三缸發動機的誕生,到底是為了什麼?

買車家 發佈 2020-01-21T23:03:07+00:00

雖然乍一聽也有那麼些許的道理,畢竟相比四缸發動機減少了一個缸體,使得它相比四缸機少了一組活塞連杆、配氣機構等部件,這樣一來發動機在運作時候的摩擦力得到了降低,工作效率也變得更高。

「三缸機能省油。」

自從各大汽車製造商開始將三缸發動機應用在各自產品上之後,我們聽到過最多的宣傳術語就是「三缸機動力好更省油」。

雖然乍一聽也有那麼些許的道理,畢竟相比四缸發動機減少了一個缸體,使得它相比四缸機少了一組活塞連杆、配氣機構等部件,這樣一來發動機在運作時候的摩擦力得到了降低,工作效率也變得更高。

但是經過無數的市場實踐後,我們卻驚奇的發現有不少三缸機不僅使用感受不如四缸機,且在油耗的表現上甚至大有「吊打」同排量四缸機的勢頭,即便最終的油耗水準和廠家調教有著很大關係,可單純從市場的角度而言,如今的三缸機也已經「全面潰敗」了。

這可並不是我們坐在家裡雲出的結論,根據乘聯會數據,2019年1-11月國內A級轎車市場總銷量前五名依次是:大眾朗逸(46.1萬輛)、日產軒逸(40.8萬輛)、豐田卡羅拉(31.7萬輛)、大眾寶來(30.2萬輛)和大眾速騰(27.5萬輛)。

從以上這份榜單中不難看出,在目前我國消費者最看重的A級轎車領域,真正的走量車型都是清一色的四缸發動機配置,哪怕將目光下放到前十名,也根本就沒有三缸發動機產品的一席之地。

那麼造成這種現象的真正原因是什麼呢?這就要從三缸發動機的原理開始說起了。

經歷過九年制義務教育的朋友們肯定知道,四衝程發動機的做工過程主要分為四道工序,即進氣—壓縮—做工—排氣,缺一不可。而在這個過程中,活塞將會不斷進行往復運動,自然也將會有一個向上的力,這就是發動機產生震動的根本原因。

而這時氣缸數量多的優勢就體現出來了,就拿最普通的四缸引擎來舉例,在工作時每時每刻都有2個活塞向上運動,同時還有2個活塞向下運動。以此類推六缸發動機就是3個向上、3個向下,八缸發動機就是4個向上、4個向下。

簡單來說,這些偶數缸引擎在當一組活塞向上運動時,也同樣會有另外一組活塞向下運動,兩者產生的慣性可以相互抵消掉,從而減小發動機的震動。如果你還聽不明白,也可以理解為一種「負負得正」的理念,缸數越多震動越小的說法就是這麼來的。

而當發動機砍掉一個氣缸之後,「負負得正」的環境就隨之消失了。我們的主角三缸機在正常做工時要麼是2個活塞向上+1個活塞向下,要麼是1個活塞向上+2個活塞向下。總之不管怎麼變化就是湊不成一對,加之三缸發動機活塞往復運動產生不均衡的慣性力最終會傳遞到曲軸,高速轉動的曲軸也會產生巨大的離心力,同樣會加劇發動機的震動。

當然作為消費者肯定不會管你這些理論的,他們需要的只是一台足夠令人滿意的產品而已,而工程師們為了解決三缸機天生的抖動問題,也是下了不少功夫。

其中最直接最有效的方法就是在曲軸上加平衡塊,這樣一來,在發動機運轉時產生的分力,就會由這個平衡塊產生的力抵消,從而起到抑制發動機的抖動的目的。

可這僅僅是解決了發動機上下抖動的問題,實際上發動機在進氣-壓縮-做功-排氣的每一個階段,發動機曲軸就會轉半圈,所以三缸發動機還存在左右抖動的問題。

不過這也並非不可治癒,目前主流的解決方案就是採用雙質量飛輪來抑制抖動,由於其鐘擺型設計,當雙飛輪轉動起來後內部依靠離心力呈鐘擺運動,從而反向抵消並改善曲軸的扭轉震動。

經過了這些操作之後,三缸機終於算是擁有了一個相對還算不錯的姿態。然而為了彌補先天的不足,後續增加的大量抑制震動的零件又讓發動機的複雜性大大提升,拋開對工藝與成本的影響不談,單是複雜結構帶來的的故障率提升就是個大問題。即便是這樣,從各個方面來說三缸機的平順程度仍然是不如四缸機的。

至於三缸發動機省油的說法更是天方夜譚,如果你輕信工信部油耗指數,那麼在後續用車時真正的油耗水平一定會讓你驚掉下巴。負責任的說,筆者親眼見到過身邊一位購買了三缸國產SUV的朋友在城市路況下開出了13L/百公里的「好成績」。

另外,主銷A級車原本的使命就是日常生活城市代步,卻很少有人會告訴消費者小排量發動機最不擅長應對城市的擁堵路段,在低速低扭階段,動力響應會相當遲緩。若是用雙離合變速箱+低速度高轉速的換擋邏輯,就能稍微緩解一下該問題的影響。

但實際上當引擎高轉速+電氣化消耗+小排量+三缸發動機這些問題集合到一起的時候,無論是動力表現還是油耗表現亦或是形式質感,都完全沒有辦法得到保障。

歸根結底,其實三缸發動機的推出對汽車廠家和消費者而言都不是一件值得驕傲的事情,在這背後的最大推手還是內燃機都避不開的排放法則。目前來看,如果說真有什麼能夠拯救三缸機的,應該就是和電動機組成混動系統,既兼顧了日常代步的駕駛感受,又能降低高速行駛時的用車成本。

不過,三缸機想要翻身,應該不是短時間內能夠實現的了。

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