三缸機抖動、動力差、噪音是人盡皆知的,為何近幾年卻火了起來?

在節能減排的大環境下,發動機的排量越來越低,氣缸數量也跟著減少了。近幾年來,很多品牌開始推廣三缸發動機。為什麼好好的四缸機不用,卻開始熱衷於三缸機,它有什麼過人之處嗎?下面就"三缸發動機"問題,我們一起來探討一下。

為何三缸機突然就熱起來了?

說到三缸發動機並不是什麼新鮮事,在早期中國的夏利、奧拓和比亞迪FO等車型均搭載三缸發動機。不過這些車型之前給人們留下的印象不太好,三缸發動機在當時就被"冷藏了起來"!

由於近幾年來,隨著尾氣排放管控的要求越來越嚴格,很多車企紛紛砍掉旗下的大量車型以達到規定的平均排放要求,至此三缸發動機油重新迴歸了人們的視線。

三缸機抖動、動力差、噪音是人盡皆知的,為何近幾年卻火了起來?

那麼三缸機有何"過人之處"?

  • 成本

大家都知道氣缸數越多,製造成本就越高。拿三缸和四缸來說,他們雖然只相差了一缸,但是直接減小加工難度,還降低了製造成本。在當今各大廠商追求低成本,來提高利潤,採用三缸機無疑是不錯的選擇。

  • 排量小

從發動機機構來看,對於一般四缸機而言,0.5L的單槓排量可以保證其很好的燃燒效率。而三缸發動機的最優單缸排量為0.33L~0.5L。因此,目前常用的三缸機主要有1.0T、1.2T、1.3T以及1.5T,相比動輒3.0的V6而言,其排放少,油耗小,且對於小型車型,動力性足以滿足要求。

  • 重量輕

少一個缸,整體尺寸都會變小些,其重量自然也會減輕。在2014年的勒芒24小時耐力賽上,NISS AN派出的ZEOD RC 油電混合車原型機中,搭載的就是三缸的發動機,重量僅在40kg,最大輸出400馬力,380牛.米的動力。

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  • 效率高

少一個缸,會降低摩擦損失、泵氣損失和熱損失等,三缸機整體的效率也得到了一定的提升,如,GM新一代Ecotec系列三缸機在摩擦損失方面相比四缸機降低了10%~15%。

它的缺陷又有哪些?

三缸機有何缺陷?人們提到最多的就是抖動、噪音、動力不足......

  • 震動、噪音

三缸機抖動的來源可以說是往復慣性力合旋轉慣性力。

簡單的說,三缸發動機缸數為奇數,但其一階二階旋轉慣性力和往復力其實是平衡的,但慣性力又會產生相應的力矩,其力矩並不能做到平衡,所以三缸機的一階二階慣性力矩皆不平衡,這就奇數缸引擎振動的來源。

三缸機抖動、動力差、噪音是人盡皆知的,為何近幾年卻火了起來?

一階二階慣性力矩的平衡難度很大,三缸機即使增加一條反向平衡軸,針對曲軸做配重優化,也只能抵消掉一階慣性力矩,抵消了一部分抖動,但無法做到二階慣性力矩動平衡。如果要平衡二階力矩,理論上三缸機還需要增加兩條平衡軸才行,那樣體積和四缸機相比都沒有優勢。各大車廠為了讓三缸機不那麼抖,也是想盡了各種方法,偏心質量飛輪,質量慣性曲軸皮帶輪,去耦式平衡軸齒輪,在平衡軸從動齒輪上增加去耦橡膠圈........

但這些方式都無法根治三缸機慣性力矩不平衡的先天缺陷,所以三缸機的振動在高轉速情況下尤其明顯。這也是奇數汽缸引擎普遍存在的問題,即使是缸數更多的五缸機都沒辦法解決,三缸機面對這樣超出能力範圍的要求只能一聲嘆息。

  • 峰值功率、高轉速動力衰竭

三缸發動機的高轉速性能普遍較四缸引擎差,相比同排量四缸引擎,由於先天結構的不平衡,在高轉速區域的表現不佳,最大功率不好看,功率曲線相比四缸引擎更快更早就開始衰減。在增壓時代,功率低這一問題不再顯得突出了,但小排量渦輪增壓的扭矩平臺窄,動力衰減快的特性,是無法避免的。

  • 油門響應

三缸發動機為了達成接近四缸發動機的動力輸出連貫性,不得不匹配一個更大質量的飛輪,這樣引擎的運轉慣性就變得更大,轉速變化變得遲鈍,給人感覺就是油門響應不積極,這對於手動擋車型的駕駛體驗尤為重要。所以三缸引擎更適合匹配轉速變化平穩的CVT變速器,比如日產用HR12DDR 1.2T三缸機配合CVT變速器,配合輕量車身,得到一臺省油好開的代步車。

目前市面上搭載三缸發動機的車型有哪些?

近幾年,無論是美系的通用別克、雪佛蘭、福特,德系的豪華品牌寶馬,還是自主品牌上汽乘用車、吉利都開始使用三缸機,甚至一向沉穩的日系品牌豐田、也在今年2月份宣佈建設TNGA1.5L(三缸)發動機項目(該項目位於天津一汽豐田發動機有限公司。)、還有將在4月10日上市的東風本田全新享域,搭載的是本田P10A5型1.0t直列三缸發動機,最近爆出的消息,捷豹路虎旗下的傳統燃油車將搭載全新1.5t發動機。可以預見,在未來一段時間內,將會有越來越多的車企加入三缸機的行列!!

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