既然三缸機因為不平衡會抖動,那為什麼車企不直接研發兩缸機?

時光景物


在回答這個問題之前,我們需要先了解一下發動機為什麼會產生抖動,那麼我們就先從發動機氣缸的運轉方式及點火順序來進行講解。

先來說四缸發動機

現在的汽車發動機基本都是直列L發動機,常見的四缸發動機就是它的四個氣缸呈一條直線排列,且每個氣缸在工作時都會經歷:進氣衝程-壓縮衝程-做功(點火)衝程-排氣衝程,這四個階段,也就是我們所謂的“四衝程發動機”。

既然有4個氣缸,這就存在著一定的點火順序,如果汽車只是純粹的追求發動機的輸出馬力,那麼你可以採用4缸同時點火的方式,但這就存在幾個問題。首先是發動機的動力的輸出範圍會很小,動力的提升所受的侷限性會很大;其次由於四衝程發動機有四個不同的運轉階段,4個氣缸如果同時點火,相鄰氣缸間的荷載會增加,無法保證發動機的平穩運轉,容易出現動力的不連續性。

所以為了保證發動機每個氣缸在運轉一個週期後,始終會有至少1個氣缸的運轉狀態能夠無縫銜接上,並減小相鄰氣缸間所帶來的影響,我們就會讓四缸發動機採用單缸順序點火或者雙缸點火的方式。

單缸點火:為了讓發動機有一個平穩的運行狀態,保證動力的輸出性,以及降低相鄰氣缸間的相互影響,4缸發動機的點火順序一般都是:1-2-4-3或者1-3-4-2。

雙缸同時點火:指的是兩個氣缸共用一個點火線圈,且只能用於氣缸數為偶數的發動機。當兩個氣缸的活塞同時接近氣缸的上止點時(其中一個氣缸進行壓縮衝程,另一個氣缸則進行排氣衝程),兩個火花塞共用同一個點火線圈會同時點火。

這時進行壓縮衝程的氣缸由於處於高壓低溫的混合可燃混合氣中,該氣缸會產生有效點火,而另外一個處於排氣衝程的氣缸,由於下一個衝程是進氣衝程,它此時的點火則是無效點火。由於兩者的火花塞電極間的電阻完全不一樣,所產生的能量也不一樣,因此有效點火的所產生更多的點火能量。

汽車的抖動主要來自於活塞上下做功的整個過程以及旋轉扭矩變化,這被稱為“一階震動”,但四缸發動機由於是偶數,它從結構上可以平衡掉大部分的“一階震動”。不過四缸發動機在運轉時,除了會產生“一階震動”以外,還會產生“二階震動”。“二階震動”主要是由曲軸帶動活塞運轉過程中的不同行程所帶來的,雖然“二階震動”發生的比例不高,但它卻很難被氣缸間的相互運動所平衡,這也是發動機運轉抖動的主要來源。

三缸發動機由於是奇數,且其他氣缸可能還未做完一個完整的衝程,就會發生一次點火,因此多個氣缸間很難做到用同向衝程去抑制抖動,再加上依舊存在無法完全被抑制的“二階震動”,因此我們常說三缸發動機的抖動是孃胎裡就帶來的,沒法改變。但三缸發動機的抖動我們還是可以通過外部手段來加以改善,比如添加平衡杆去抑制三缸機頭的抖動幅度。至於加平衡杆抑制抖動的原理,不是本文介紹的內容,這裡就不累述了。

那麼兩缸發動機是偶數,它在運轉時的震動會相互抑制嗎?

壹車熱評可以負責的告訴你,兩缸發動機只會讓你覺得更抖。

雙缸發動機雖然是偶數,它看似可以通過相對應位置上的氣缸通過同向衝程的方式來抵消相互間的震動,但曲軸在完成一個完成四衝程做功是需要旋轉720°,但兩缸發動機的兩個氣缸之間,它們的點火間隔只有360°,也就是說當一個氣缸處於點火衝程時,另外一個氣缸則處於吸氣衝程。

在這種情況下,雖然兩缸活塞都處於同向衝程的位置,也就是運行方向相同,但由於一個會產生點火能量釋放,另外一個沒有,就算其他震動可以通過同向衝程完全抵消,但這個能量釋放所產生的震動確是無法抵消的。而缸數越多,未產生能量釋放的氣缸會通過自己的衝程做功去抵消產生能量釋放氣缸所帶來的抖動,所以從發動機的結構和運轉原理上來說,兩缸發動機的抖動只會比三缸更加厲害。

那麼說到這裡可能會有人說現在已經有車企在生產,帶有兩缸發動機的汽車了,比如菲亞特500所搭載的TwinAir發動機,而且有的車型還可以發動機處於低功率輸出的狀態下主動關閉一定數量的氣缸,只留兩個氣缸保持運轉。但這些車型在處於兩缸運轉時都有一個共同特點,那就是低功率輸出。

也就是在兩缸運轉時儘量將發動機的運轉功率降到最低限度,比如菲亞特500的這款兩缸發動機,它的馬力輸出只有區區的84匹,這個動力也就僅夠兩個人出門隨便轉轉罷了,說白了也就相當於買了個家裡玩耍的“寶貝”而已。所以今後車企如果為了獲得更低的排放,以及更好的燃油經濟性,開始研發和生產兩缸發動機,那麼這類發動機的排量註定不會太大,否則那真的會讓車主被抖得懷疑人生。


壹車熱評


雙缸兩個氣缸同上同下,要麼兩汽缸同上同下,車就像過去捶地用的蛤蟆鉖,震動得能把車帶起來。要麼兩氣缸做功不圴勻,咚咚……咚咚……咚咚,和三缸機僅是抖動不可相提並論。三缸比四缸好的一點是二階往復慣性力是平衡的。三缸機因曲軸沿圓周均布,三個缸的往復慣性力可以抵消五分之一。剩下的可以用平衡軸平衡掉大部分。

雙缸機,我寧願套兩匹馬來拉車。




彎曲的河


發動機抖不抖不是看它缸數的奇偶,而是看在一個循環過程中做功的程度覆蓋。比如轉一圈360度,四缸機一個缸90度,三缸機一個缸就要覆蓋120度,同理兩缸得180度。一個循環發力越綿密,當然越平順。就比如你用錘子釘釘子,你是輕敲四下比較穩定,還是猛敲兩下震動小?所以那種豪車,發動機缸數更多,什麼六缸八缸十二缸,馬力大而且更舒適


去玩兒好不好


現在的活塞式發動機,各缸是異步工作的,任何時候都只有一個缸在燃爆、推動,所以都是不平衡的。

區別不過在於,發動機轉動一圈燃爆的次數不同。相同轉速下,缸數越多,燃爆的頻率越高,感覺上,發動機運轉更平順、聲音更連貫。

所以,別用平衡這個詞,曲軸在慣性轉動時都是平衡的,無論幾缸,而在推動時,都是不平衡的,無論幾缸。

理論上,行星佈局,偶數缸,兩兩對稱精準同步工作的發動機,才有可能做到“平衡”,但仍做不到“平順”。

我的意思,題主大概沒弄清楚自己說的是什麼。


SmileyWalker


直列發動機擺脫不了引力,2缸我估計比三缸還抖。不過個人認為如何水平對置應該是可以抵消。


歪歪小揚


四衝程兩缸動力輸出不連貫,如果是兩缸兩衝就好了,但兩衝發動機的問題也不少,即使用缸內直噴解決尾氣的有機殘餘問題,掃氣效率等很多問題也不好解決,如果這些問題能解決好,兩衝雙缸發動機也不錯。


海底核電站


這得腦洞多大才能提出這個問題?

缸數越多,越平穩。

四缸一般平穩,三缸震動,雙缸不知道,單缸三蹦子抖成什麼樣沒見過?

題主是怎麼得出雙缸機能研發出不抖的?


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