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为什么通用的发动机 三缸发动机

2021-04-18 15:48
来源:车域无疆

这几年开始,三缸发动机悄然回归到汽车行业的视线,除了微型车,小型车甚至紧凑级车都使用上三缸发动机,小排量三缸发动机不再是低级的标配,在中级车上开始大为流行,甚至加入了豪门争夺战,像宝马、通用、奥迪、捷豹路虎、沃尔沃等各大汽车厂家纷纷推出新一代小排量三缸发动机。三缸发动机卷土重来,大有逆袭四缸机之势。

既然三缸发动机抖动不可避免,为啥那么多车企重新启用三缸机呢?

三缸发动机事实上不是什么新鲜玩意,它已经陪跑汽车工业的发展十几年了。从一百多年前内燃机的发明开始,为了不断地提高动力速度和稳定性,气缸数从单缸到双缸再到三缸,甚至到十六缸。虽然四缸发动机在过去的十来年取代大部分三缸发动机“飞入寻常家”,但事实上,三缸汽车发动机从来没有远离我们。曾经的盛极一时的奥拓、比亚迪F0、火遍中国的夏利等许多微车都配装着一款三缸发动机。

既然三缸发动机抖动不可避免,为啥那么多车企重新启用三缸机呢?

让三缸发动机在中国人心中留下深刻印象的非天津一汽夏利不可,这台国内最早装配三缸发动机的车型,在90年代的中国因为价格亲民,成为了当时名噪一时的国民家轿。不过,除了价格低廉,动力有点差,震动特别大且抖动是它留给大家伙最深刻的印象,坐夏利如同坐过山车也成为一句流行的调侃。而夏利身上所搭载的三缸TJ376系列发动机,即大发的CB系列发动机,基本就拉开了抖动与三缸发动机紧密结合的序幕。

既然三缸发动机抖动不可避免,为啥那么多车企重新启用三缸机呢?

那么三缸发动机为什么这么抖?首先,我们得先来了解内燃发动机的运动原理。发动机都是依靠气缸内混合气体燃烧所产生的的气体膨胀推动活塞做往复运动,往复运动会产生由上至下的力,从而通过活塞连杆与发动机曲轴的特殊构造驱动曲轴的旋转。然而曲轴是固定而且旋转的,所以旋转会带来离心作用,从而导致离心惯性力的出现,也就是有力把曲轴扯出去,最后产生抖动。再加上,原本的活塞上下往复运动也会产生抖动。因此,发动机“车震”很正常。

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但是大家为什么会觉得四缸发动机就不怎么抖呢?不就相差了一个缸吗?问题关键就在于多出的这个缸了,它会影响到活塞做功的角度问题。四缸发动机的做工间隔角为180度,四缸同时运行,可以做对称的曲轴运动,抵消掉大部分的抖动,输出非常平顺。

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而三缸机的活塞在做功时,它们的曲轴夹角是120度(直列),做功冲程相隔240度,并且三个缸只有2个能同时运行,运作起来力量就不够均衡了,这种因为奇数气缸带来的不对称就会更加放大发动机的抖动。我们由此可以想象三缸发动机抖动程度的巨大性。

既然三缸发动机抖动不可避免,为啥那么多车企重新启用三缸机呢?

从三缸发动机的工作原理来看,我们可以认为三缸发动机的抖动的结构决定的,所以,理论上三缸发动机是必然会抖动的。既然三缸发动机抖动不可避免,而在中国,老一代三缸车已经让人闻抖色变。为什么现在有那么多车企重新启用三缸发动机呢?在疆哥看来,这其中固然有三缸发动机有着体积小、重量轻、结构简单、价格便宜等等原因,但是,最重要的一个原因是,在日益严苛的排放政策大背景下,根据国家排放法规要求,中国到2020年平均油耗到5L/100km,欧洲更加严格,平均油耗要到4.1L/100km。

既然三缸发动机抖动不可避免,为啥那么多车企重新启用三缸机呢?

这是导致车企选择走三缸发动机发展的道路的直接原因。三缸发动机汽缸数少了,排放量自然就相对来讲比较小,同时油耗也会因此降低,车企得以应对汽车排放政策。同时随着众多汽车技术的日渐成熟,以及更多先进的减少摩擦技术为车企们研发更优秀的三缸发动机提供了条件支持。车企们选择搭配三缸发动机自然成为无奈中的明智之举。

既然三缸发动机抖动不可避免,为啥那么多车企重新启用三缸机呢?

三缸发动机的震动大、噪音大,以及其廉价质感的印象,这可能是让人不信任三缸机的最重要的几个原因。三缸发动机的再次流行,不是返璞归真,而是大势所驱。随着时技术的进步,各大汽车企业在不断地优化三缸发动机,或许有一天消费者将不会再谈抖色变。

既然三缸发动机抖动不可避免,为啥那么多车企重新启用三缸机呢?

如今,许多车企研发的新一代小排量三缸发动机都采用了一系列的技术手段,最大限度地缓解三缸发动机的抖动。最直接的简单粗暴的办法是在曲柄上加平衡块,使其配重平衡;或者通过设计平衡轴。比如,宝马就尝试在曲轴箱里安装了一根平衡轴,做相反方向的同速运动,最大限度地消除曲轴的抖动。

既然三缸发动机抖动不可避免,为啥那么多车企重新启用三缸机呢?

福特1.0T Ecoboost三缸发动机则在结构上做改造,采用无平衡轴设计,通过制造另外一个不平衡来抵消,在飞轮与皮带轮上简化结构,重新配重,以偏心式飞轮降低振动效应,再采用浸油式正时皮带,给力地减少了三缸的抖动和噪音。

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通用三缸发动机采用双质量飞轮、曲轴橡胶减震轮和平衡轴等多管齐下来缓解三缸发动机的抖动问题。随着技术的进步,还有更多先进汽车技术的应用来解决三缸发动机可能的动力不足问题,这其中包括了涡轮增压、缸内直喷、进排气可变正时(Ti-VCT)、双喷射等技术。

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未来的小排量三缸发动机将以更轻更小的形象出现在大众的眼前,可谓是屌丝的完美逆袭,低排量低耗能,同时还能保持高输出功率,强大的动力,环保经济又给力,疆哥认为应该不会让大家再大失所望。其实这个过程有点像当年V6都变成L4,都不愿意,但大趋势如此。当时代抛下你的时候,连再见都不会说一声,那个时候你会改变对三缸发动机固有观念,选择三缸吗?

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