04.04 振動?省油?三缸機何去何從?

廠家在不遺餘力的宣傳三缸機,消費者卻聞“三”色變。如果你要買車,你應該怎樣客觀看待三缸車?今天還是跟大家深入淺出,從技術面聊聊三缸機。

不管你接受與否,大排量自吸的年代已經過去,越來越多的小排量增壓機出現在市場,過去的3.0 3.5自吸,紛紛變成了2.0左右的“黃金”排量。

近年來,不少企業似乎更加“變本加厲”,不但排量下降到1.0-1.5,缸數也從四缸砍成了三缸。從10萬的福克斯到200萬的寶馬i8,都有三缸機的身影。

大部分人排斥三缸機,源於對三缸機的固有印象:陣動大、怠速抖。有這麼嚴重嗎?你該選擇三缸機嗎?它到底省油嗎?

三缸機為什麼要——抖?

發動機的曲軸繞曲軸中心旋轉時,會產生旋轉慣性力和旋轉慣性力矩。通常在曲軸上採用平衡塊的方式可以解決旋轉慣性力和力矩。

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除了旋轉運動,活塞在氣缸內上下運動時還會受到往復慣性力與力矩,這才是三缸機抖動問題的真正來源。

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三缸抖動是否無解?

工程師為了解決三缸機問題,採用了各種各樣的方法,常見的是採取平衡軸方式。

平衡軸與曲軸轉速相同但是方向相反,從而平衡一階力矩。如果要完美平衡三缸機的二階力矩,需要採取四根平衡軸的方式。顯然在成本低廉,空間緊湊的三缸機上難以實現,因此人們常說的三缸機抖動缺陷無法避免,指的就是二階往復力矩難以靠低成本的方案來解決。

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既然難以完全解決平衡問題,工程師們就要想辦法降低它,常見的方法有采用大質量皮帶輪和雙質量飛輪,以及在發動機與機艙之間採用橡膠減震器、加強機艙隔音、通過控制策略讓發動機轉速儘量避免特別低的區域等。

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老司機們會有這樣的經驗:三缸機在怠速時抖動尤其厲害,轉速變高之後會有所好轉。這就是因為缸數的減少,點火做工間隔增加,會惡化發動機的平順性。因此網絡上經常有人用礦泉水瓶測試三缸機怠速抖動的視頻。

因此,調教特別特別優秀的三缸機汽車,理論上真的可以讓你在駕駛過程中感受不到它是三缸機,當然冷啟動的“拖拉機聲”又會把你拉回到三缸機的現實中來,而且現實中廠家也不可能不顧成本去追求舒適,否則直接上四缸機不就行了?

既然三缸機固有缺點解決起來這麼費事,企業到底為什麼還要大力發展呢?真的能夠保證動力輸出的條件下又省油嗎? 下面就來分析廠家通常宣傳的三缸機的幾個優點。

省錢?

三缸機車型通常搭載在入門車型或者較為廉價的車型,初次購車成本可能會降低。畢竟三缸機少了一個氣缸,相應部件都會減少,成本上必然有所降低。

但增壓三缸機的噴嘴和渦輪增壓器等部件,維修和更換的費用會超過自吸發動機。表面上更低的入門價格,可能要以後期稍多的維護費用為代價。

節能環保?

節能減排,通常是各大廠商最喜歡報道的一點。

少了一個氣缸,空間小,重量輕,提升整車輕量化水平,摩擦損失也有所減少,這些確實都有利於降低油耗,1.0T版本的本田思域工信部油耗僅為5L/100km。

然而工信部油耗和實際油耗是有差距的,這在自吸車型大概偏差28%,在渦輪增壓車型大概偏差32%,在小排量自吸車型,如果有小馬拉大車的情況油耗還可能更高。

因此,小排量三缸機的確有助於油耗降低,但可能沒有想象中那麼驚豔。

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動力性足夠?

隨著增壓技術的成熟,小排量三缸增壓發動機拿出亮眼的數據可以說毫不費力。比如吉利的1.0T三缸機,動力輸出甚至可以達到1.8L自然吸氣的水平。這樣的動力水平,用於普通家用車型確實足夠。

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但要給大家科普一下的是,這些亮眼數據的前提是你需要把油門踩到底。駕駛風格較為保守的中國司機,可能大多都不知道很多車型油門踏板後面有個強制降檔按鈕(俗稱雞血模式)。因此想真正感受到小排量增壓發動機超車的快感,地板油可能是你少不了的操作。

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起步肉可能還是小排量渦輪增壓車不可避免的印象,因為發動機轉速較低時渦輪增壓沒有正常工作,小排量低扭不足的特性就更加明顯。

小排量三缸機動力能否繼續提高?

目前增壓發動機都受限於爆震問題,對增壓度都進行了限制。以目前的技術手段,繼續壓榨動力必然會影響可靠性和耐久性。

並且,更高的動力壓榨意味著著更大的缸內燃燒壓力,如果發生串氣現象就會導致燒機油。較小的缸徑在冷啟動的時候,會增加燃油撞壁的概率,這也提高了機油稀釋的風險(這會讓你想到CR-V吧)。

小排量發動機的未來?

2020年即將採用的WLTC油耗測試循環,工況變化頻率會增加,負荷會增加,小排量增壓發動機化在油耗上的優勢可能不再那麼明顯。因此國不少外廠商和科研機構,將之前的Downsizing(小排量)理念轉為現在的Rightsizing(合適排量)。

比如海外的豐田雅力士,排量從1.3L增加為1.5L,寶馬甚至已經將1.5L三缸機的生產線賣給了綿陽新晨。屆時國內的這些1.0L三缸機如何達到四階段4L/100km的油耗水平,可能只能靠出售更多的新能源車來被平均下去了。

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