來自知乎的KOL、博世整車標定工程師何先生 ，有多年整車、發動機研發工作經驗。在今天的文章裡，從他的專業知識領域，聽聽他是如何看待三缸發動機優缺點的。
文 | 何先生
這是道很古老的題，在2015年就提出了，那時候正是三缸機開始大規模開始冒出來的時候。
但是，三缸機卻很具有話題性，一上市就引起了爭議和關注，不是因為他的動力或者油耗有問題，而是因為他的缸數。
這估計是少有的一款發動機竟然因為缸數而被人津津樂道。三缸機感覺一出生就有原罪，批判三缸機就成了一件政治正確的事。
不知道有沒有人想過，三缸機怎麼突然就出現火起來了？
發動機的缸數一般是偶數，比如四缸，6缸，8缸機，因為偶數缸能夠很好的平衡發動機的機械振動，但是還有一些奇數缸發動機的存在，比如三缸機，五缸機。
三缸機在上世紀70年代開始出現在市場上，最小的三缸機是鈴木的F5A，排量只有0.5L，並且還搭載在了1979年的鈴木奧拓上。
三缸機一般都往小排量做，大部分都在1.2L的排量下，幾乎所有的汽車廠商都有推出過三缸機，比如大眾高爾夫，三菱Mirage，通用英朗，東風標緻308，雪鐵龍C4，寶馬Mini，日產Micra，福特福克斯等等。
儘管三缸機出現的挺早，但是到2010年代才開始大規模的推廣。
主要的背景相信大家也都清楚，在歐洲，在二氧化碳排放稅的推動下，廠商開始推廣小排量汽油機，或者油耗更低的柴油車。
在中國，根據《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020年）》要求：降低企業平均油耗、提升發動機效率成為了新的技術路線。
因此，在這種政策性因素的推動下，小型化，渦輪增壓，缸內直噴成為了當下汽油車的主流發展路徑。
因此，你也就看到了近些年高強度增壓（downsizing）發動機，三缸機的興起。但這並不是市場推動的，而是政策影響的，而且是全球性的政策。
三缸機的原罪
這個問題問的是三缸機的優缺點，我先說缺點。
我談到了三缸機的抖動應該如何解決，確實，三缸機被人吐槽的就是抖動厲害。
發動機活塞在氣缸內做往復運動，曲柄做旋轉運動，因此就會有旋轉慣性力和往復慣性力的產生，而且是週期性的產生，如果這兩者不能抵消的話，就會產生週期性的抖動，並傳給支承引起車身的抖動。
三缸機抖動的來源
三缸抖動來源就是：不能被抵消的往復慣性力和旋轉慣性力。
三缸機的點火間隔為720°/3=240°，他的旋轉慣性力是平衡的，但是力矩不是平衡的，旋轉慣性力矩可以通過在曲軸上加平衡塊解決。
往復慣性力是由於活塞組件和連桿在氣缸內往復運動產生的。三缸機的一階和二階往復慣性力矩不能平衡，也造成了三缸機的抖，這種往復慣性力矩需要平衡軸 來平衡了。
除了平衡軸上下文章，還有在皮帶輪，齒輪上下功夫的。比如PSA的1.2T三缸機：
但是，但是，平衡塊好加，平衡軸可不好加，受到空間限制，想完全解決三缸機的抖動問題很難，只能做到緩解效果。
所以這個“緩解”也就看水平了，有些三缸機如今能夠做到和四缸機無差異，而大部分還不夠完美。
比如寶馬X1搭載的1.5T三缸機，振動問題就解決的一般般。怠速的時候還好，當起步慢踩油門，轉速緩慢上升，也許是達到了車身的固有振動頻率，方向盤會隨著一起抖，達到生命的大和諧。不過，當轉速繼續上升，離開低轉速區域，抖動就沒有那麼明顯了。
存在必合理，三缸機之所以推出市場，那肯定是因為他又有著天生的優點。
三缸機由於少了個氣缸，與此配套的氣門，凸輪，活塞連桿機構都少了一套，整體上發動機減重不少。能減重到什麼程度呢，看一個PSA的1.2THP發動機的數據：1.2THP發動機比1.6L自然吸氣的發動機輕了至少13Kg，減重意味著油耗更低。
其實三缸機油耗低並不主要是因為減重帶來的
先來看看一個現象：近年來三缸機在國際發動機大獎上出鏡率很高。
今年六月份的國際發動機大獎中：1.5L系列頭兩名全是三缸機；1.0L-1.4L系列最佳發動機是PSA的1.2T三缸機，這已經是該款發動機連續四年奪冠了；1.0L及以下全是三缸機，比如福特的1.0T EcoBoost。
三缸機的小排量對於自身來說，是劣勢。
小排量意味著小的機體，小的燃燒室與活塞，麻雀雖小，但是五臟一個都不能少。小排量對進排氣的佈置，燃燒的組織提出很大的挑戰，比起大排量發動機，更容易發生燃燒惡化。
在這樣的小機器上要組織良好的燃燒，發出不能少的動力，同時油耗也不能高，排放要達標，還要解決抖動問題，所以必須要堆砌一堆技術，做的更精緻。
這也就是為什麼三缸機在技術水平上時常處於領先，還能夠經常獲國際大獎。
小排量發動機一般都會做的特別緊湊，也特別會注意進排氣的組織，在成本範圍內能夠節油的技術手段都得懟上。
比如308搭載的1.2THP便用到了高度緊湊的全鋁合金缸體缸蓋；為了減少因排量小給動力帶來的劣勢，增壓器也用到了小慣量VGT，在1000轉便能轉的飛起，1750轉便能輸出最大扭矩；
雖然是三缸機，只有1.2的排量，但是THP的功率扭矩表現一點也不比同排量甚至是更大排量的四缸機弱，比如1.4排量的高爾夫功率96kw，扭矩225牛米；2.0的福克斯，功率125kw，最大扭矩202牛米；這些數據跟THP的功率扭矩數據也差不了多少。
還有用到雙可變氣門來優化進排氣，組織良好的燃燒。
用到可變排量機油泵，能夠根據發動機需求進行供油，減少沒必要的附件功損耗。
相比固定排量的機油泵，摩擦損失功可以降低20%-35%。
甚至還把一般只有柴油機會用上的高壓噴射都搬來了，這臺機器噴油壓力是200bar，這估計是我見過的噴油壓力最高的汽油機了，以前的歧管噴射噴油壓力為3-5bar，一般缸內噴射也會只有10+bar。
提高噴射壓力有很多好處，比如高噴射壓力使得燃油高度霧化，液態油霧蒸發時間大大縮短，油氣混合氣形成更加迅速，避免了冷啟動和變工況下需要大量噴油的現象，減少HC排放並降低油耗；
但是如果沒有合適的噴射角度以及噴油時刻，過高的噴射壓力會導致油束噴在缸壁上，除了造成燃油的浪費，油耗升高。
主要的問題在於缸壁上的油會流入曲軸箱，引起機油稀釋。之前的本田CRV機油稀釋很大部分原因也是因為這個：不合適的噴油時刻和噴油壓力引發機油稀釋問題。
因此，噴油壓力也不是越高越好，還是對技術水平要求挺高的，一般廠家也不會隨便去提高噴油壓力。
從福特的1.0T三缸機上，其實也可以看到類似的想法：
1.0T的發動機排量更小，福特的總裁曾說，這臺發動機完全拆解能夠放進一個旅行箱。
福特的這臺EcoBoost同樣也用到了雙可變氣門正時，集成式的排氣歧管，可變排量機油泵，雙節溫器，缸內直噴等等技術；這些技術跟psa差不多，無非也是為了更好的動力性和經濟性表現。
無論是PSA的1.2T或者福特的1.0T，都是市場上不錯的三缸機。
對於三缸機來說，有優點，也有缺點，但是目前對於三缸機的輿論來說，也挺不利，頗有一棒子打死的意思，作為工程師來說其實是心塞塞的。
怎麼說呢，明明在技術上是領先的機器，但是因為抖動以及早年間奧拓，夏利這種車型給人們帶來三缸機的固有印象，使得現在三缸機被貶低的厲害。
但是其實，即使是四缸機也有做的稀爛的，三缸機也有做的很好的，在選擇的時候還是要理性思考。
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