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三缸机抖动、动力差、噪音是人尽皆知的,为何近几年却火了起来?

在节能减排的大环境下,发动机的排量越来越低,气缸数量也跟着减少了。近几年来,很多品牌开始推广三缸发动机。为什么好好的四缸机不用,却开始热衷于三缸机,它有什么过人之处吗?下面就"三缸发动机"问题,我们一起来探讨一下。

为何三缸机突然就热起来了?

说到三缸发动机并不是什么新鲜事,在早期中国的夏利、奥拓和比亚迪FO等车型均搭载三缸发动机。不过这些车型之前给人们留下的印象不太好,三缸发动机在当时就被"冷藏了起来"!

由于近几年来,随着尾气排放管控的要求越来越严格,很多车企纷纷砍掉旗下的大量车型以达到规定的平均排放要求,至此三缸发动机油重新回归了人们的视线。

三缸机抖动、动力差、噪音是人尽皆知的,为何近几年却火了起来?

那么三缸机有何"过人之处"?

  • 成本

大家都知道气缸数越多,制造成本就越高。拿三缸和四缸来说,他们虽然只相差了一缸,但是直接减小加工难度,还降低了制造成本。在当今各大厂商追求低成本,来提高利润,采用三缸机无疑是不错的选择。

  • 排量小

从发动机机构来看,对于一般四缸机而言,0.5L的单杠排量可以保证其很好的燃烧效率。而三缸发动机的最优单缸排量为0.33L~0.5L。因此,目前常用的三缸机主要有1.0T、1.2T、1.3T以及1.5T,相比动辄3.0的V6而言,其排放少,油耗小,且对于小型车型,动力性足以满足要求。

  • 重量轻

少一个缸,整体尺寸都会变小些,其重量自然也会减轻。在2014年的勒芒24小时耐力赛上,NISS AN派出的ZEOD RC 油电混合车原型机中,搭载的就是三缸的发动机,重量仅在40kg,最大输出400马力,380牛.米的动力。

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  • 效率高

少一个缸,会降低摩擦损失、泵气损失和热损失等,三缸机整体的效率也得到了一定的提升,如,GM新一代Ecotec系列三缸机在摩擦损失方面相比四缸机降低了10%~15%。

它的缺陷又有哪些?

三缸机有何缺陷?人们提到最多的就是抖动、噪音、动力不足......

  • 震动、噪音

三缸机抖动的来源可以说是往复惯性力合旋转惯性力。

简单的说,三缸发动机缸数为奇数,但其一阶二阶旋转惯性力和往复力其实是平衡的,但惯性力又会产生相应的力矩,其力矩并不能做到平衡,所以三缸机的一阶二阶惯性力矩皆不平衡,这就奇数缸引擎振动的来源。

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一阶二阶惯性力矩的平衡难度很大,三缸机即使增加一条反向平衡轴,针对曲轴做配重优化,也只能抵消掉一阶惯性力矩,抵消了一部分抖动,但无法做到二阶惯性力矩动平衡。如果要平衡二阶力矩,理论上三缸机还需要增加两条平衡轴才行,那样体积和四缸机相比都没有优势。各大车厂为了让三缸机不那么抖,也是想尽了各种方法,偏心质量飞轮,质量惯性曲轴皮带轮,去耦式平衡轴齿轮,在平衡轴从动齿轮上增加去耦橡胶圈........

但这些方式都无法根治三缸机惯性力矩不平衡的先天缺陷,所以三缸机的振动在高转速情况下尤其明显。这也是奇数汽缸引擎普遍存在的问题,即使是缸数更多的五缸机都没办法解决,三缸机面对这样超出能力范围的要求只能一声叹息。

  • 峰值功率、高转速动力衰竭

三缸发动机的高转速性能普遍较四缸引擎差,相比同排量四缸引擎,由于先天结构的不平衡,在高转速区域的表现不佳,最大功率不好看,功率曲线相比四缸引擎更快更早就开始衰减。在增压时代,功率低这一问题不再显得突出了,但小排量涡轮增压的扭矩平台窄,动力衰减快的特性,是无法避免的。

  • 油门响应

三缸发动机为了达成接近四缸发动机的动力输出连贯性,不得不匹配一个更大质量的飞轮,这样引擎的运转惯性就变得更大,转速变化变得迟钝,给人感觉就是油门响应不积极,这对于手动挡车型的驾驶体验尤为重要。所以三缸引擎更适合匹配转速变化平稳的CVT变速器,比如日产用HR12DDR 1.2T三缸机配合CVT变速器,配合轻量车身,得到一台省油好开的代步车。

目前市面上搭载三缸发动机的车型有哪些?

近几年,无论是美系的通用别克、雪佛兰、福特,德系的豪华品牌宝马,还是自主品牌上汽乘用车、吉利都开始使用三缸机,甚至一向沉稳的日系品牌丰田、也在今年2月份宣布建设TNGA1.5L(三缸)发动机项目(该项目位于天津一汽丰田发动机有限公司。)、还有将在4月10日上市的东风本田全新享域,搭载的是本田P10A5型1.0t直列三缸发动机,最近爆出的消息,捷豹路虎旗下的传统燃油车将搭载全新1.5t发动机。可以预见,在未来一段时间内,将会有越来越多的车企加入三缸机的行列!!

三缸机抖动、动力差、噪音是人尽皆知的,为何近几年却火了起来?