此外,三缸發動機可以做到更高的排氣效率,其本質上是避免了四缸四衝程發動機的排氣干擾問題。要想解釋清楚這個問題,先讓我們瞭解一下發動機的氣門相位圖。

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在理想工況下,吸氣、壓縮、做功、排氣四個衝程各佔奧拓循環的1/4個行程,互不干擾,但為了達到更好的掃氣效果,現代四缸發動機常常會採用早開晚關排氣門的策略來增加進氣量,並儘可能排乾淨燃燒室內的廢氣,這期間會存在進氣門和排氣門同時開啟的現象,反映在曲軸轉角上,便是氣門重疊角。雖然能改善發動機的進排氣效率,但這一技術也帶來了一些問題。

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如圖所示,因為氣門重疊角的存在,四個衝程均分奧托循環的理想狀態被打破,不同缸排氣時難免出現干擾,也就是圖中灰色部分標註的。對於傳統的自然吸氣發動機來說,這一問題可以通過更換造假頗為昂貴的等長芭蕉解決,但對於四缸四衝程渦輪增壓發動機來說,廢氣的管路越長,渦輪遲滯就越大,這明顯是消費者所不希望看到的。從根本上講,這是一個物理瓶頸,哪怕更換更低慣量的渦輪增壓器也是無法完全克服的。

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而同樣的一個奧托循環,三缸發動機上只有三個缸可以完成吸氣、壓縮、做功、排氣這四衝程,這也就意味著曲軸每旋轉180度,就可以有約60度的空檔期,而這60度的空檔期正好可用作排氣,這樣就可以巧妙的解決排氣的干擾問題。

但前文提到的60度的空檔期也是有代價的,曲軸空轉60度而沒有任何缸做功,帶來的後果是動力中斷。如果我們把四缸機的做功頻率比喻為一首循環播放的歌,那麼三缸機的做功頻率就是點歌臺,上一首和下一首總有停頓的時間。

當然,搭載三缸發動機的車型之所以在市面上較少,是因為其還存在著三個方面的問題需要較雄厚的技術儲備才能解決。

首當其衝的便是三缸發動機的抖動要明顯高於四缸發動機。四缸發動機由於缸數是偶數,活塞運動產生的慣性力矩是可以平衡的,但三缸發動機缸數為奇數,活塞運動和曲軸旋轉的慣性力矩無法相互抵消,這也就造成了三缸發動機抖的問題,進而影響行駛品質。

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運動慣性和旋轉慣性均不平衡是導致三缸機一階抖動明顯的主要原因

當然,一階抖動過大這一問題也可以通過物理方法解決。

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領克1.5TD 三缸渦輪增壓發動機為解決一階抖動的問題,採用了兩種業內公認的比較行之有效的辦法,即新增一組平衡軸和採用雙質量飛輪, 並針對正時系統NVH進行優化,完美解決噪音和發動機抖動的問題。

其次便是前文提到過的動力連貫性問題,三缸機由於兩次做功之間間隔較大,所以動力輸出會出現中斷的現象。

最後,由於先天結構的問題,三缸發動機,縱然是渦輪增壓機型普遍很難達到一個較高的轉速(因為轉速越高,抖動越劇烈),由此帶來的問題是峰值功率往往不大,功率的衰減點較四缸機也來得更早一些,表現在駕駛過程中便是扭矩平臺窄,後期加速乏力。

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行文至此,相信大家已經對三缸發動機的優缺點和領克02搭載的1.5TD發動機有了一個比較深入的瞭解,搭載這款發動機的領克02也是時下受關注度極高的一款車型。作為吉利與沃爾沃共同出資建立的高端品牌,領克絕對算是近些年來新成立品牌中的佼佼者,與沃爾沃CX40一樣基於CMA平臺打造的領克01一經推出便受到了無數的好評,可以說是獲得了開門紅,而近日上市的領克02,在可靠性上依然向沃爾沃看齊,1200萬公里各種路況下的超長路試便是最好的證明,12.28萬-19.28萬元的售價更是敲開中低端市場的敲門磚。至於其未來市場表現如何,讓我們一起期待吧!


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