對于引擎而言,“3”這個數(shù)字一直是市場口誅筆伐的風(fēng)口浪尖。引擎作為汽車的心臟,存在線性的發(fā)展路徑,單缸、雙缸、三缸、四缸以至于16缸都或許是物競天擇的產(chǎn)物,它們不會平白無故出現(xiàn),如果其中存在誤解,那也是時機問題。
1879年,當(dāng)卡爾·弗雷德里奇·本茨首次試驗二沖程汽油發(fā)動機告捷時,面對孱弱的0.9馬力,本茨先生不會想到百年之后,是一個上至W12、下至H4、L2共生的時代,也不會想到彼時一臺四缸發(fā)動機能壓榨出幾百上千匹馬力。
1929年,當(dāng)邁巴赫制造出首臺V12引擎時,航空技術(shù)的民用成為了必然;而當(dāng)日系品牌將雙缸發(fā)動機應(yīng)用在Kcar上,一切也沒什么不妥。那為什么現(xiàn)在三缸發(fā)動機竟讓人如此排斥且苦大仇深呢?
不可否認三缸機存在一定弊端,可它的出現(xiàn)沒有原罪。正如之前所言,雙缸、單缸都存在于人類載具,那么三缸發(fā)動機應(yīng)用于汽車是何時呢?
早在上世紀80年代,天津一汽引進了日本大發(fā)微型兩廂車Charade1.0的生產(chǎn)制造技術(shù);接著,經(jīng)過一次換代之后,天津一汽在此基礎(chǔ)上稍加改造推出了紅遍大江南北的夏利TJ7100。
而這臺車搭載的恰恰是代號為TJ376Q的三缸發(fā)動機。這臺缸內(nèi)容積993ml的小排量自吸引擎僅重92kg,甚至不如健身房的杠鈴,它存在的意義,便是賦予夏利TJ7100較高的燃油經(jīng)濟性的同時權(quán)衡整備質(zhì)量。
雖然這臺發(fā)動機聲音如嘶吼,抖動如按摩椅,50匹左右的馬力孱弱至極,甚至無法在較陡的柏油路大坡上來去自如,可它所承載的輕量化和省油,那個年代沒人會對低端車的舒適性產(chǎn)生極大訴求……
老話就不再提,同期的大發(fā)、奧拓玩的都是氣缸四缺一,但因為訴求不同,大伙欣然接受。
時間來到近幾年,寶馬318i三缸版的出現(xiàn)讓信仰者們無法接受,盡管寶馬工程師通過在發(fā)動機中加裝一根反方向轉(zhuǎn)動的平衡軸來最大化地抵消發(fā)動機的抖動問題,但一二階力矩所共同帶來的弊端并不應(yīng)該出現(xiàn)在高端車型上,似乎省油也不該是寶馬以犧牲操控及舒適來換取的理由。
此時我們便要思考,當(dāng)我們聊三缸機、噴三缸機時,我們聊的是什么。
三缸發(fā)動機爭執(zhí)的焦點核心就是抖動,這是圍繞它誕生至今的不變話題,且今天是,未來亦是。
三缸發(fā)動機的抖動原因,最大的還是因為比四缸發(fā)動機少了一個缸,造成了結(jié)構(gòu)上的“缺陷”。這種“缺陷”也使得發(fā)動機在運行的時候,雖然一階二階慣性力可以平衡,但還是產(chǎn)生了不平衡的一階二階慣性力矩,其中一階慣性力矩不平衡的最大值在活塞運動到上止點后的30°出現(xiàn)。
在這里簡單說一下造成發(fā)動機抖動的“元兇”,一階二階慣性力矩的概念:活塞在上下運動時,會產(chǎn)生力矩,這就是一階慣性力矩;活塞的運動也會帶動相連的連桿運動,形成了更加復(fù)雜的二階慣性力矩。
問題不止于此,國內(nèi)汽車市場還沒有進入到完全發(fā)達階段,汽車家庭普及率較發(fā)達國家而言仍存差距,而剛需型購車、改善型購車的消費邏輯,也讓消費者對于舒適性、可靠度都帶有從一而終的初始印象。
這類偏向一步到位的想法,會促使消費者更注重舒適性感受和售后保養(yǎng)成本。此時三缸發(fā)動機就踩到雷了,即便三缸機投入了大量的抑制技術(shù)成本,依然打消不了購車者對于未知事物的疑慮和恐慌。
另外,三缸是早期低端車型的代表,而且早期的3缸機不光是抖動,在怠速時,抖動頻率剛好和阿爾法腦波的頻率的15Hz接近。這會使購車者大腦主觀放大抖動現(xiàn)象,進而產(chǎn)生不舒適的排斥心理。
三缸機的出現(xiàn),節(jié)能減排新規(guī)是絕對催化劑。誠然,節(jié)能減排是大概念,跟油耗、排放都頗有關(guān)聯(lián)。若車企想一步到位降低油耗顯有兩個選擇,降重、降排量。
根據(jù)網(wǎng)上資料顯示,2018年乘用車的平均燃油消耗5.8L/100KM,而通常車輛自身重量每下降10%,燃油消耗就降低8%。換言之在2018年,車企若通過減重實現(xiàn)2020燃油消耗目標(biāo),需要每輛車降低11.2%的重量。根據(jù)工信部數(shù)據(jù),中國乘用車平均重量1456KG來計算,相當(dāng)于是車企平均每輛車要減重163KG。
但尷尬的是減輕車重成本很高,車輛每減重1KG,每輛車的生產(chǎn)成本增加60塊,換算下來,每輛車的平均生產(chǎn)成本提高9784塊錢。這個附加成本,是高銷量頭部車企難以承擔(dān)的。
而減少一個缸,不僅可以有效降低發(fā)動機重量,一旦技術(shù)上的突破彌補了抖動的弊端,理論上還能節(jié)約四缸發(fā)動機25%零部件成本,并且顯而易見的降低油耗。不難看出,這是個雙贏的結(jié)果。
由此可見,節(jié)能減排為時代方向,它倒逼著化油器轉(zhuǎn)電噴、直噴的技術(shù)進程。只不過在汽車工業(yè)發(fā)展較快,發(fā)展歷程壓縮于20年的中國,節(jié)能減排成為某些車企降低成本的借口。
但有些車企在三缸機方面卻堅持正向研發(fā),并且投入相當(dāng)大的資金和技術(shù)去最大限度弱化抖動,比如通用的符合國6b標(biāo)準(zhǔn)的第八代Ecotec,比如應(yīng)用技術(shù)最多、最根正苗紅的福特三缸。
福特為了改善三缸發(fā)動機的抖動情況,在曲軸上動起了腦筋。曲軸的曲柄之間采用角度為120°的設(shè)計,形成空間曲軸結(jié)構(gòu)。同時在1、3曲柄上的配重塊重心偏移30°,可以極大程度抵消不平衡的力矩,就像是安裝了一根平衡軸。
與此同時,福特也應(yīng)用了抑制抖動的平衡軸和雙質(zhì)量飛輪,在此正向研發(fā)過程中,福特也的確從抖動的根源、途徑、受體三方面著手去投入了。
可以說,通用、福特在三缸機研發(fā)方面的投入成本之高,不是減一個缸所帶來的成本能抵消的,只不三缸在國內(nèi)還沒迎來正式風(fēng)口,使得終端業(yè)態(tài)明顯遭受排擠。
寫在最后
綜上所述,三缸機依然是時代進化的產(chǎn)物,這一進程不會因為短暫的曲線波動而發(fā)生改變,它不需被對比,只需要瞄定自己。而且可以肯定的是,未來我們不僅會迎來三缸普及時代,或許在某些地方也會出現(xiàn)類似K-car般的雙缸時代,所以缸數(shù)的多與少本不是問題,之所以它能處于爭執(zhí)的風(fēng)口浪尖,只是當(dāng)下我們的選擇足夠多罷了。
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