六七萬到二三十萬的車都在用三缸機 是為了省油嗎?

六七萬到二三十萬的車都在用三缸機 是為了省油嗎?

現在的汽車界,越來越多的主機廠開始陸續推廣三缸發動機,就連大家公認的豪華品牌也參與其中。遙想20多年前,國民家轎老夏利就是三缸,後來隨著汽車越來越親民,四缸發動機擠掉三缸全面佔據了10萬級家用車市場。如今隨著排放法規越來越嚴,三缸機又捲土重來,甚至出現在二三十萬的車型上。對於三缸機能不能買,汽車圈有兩種極端的觀點,一種是見三缸就抵制,把三缸車視為Low的代名詞,是萬惡之源,一定不能買;另一種是利用當今科技水平遠超20年前等論據當藉口,拼命給三缸機洗白,把三缸機吹得和四缸一樣好。實際情況到底如何呢?掌櫃給大家分析一下……

“抖”是難以逾越的物理瓶頸

六七萬到二三十萬的車都在用三缸機 是為了省油嗎?

懂點汽車常識的人一定知道,“抖”是三缸發動機的原罪。因為現在的發動機都是四衝程的——吸氣,壓縮,做功,排氣。每進行一個衝程,活塞帶動曲軸旋轉180度,4個衝程活塞兩上兩下,曲軸轉720,視為一個運轉週期。但是,四個衝程中只有做功衝程才推動曲軸加速轉動,其餘三個衝程都是靠慣性轉動,總體上是在減速。這種一快三慢的轉速不均勻就會導致震動。

對於四缸機,只要讓每個氣缸間隔180度依次點火,就可以讓曲軸在一個完整週期(即四個衝程)720度裡的做功衝程首尾相連。每個瞬間都有一個氣缸處於做功衝程,同時4個活塞的位置在任一時刻都是對稱的,從而使曲軸轉速保持均勻,力矩保持平衡,獲得基本的平順。而對於三缸機,曲軸在一個週期內做功衝程最多隻有480度,所以無法保證曲軸在一個完整週期內勻速轉動,再加上氣缸運轉位置永遠不對稱,平順性和四缸機比有著先天不足,而且是難以逾越的物理瓶頸,現階段用任何彌補手段也達不到四缸機的水平。不管氣缸點火次序怎麼調,三缸機的曲軸始終有240度處於無做功時段,換句話說,三缸機和四缸機相比存在動力中斷,同轉速下不僅振動比四缸機大,聲浪的顆粒感也更強,更粗糙。隨著人們對生活水平的要求越來越高,這種明顯拉低車子運轉品質的特性很容易引起車主和乘客不爽。

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X1 的橫置三缸機

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318Li的縱置三缸機

其實,不同三缸車的NVH也千差萬別,甚至同一款發動機搭載在不同車上也不一樣。比如寶馬的1.5T三缸機,在318上的NVH表現就比X1 18Li和國產三廂118i上好不少,簡直不像同款發動機。當然,318也只是在三缸機裡算好的,和四缸的320還是沒法比。

既然三缸有這麼一大難以彌補的缺點,為什麼車企還前赴後繼地上馬呢?有些人解釋說是迫於油耗和排放壓力不得已而為之,大家可別上當——三缸機本身和省油完全沒有因果關係。這種觀點其實是在偷換概念,把三缸機和小排量混為一談。首先,我國工信部現階段的油耗測試方法採用的是歐洲的NEDC循環。這種方法的測試工況過於溫柔,都是緩加速,所以特別有利於小排量渦輪增壓車型跑出低油耗。三缸機汽缸數少,往往就意味著排量不大,至少目前乘用車裡沒有超過1.5L的。所以你看一款車三缸機的工信部油耗不高,那是排量小的功勞,不是三缸的效果。如果是同技術年代、同排量、同進氣方式的兩款發動機,汽缸數少的非但不能更省油,反而又可能更費油

為什麼這麼說呢?如果排量不變只減少缸數,儘管三缸機零件數比四缸機少,汽缸數變為原來的3/4,但是別忘了,在同樣轉速下,它每個氣缸的工作量還是四缸機單個氣缸的4/3呢(即每個缸工作量增加1/3)。不僅如此,單缸容積、活塞、氣門等零件的規格和及其工作量也都是四缸機的4/3。所以這方面實際上並沒有節省什麼。

這還僅僅是發動機硬件層面的情況,到了實際裝車上路之後,三缸機因為NVH的物理瓶頸,主機廠對ECU做標定的時候,當經濟運轉區間和差NVH區間重合時,為了不犧牲舒適性,不讓車的行駛品質顯得掉價,只能犧牲油耗為平順讓路了。比如低轉速高負載(大油門)工況,本來是有利於省油的,但是三缸機在這種情況的振動讓人難以忍受,工程師就只能通過變速箱換擋拉高轉速等方式來規避這個情況。

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發動機萬有特性圖,越接近紅圈中心表示越省油

我自己對比過寶馬改款前1.6T四缸的316和現在的1.5T三缸318,它們動力參數一樣,變速箱也一樣,但318i行駛中的基本不低於1500轉,而且稍稍深踩油門就會積極降擋,把轉速拉到2000轉以上。而316i巡航轉速可以低到1100轉,轉速拉到2000轉以上需要油門踩得更深。

之家的實測油耗也很說明問題:316Li用的是老款N13B16發動機,在晴天34度高溫下(高溫不僅要持續開空調,而且對渦輪增壓機的燃效也是不利的),實測油耗百公里7.3L;而318Li的新一代B38發動機在陰天23度舒適溫度下,實測油耗百公里7.5L。排量小了,發動機新了,缸數少了,還沒開空調,結果油耗不降反升。這就是三缸機所謂的省油?

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六七萬到二三十萬的車都在用三缸機 是為了省油嗎?

在我看來,車企用三缸機的真正原因,一是節約成本,尤其是寶馬的B系列模塊化發動機,單缸排量0.5L。以2.0T四缸為基準,少做一缸就是1.5T三缸,多做兩缸就是3.0T直列六缸,不同排量發動機的零件完全同用。另一個原因是優化空間,尤其是橫置發動機,做成三缸可以縮短髮動機長度,機艙的橫向空間就能更好地裝下當今自主品牌流行的單電機P2結構的插電混動系統。要知道,如今的車企需要大幅提高新能源車的銷量,來滿足國家的排放政策。單電機P2佈局的混動系統恰恰是最能短平快生產的混動結構。這樣一來,混動結構的佈局空間更寬鬆了,而電動機平順、低扭強勁的優勢剛好彌補了小排量三缸機動力和平順性的不足。兩者各取所需,還能跑出一個漂亮的工信部油耗,何樂而不為。

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