30萬買寶馬1系值不值:1.5T 三缸機還抖不抖?

看起來三缸機的抖動依然明顯,為什麼車評人普遍說感覺不到?下面就為大家分析,為什麼會出現這樣兩邊倒的評價。

寶馬1.5T 三缸機到底抖不抖?

肯定抖,這是結構決定的。

1系所搭載的動力系統分為兩個版本,一個是B38系列的1.5T 三缸機,搭配愛信的6AT變速箱,一個是B48系列的2.0T 四缸機,搭配8AT變速箱。車企也明確告訴我們,為了方便模塊化製造,三缸機就是用寶馬的N54 3.0T六缸機改的。

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B38 1.5T

為什麼三缸機比四缸機抖動更劇烈?

首先四缸機的動力輸出會更平順。

B38/48都是四衝程發動機,就是通過進氣,壓縮,點火做功),排氣四個衝程來帶動活塞連桿對曲軸完成一次做功,每個衝程曲軸旋轉180°,也即曲軸旋轉720°為一個週期。
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氣缸越多的發動機,每次做功的間隔越短:3缸是240°,四缸是180°,六缸是120°,八缸是90°,十二缸是60°。
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一個簡單的對比就能明白之間的差距。30萬買寶馬1系值不值:1.5T 三缸機還抖不抖?

四缸機剛好能做到曲軸每旋轉180°就有一個氣缸進入點火衝程,這樣一個週期內(曲軸旋轉720°)活塞連桿能對曲軸不間斷地做功,保證了動力輸出的連續性,四缸機也是保障動力輸出連貫的最低缸數。

而三缸機則在曲軸每旋轉240°時點火一次,每次只能做工180°,於是出現了60°的動力真空期,這樣斷斷續續的出力自然影響了動力的平順性,這就是為什麼寶馬、福特、標緻的三缸機車主反映,在市區低速行駛時常常莫名其妙的頓挫。


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可以看到,三缸機在一個做工週期內的扭矩就如同過山車一樣突兀,甚至出現了負向波動(60°動力真空期),而四缸機的動力輸出則相對平穩了許多。

其次是三缸機比四缸機的振動處理難度更大。

四衝程發動機點火,帶動活塞連桿做往復運動,曲軸做旋轉運動。運動過程中會產生慣性力,前者為往復慣性力,後者為旋轉慣性力。慣性力其實是一種假想力,它的方向與物體運動的加速度方向相反,就好比汽車急剎途中,乘客身體會前傾,看起來好像有一股力在把乘客往前推,其實並沒有,只是汽車受到反方向的阻力慢下來,乘客上半身由於慣性繼續保持之前的速度向前運動。
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發動機內部的慣性力能夠互相抵消,達到基本平衡(約10%的誤差),但由於氣缸的位置不同,慣性力所產生的的慣性力矩是無法抵消的,理論上能夠達到全平衡的發動機只有六缸機和十二缸機。

曲軸的旋轉慣性力矩只需要通過搭配平衡塊,即可相互抵消達到平衡,目前所有發動機都是這麼處理的。

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藍色部位就是平衡塊

而活塞連桿運動產生的往復慣性力矩就比較複雜。分為一階和二階,一階往復慣性力距是指活塞上下往復運動產生的力矩,而活塞運動的過程不僅僅是往復運動,還包括了連桿繞曲軸擺動和旋轉的運動,這產生了複雜的二階往復慣性力矩,它以2倍於曲軸轉速的標準餘弦規律變化。對以上兩階力矩的處理最有效的方式是加入平衡軸
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三缸機一階、二階往復慣性力距不平衡,理論上需要四根平衡軸才可達到全平衡,四缸機的一階往復慣性力距通過自身結構即可達到平衡,二階往復慣性力矩不平衡,需要加入兩根平衡軸。

B48 2.0T發動機有兩根平衡軸,達到了全平衡,B38 1.5T發動機僅有一根平衡軸,只是半平衡。為了彌補這個缺陷,寶馬直接套了一層厚厚的機罩,裡面充滿了PUR耐熱泡沫塑料,這相當於在防空洞裡開party,外邊的人沒什麼感覺,裡面早已嗨到炸裂了
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不得不說寶馬的NVH處理的很好,在車內部感受到的振動接近四缸機的水平,但是發動機內部的振動並沒有真正的減輕,對發動機零部件的影響依然比四缸機嚴重,所以其使用壽命始終不如四缸機。再加上PUR材料的老化和振動產生的結構件鬆動等等問題,越開越抖是必然的,後期的維護也更麻煩。

而且三缸機在怠速下抖動會更厲害。

因為1系的B38 1.5T發動機只有一根平衡軸,沒有偏心的皮帶輪和雙質量的飛輪,只能抵消大部分一階往復慣性力距,並沒有對二階慣性力矩進行平衡。二階力矩又產生了兩個方向的激勵:沿車頭至車尾方向軸轉動的Roll激勵,沿車底垂直車頂方向軸轉動的Yaw激勵。兩者統稱為不平衡力矩激勵。三缸機怠速時的發動機轉速較低,此時的激勵頻率約為12-14赫茲,而通常缸體模態頻率在7-15赫茲之間,根據機械振動隔振原理,激勵頻率與系統固有頻率之比小於1.414倍時,系統會產生共振。於是我們在怠速時常常感到更明顯的抖動,那怠速音聽起來會很像柴油機,你懂的,就是那種手扶式的柴油機。
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PUR耐熱泡沫塑料

為什麼寶馬的B38 1.5T不做四軸平衡軸?不是不可以,但這麼做一是會讓結構過於複雜,體積增大,成本上漲,二是會降低熱效率,增高油耗,這與製造三缸機的初衷就背道而馳了。

結語

因為排量稅的限制,以後三缸機會越來越多,但受制於目前的技術瓶頸,任何人跟你說三缸機不抖,都別信,這是不可能的,寶馬的三缸機雖然技術先進,但其結構缺陷導致內部的老化和磨損比四缸機更快,可靠性依然是個問題,雖然通過NVH控制使得乘坐感受好了很多,但3-5年內抖動問題將會越來越嚴重,不但不怎麼省油,使用起來也不夠省心,預算充足的話還是買四缸的吧。


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