要買三缸發動機?先搞懂這個最關鍵!

近年來,為了能夠響應政策,眾多主機廠紛紛開始了在發動機上面做足功夫,採取小體積發動機,由四缸變成三缸,減小體積,降低排放和燃油消耗值。

三缸機的應用雖然在排放和燃油方面做到了優化,但發動機的抖動一直成了被病詬的話題。

現在使用三缸機的廠商不在少數,通用的別克、雪佛蘭,寶馬1系、福特的1.0T Ecoboost發動機,包括國產的五菱、領克都在使用三缸。但不管是哪個廠商,都沒有解決三缸機的抖動問題。

然而發動機的抖動一定程度上是和發動機的缸數有問題,但缸數卻不是決定發動機抖動的唯一因素。

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四缸發動機工作原理

上圖為四缸發動機的做工原理圖。現在的發動機採用的都是四衝程的做工過程,以往有的兩衝程由於效率低、排放汙染大現在已經不被使用,有些摩托車的發動機由於要控制體積和縮短做工流程還在使用二衝程的做工過程。

四衝程發動機完成一個做工流程需要經歷四個階段,即吸氣、壓縮、做工、排氣這四個過程,完成這個四個過程活塞才能推動連桿(圖中綠色的細杆)旋轉720°即兩個圓,然後帶動安裝的曲軸飛輪組將動力通過變速箱等一系列裝置傳送到車輪,帶動車輛前進。

上圖的右側部分為整個四缸發動機的工作狀態圖。可以看到,四個活塞在工作的時候,分別是兩個活塞同時出現在上面,兩個同時出現在下面,由於活塞的運動帶動曲軸進行圓周運動,這樣勢必會產生轉向力矩,這部分的力量如果得不到平衡或者釋放則會產生振動。

四缸發動機由於做工的時候兩上兩下的活塞分佈,使得這部分轉向力矩得以相互抵消,因此四缸機的運作,比較平穩。

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三缸機工作原理

從上圖的左側小圖可以看出,三缸機仍然採用四衝程的做工原理,也就意味著同四缸發動機一樣,每個活塞需要完成四個過程才能使得曲軸旋轉二週。

再從右側的動圖可以看出,三缸發動機在工作的時候三個氣缸所處的位置並沒有達到對稱的效果,當一個氣缸點做做工的過程時,另外兩個氣缸所出現的位置為了能夠迎合下一次點火併且能夠緊接上一個氣缸做工之後的動力輸出,則必須要在相應的圓周位置上才能使得動力輸出平順。

剛才我們講到一個活塞完成四個衝程,則曲軸旋轉720°,對應四個活塞,來做到動力銜接,則當一個活塞處在上止點開始做工完成一個衝程的時候,另外一個活塞必定從下止點運動到上止點同時點火做工,這樣才能保證動力銜接,於是,變出現當一個活塞做工的時候,另外三個活塞不是在上止點等待點火做工,就是在下止點等待下一次壓縮點火,及相應的排氣。

於是可以簡單的理解為,四個活塞瓜分了720°的圓周運動,所以,每個活塞分別承擔了180°的推力,所以,兩上兩下的分佈,抵消了內力,使得發動機平衡。

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當α=60°

然而三缸發動機同樣是四衝程原理,可以粗略的理解為3個氣缸瓜分了720°的圓周運動,也就是每個活塞要覆蓋240°的運動半徑,雖然是平分了720°的週期,但是四衝程的發動機做工只能覆蓋到180°的範圍,所以會出現60°的圓弧軌跡是沒有做工過程的,到了240°之後才能有下一個做工過程銜接上來,這樣便一直沿著一個方向產生了不可抵消的轉向力矩,因此三缸發動機的抖動便產生了。

當然,廠家採取了各種不同的措施來降低發動機的抖動,具體要看各家的本領啦。


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