沒有永遠(yuǎn)的存在,只有永恒的創(chuàng)新,汽車工業(yè)也蓋莫如是。
記者|馮金剛
在當(dāng)今節(jié)能減排的時(shí)代劇變下,這種邏輯表現(xiàn)變得更為明顯,譬如電能取代油氣,電機(jī)取代內(nèi)燃機(jī),三缸機(jī)取代四缸機(jī)等等。
尤其是三缸機(jī)取代四缸機(jī),愈發(fā)成為各大車企短期內(nèi)應(yīng)對(duì)節(jié)能減排的第一手段。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前國(guó)內(nèi)在售的三缸車品牌已超過20個(gè),未來五年內(nèi)將超過60個(gè),幾乎覆蓋所有主流品牌。
更為值得一提的是,各大車企此次并非淺嘗輒止,不僅僅是在一兩個(gè)車型上初做試水,而是持續(xù)增加三缸車型的投放速度與力度,發(fā)出對(duì)三缸機(jī)強(qiáng)烈篤信的信號(hào),比如寶馬1系與別克英朗等全系都搭載了三缸機(jī)。
決心所至,可見一斑。
三缸機(jī),曾經(jīng)因成本較低,被不少車企用于低端車型上,因?yàn)楫?dāng)時(shí)的技術(shù)尚不成熟,以致給消費(fèi)者留下低端、乏力與抖動(dòng)大的不良印象。之后,伴隨著廉價(jià)車市場(chǎng)的萎縮,三缸機(jī)也逐漸瀕臨被世人遺忘的邊緣窘地。
而如今卻有眾多車企奮而發(fā)力三缸機(jī),一度低到塵埃里的三缸機(jī)竟然實(shí)現(xiàn)了咸魚大翻身,成為了市場(chǎng)的寵兒,這一戲劇性的轉(zhuǎn)變,到底原因何在?
為了解密背后的真相,了解三缸機(jī)從魚腩到香餑餑蛻變的背后故事,本刊記者向從事三缸機(jī)開發(fā)工作的劉工程師做了相關(guān)采訪,力圖通過劉工的開發(fā)者視角,來還原主機(jī)廠熱衷三缸機(jī)的原因所在。
已非昨日之“魚腩”
魚腩,魚的肚皮肉,意即脆弱、實(shí)力差。昔日三缸機(jī)給人的印象與魚腩有過之而無不及。然而,在多項(xiàng)技術(shù)革新后,三缸機(jī)大有從魚腩變?yōu)橄沭G餑之勢(shì)。
三缸機(jī)的最大問題所在,毫無疑問是抖動(dòng)嚴(yán)重。
三缸機(jī)基本可以看做是一個(gè)直六發(fā)動(dòng)機(jī)的一半。在直六發(fā)動(dòng)機(jī)中,兩個(gè)外氣缸同時(shí)到達(dá)上死點(diǎn)(TDC)位置,其他四個(gè)氣缸達(dá)到特定的旋轉(zhuǎn)角度,用以平衡發(fā)動(dòng)機(jī)的一階二階慣性力和旋轉(zhuǎn)扭矩。
而在三缸機(jī)工作過程中,當(dāng)前活塞到達(dá)TDC時(shí),其他兩個(gè)活塞離開TDC或在下死點(diǎn)(BDC)。由于只有三個(gè)缸,往復(fù)式活塞上的扭矩并不能像直六發(fā)動(dòng)機(jī)那樣匹配平衡。力的平衡一旦被打破,發(fā)動(dòng)機(jī)自然會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)。
在劉工看來,“抖動(dòng)是三缸機(jī)的先天缺陷?!?/p>
當(dāng)然,任何技術(shù)都有其先天缺陷,重要的是如何揚(yáng)長(zhǎng)避短。針對(duì)三缸機(jī)的這個(gè)毛病,劉工表示,“目前抑制三缸機(jī)抖動(dòng)的方法主要分為‘主動(dòng)抑制’和‘被動(dòng)抑制’,其中我們非常熟知的平衡軸方案就是一種被動(dòng)抑制。”
他強(qiáng)調(diào),“即便減震阻尼橡膠墊是一種耗材,會(huì)增加一定成本,平衡軸方案依然是被動(dòng)抑制三缸機(jī)抖動(dòng)最行之有效的常用方法?!?/p>
主動(dòng)抑制方案一般有優(yōu)化點(diǎn)火順序、設(shè)對(duì)稱式雙慣量飛輪、發(fā)動(dòng)機(jī)液壓懸置與混動(dòng)系統(tǒng)的加持優(yōu)化等。劉工表示,在各種主被動(dòng)抑制技術(shù)的整體優(yōu)化后,三缸機(jī)的抖動(dòng)問題得到本質(zhì)上的提升,消費(fèi)者可能僅在汽車點(diǎn)火瞬間能感覺輕微的顫動(dòng),其它工況很難發(fā)覺與四缸機(jī)有顯著差異。
如果說抖動(dòng)問題得到解決是為三缸機(jī)的普及奠定了基礎(chǔ),那么動(dòng)力強(qiáng)化則為三缸機(jī)取代四缸機(jī)插上了騰飛的翅膀。
差不多十年前,由大眾發(fā)起的渦輪增壓技術(shù)大潮無情地沖擊著自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng),大排量自吸被小排量渦輪機(jī)沖刷得“一干二凈”。即便彼時(shí)對(duì)渦輪機(jī)還有些許爭(zhēng)議,但時(shí)至今日,沒有廠家會(huì)懷疑渦輪增壓技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)小型化變革帶來的重大貢獻(xiàn)。
而觀察時(shí)下的三缸機(jī),幾乎都有渦輪增壓技術(shù)的加持。是的,渦輪增壓技術(shù)正欲“故伎重施”,匡扶三缸機(jī)而覆滅四缸機(jī),以進(jìn)一步深化發(fā)動(dòng)機(jī)小型化的戰(zhàn)略。
可以看出,小排量三缸渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的核心性能參數(shù)接近甚至超過了1.5自吸這一黃金排量,這意味著三缸機(jī)已經(jīng)具備了替代四缸機(jī)的必要條件。
當(dāng)然,加入渦輪增壓技術(shù)只是增強(qiáng)三缸機(jī)動(dòng)力的一個(gè)方案,與三缸機(jī)更為相得益彰的是混動(dòng)技術(shù)的加入。劉工表示,“三缸機(jī)的一大優(yōu)勢(shì)便是體積更小,而這正為三缸機(jī)與混動(dòng)系統(tǒng)的集成埋下了伏筆?!?/p>
在混動(dòng)技術(shù)的加持后,三缸機(jī)不再提供唯一驅(qū)動(dòng)力,在機(jī)艙增加的一缸空間里可以塞進(jìn)馬力更大的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)??梢哉f,愈發(fā)成熟的三缸機(jī),為插混或者增程混動(dòng)提供了更多的可能性。
不管是渦輪增壓三缸機(jī),還是三缸機(jī)混動(dòng)系統(tǒng),一個(gè)很顯著的變化是,今日之三缸機(jī)早已非昨日之三缸機(jī),那個(gè)魚腩也早已實(shí)現(xiàn)華麗的轉(zhuǎn)身蛻變成香餑餑。
內(nèi)燃機(jī)最后的情懷寄托
在2018年國(guó)際發(fā)動(dòng)機(jī)大獎(jiǎng)評(píng)選中,2.0升及以下的中低排量全是直列三缸機(jī),除了保時(shí)捷2.0T渦輪增壓水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī),直列四缸機(jī)全軍覆沒。
看到這個(gè)結(jié)果,同事小林在震驚之余,發(fā)出一記吶喊,“四缸機(jī)很快會(huì)成為一種情懷供后人瞻仰的?!?/p>
通過以上技術(shù)路線分析,三缸機(jī)已經(jīng)具備了取代四缸機(jī)的必要條件,所以他的判斷并無不妥,替代只是個(gè)時(shí)間問題。而從三缸機(jī)的市場(chǎng)化進(jìn)程來看,這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)會(huì)很快來到。
“搭載新一代三缸機(jī)的別克車型自2017年第四季度相繼上市后,截至今年7月市場(chǎng)累計(jì)銷售超過30萬輛?!弊鳛槁氏瘸缘萌讬C(jī)市場(chǎng)螃蟹的合資品牌,上汽通用并不算“完全失意。”
是的,三缸機(jī)的推廣并沒有那么糟糕,新一代的年輕消費(fèi)者還是樂于嘗試“新事物”的。
這背后的邏輯,就像之前習(xí)慣了大排量自吸的消費(fèi)者,初期也會(huì)對(duì)小排量渦輪增壓產(chǎn)生抵制,但隨著大排量自吸逐漸退出歷史舞臺(tái),或者其它因素,部分消費(fèi)者會(huì)嘗試小排量渦輪增壓,最后發(fā)現(xiàn)其實(shí)也能滿足自己的需求,能接受各自的利弊。
而得益于渦輪增壓技術(shù)或者混動(dòng)技術(shù),三缸機(jī)除了在動(dòng)力上有明顯提升,更重要的是油耗下降。劉工表示,“一般情況下,同排量的三缸機(jī)比四缸機(jī)百公里省1~2升油。”
雖然技術(shù)突破與政策壓力是助力三缸機(jī)普及的最大推手,但對(duì)主機(jī)廠來說,成本才是它們熱衷的第一要素。目前,各主機(jī)廠對(duì)三缸機(jī)的成本說法不一,有的說加了平衡軸和其它優(yōu)化設(shè)計(jì),成本增加了;而有的則說畢竟少了一個(gè)缸,成本下降了。
對(duì)于這一點(diǎn),劉工向本刊記者表示,“三缸機(jī)也是工業(yè)品,也需以規(guī)模來定成本,有的主機(jī)廠量大,那么成本自然更低,就目前來說,各家的三缸機(jī)都處于起步階段,規(guī)模沒起來,但總的來說,同排量三缸機(jī)依然比四缸機(jī)便宜兩、三百塊錢左右?!?/p>
所以,綜合來看,三缸機(jī)時(shí)代的到來,既有政策推手,也離不開廠家的熱衷推廣,但最核心的還是取得技術(shù)上的突破。正是因?yàn)榧夹g(shù)上的突破,才使得三缸機(jī)“變廢為寶”,才能讓消費(fèi)者放心地使用。
即便大多數(shù)的我們依然對(duì)三缸機(jī)仍心存芥蒂,但這股時(shí)代大潮已不可阻擋。并且,在節(jié)能減排大趨勢(shì)下,在電動(dòng)汽車時(shí)代來臨前,三缸機(jī)或許是內(nèi)燃機(jī)最后的絕唱。
所以,不管三缸機(jī)之前給你留下什么不好的印象,不管三缸機(jī)現(xiàn)在發(fā)生了什么進(jìn)化,作為內(nèi)燃機(jī)最后的情懷寄托,你都不應(yīng)該再投以鄙夷的目光,至少你可以去4S店嘗試一下它們,這樣你才能對(duì)新一代三缸機(jī)的性能有一個(gè)更加客觀的認(rèn)知。
THE END
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