近年來,三缸發(fā)動機逐漸進入人們的視野,但好像普遍沒有被大家接受,下面就大家最關(guān)心的動力經(jīng)濟性及乘車舒適感,客觀的談一談它與四缸機比的優(yōu)勢和不足。
油耗
所謂油耗低,可以這樣理解,發(fā)動機少了一缸,體積變小、功率密度變大,泵氣損失也更小,曲柄連桿機構(gòu)各零部件之間的摩擦損失、活塞與氣缸壁之間的摩擦損失等等變小,散熱損失降低了。也就是油燒了之后,被浪費的少了,真正輸出的、用來驅(qū)動車輪的多了,自然就省油。
三缸機
當然,也有人說,相同排量,從四缸變成三缸,每缸的體積變大,相應(yīng)活塞也會變大,單缸摩擦面積就會增大,那損失豈不是增多,況且,三缸機為解決一些后續(xù)抖動噪聲的問題(后續(xù)介紹),會在曲軸上增加一些用于平衡力矩的軸啥的,那也增加發(fā)動機質(zhì)量。
所以,矛盾就出現(xiàn)了,這時候要判斷孰是孰非,那就得看誰占得比重多,通常來講,因為三缸機的排量正常是在1.0-1.5L之間,通過減少缸數(shù)降低的摩擦損失帶來的熱效率的提高是占優(yōu)勢的,所以請大家不要無謂的拿一些個例來杠。
關(guān)于省油這塊,大家做的參差不齊,下面是福特??怂沟娜缀退母子秃谋龋蠹铱梢宰鰝€參考,但我認為,要達到2020年的5.0L/100km,三缸機還是占優(yōu)勢。
動力性
首先動力連貫性,發(fā)動機運行一個完整奧托循環(huán),包括進氣——壓縮——做功——排氣四個階段,一個循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩圈(720°CA)。為了保持工作時的平衡,各缸點火間隔角相等。所以,將發(fā)動機設(shè)計成四缸再合適不過,各缸的點火間隔角為180°CA,曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈的過程中,每缸做功一次,保證了動力輸出的連貫性,其中做工順序可以是1-3-4-2,也可以是1-3-2-4。
三缸機,同樣是曲軸轉(zhuǎn)兩圈完成一個循環(huán),其做功間隔角為240°CA,而做功沖程只有180°CA,中間擱置了60°CA,就出現(xiàn)動力不能連續(xù)輸出的情況,也不能保證活塞位置的對稱性,產(chǎn)生的力矩就不具備平衡特性,由此就引出了三缸機的“抖動”問題。
直觀上看,三缸機少了一個氣缸,排量普遍是小,即使配備渦輪增壓,其進氣量還是少。直接導致高速動力輸出不足,尤其在車輛上坡、加速時表現(xiàn)尤為明顯。
而即便是同排量的發(fā)動機,缸數(shù)越少,功率輸出也就越少。不過,近年來三缸機技術(shù)發(fā)展也不慢,針對三缸機的動力不足問題,美、德系的部分車型有了一定的突破。
和四缸機相比,三缸的排氣干擾和渦輪遲滯問題有了很好的改善,因此其低速及起步時的低扭及起動加速反應(yīng)比較好。所以,對于大家日常通勤來講,車輛行駛速度不會太高,而且堵車現(xiàn)象嚴重,走走停停,假如你對動力沒有過高要求,三缸機也是一個不錯的選擇。
3
三缸機渦輪遲滯低的原因
對于渦輪增壓四缸發(fā)動機,為了減少遲滯效應(yīng),會提前打開進排氣門并延遲關(guān)閉(利用氣流慣性使廢氣排的更徹底,進氣更充分),于是就帶來了排氣沖程氣缸重疊的現(xiàn)象,導致排氣干涉,不僅不能完全排出廢氣,還有可能引起廢氣倒流。
三缸機盡管動力輸出不連續(xù),一缸結(jié)束做功后,曲軸要繼續(xù)旋轉(zhuǎn)60°CA,后一缸才能做功,這樣反而為廢氣充分排出提供了契機,延長了每缸排氣時間,避免排氣干涉,使得排氣順暢連續(xù),緩解了渦輪遲滯帶來的低速動力不足的問題。
4
“抖”
這個問題可以說是“歷史悠久”,早些年,夏利的一款三缸車就因為抖動問題被大家詬病。因為三缸是奇數(shù)缸,總會出現(xiàn)一缸單獨運行的現(xiàn)象,三缸產(chǎn)生的力不能夠完全抵消。
針對這個問題,大家普遍想到的方案是加平衡重和設(shè)計平衡軸,例如通用新一代Ecotec發(fā)動機采用了帶有吸振器的鐘擺式雙質(zhì)量飛輪和平衡軸,利用偏心重塊所產(chǎn)生的反向振動力,使發(fā)動機獲得良好的平衡效果;
而福特的1.0T Ecoboost三缸機卻反著來,采用無平衡軸設(shè)計,在飛輪和皮帶上簡化結(jié)構(gòu),重新配置,同時以偏心式飛輪降低振動效應(yīng),有效減少三缸的抖動;別克的三缸車型甚至采用車體和發(fā)動機共同研發(fā)調(diào)校的方式以減少車主的不適感。
關(guān)于抖動的問題,大家可以說是煞費苦心,某些車型可以說有了很大的改進,以上就是較好的代表,不過相比于四缸機的話,還是稍顯遜色。例如,之前有平臺針對英朗的2015款四缸和在售的2018款三缸作了對比試驗,同樣一杯水放在發(fā)動機上,啟動引擎后,怠速狀況下,三缸的1.3T抖動肉眼可見的比四缸機更明顯。
https://v.qq.com/x/page/n1331p72jie.html(附上測試視頻,大家自行感受)
不過當轉(zhuǎn)速升上去后,抖動就會減弱,這也是缸數(shù)減少導致的動力輸出不平順的結(jié)果。
最后我們其實也沒理由要求三缸就得賣的便宜,成本擺在那,雖說少了一缸,但要解決三缸車自身振動的問題也是不易,況且考慮到三缸車的動力性能改善可能對車身的安全、耐用造成隱患,在發(fā)動機和車身材料上可能也會有所不同。
5
要不要買呢?
從油耗上看,應(yīng)該能省點,參差不齊吧,大家多看數(shù)據(jù)(雖然工信部給的不一定準,做個參考吧)。
其次它的動力性,起動、低速表現(xiàn)可能好些,中高速可能稍顯力不從心,關(guān)于這個問題,不能太絕對,很多車的官方數(shù)據(jù)也不低,建議大家試駕親身感受,從怠速到高速,各試一遍,覺得合心意就可以。
最后抖動的問題,目前的技術(shù)也不錯了,不過也不排除個例,也是建議大家去試駕,親身體會。
總的來說,性價比適中,覺得合心意的話可以買,從技術(shù)發(fā)展的角度,我認為,結(jié)合三缸機自身體積小、質(zhì)量輕的優(yōu)點,與混動系統(tǒng)相結(jié)合,應(yīng)該也是不錯的發(fā)展方向。
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