近年来,受节能减排和油耗方面的影响,发动机技术风潮已经由大排量自然吸气转向了小排量涡轮增压,甚至发动机的缸数也越来越少。汽车公司已经引入了许多小排量三缸发动机,试图降低成本和增加利润。
三缸发动机并不是新生事物,早在几十年前就已经被尝试过(比如老夏利)。那时触碰三缸发动机,更像是一种尝试摸索,现如今研发三缸发动机更多的是无可奈何。随便打造出一款很抖的三缸发动机很容易、成本也不高,但想打造出一款很平顺、高品质的三缸发动机却很难。
▲老夏利三缸发动机
将同排量的四缸机打造成三缸机,可以减少一部分零件的使用,这意味着同排量下的三缸机要比四缸机重量更轻,而未来内燃机的发展趋势就是小型化、轻量化、涡轮增压化,三缸机具备这三点优势,所以也就开始逐渐的普及。
除了重量上的优势,三缸机运行时所产生的摩擦功损耗也更少一些,活塞在气缸里上下运转必然造成摩擦,而摩擦的大小取决于活塞周长与形成的乘积大小。简单点说,就是把活塞运行的轨迹看作一个圆柱体,圆柱体的高是活塞行程,而圆柱体侧面积大小等于摩擦功损耗的大小。
不管是三缸机也好,四缸机也罢,只要是在道路上跑的汽油车,它们都有一个共同点,就是四冲程(吸气、压缩、做功、排气),这四冲程循环又称为奥托循环,所有四冲程发动机都是这样循环工作的。
四冲程的三缸机比四缸机少了一个缸,少了一个气缸的点火和供油,这样的发动机已经是在物理结构上发生了变化,与四缸机相比有着较大的差异。三缸机不能保证一个完整的冲程,曲轴在旋转180度,都有一个活塞在全程做功,这样导致最直接的后果就是动力输出会出现空档期。
三缸发动机的点火夹角为240度,这就意味着三缸发动机,单缸做功曲轴要转240度,每个缸存在着60度的“空转”,前一个气缸做完事以后,活塞到达下止点时,还需要等曲轴再转60度,下一个气缸才能到达上止点,继续点火做功。
由于三缸发动机一个缸做完功,另一个缸跟不上,造成了动力输出的空缺。这表明三缸发动机的每个活塞发力是断续的,动力经过连杆传到曲轴的力也是断续的。也就是说,三缸发动机的抖动问题是确实存在的。
目前,面对三缸发动机的抖动问题,汽车主机厂都在想尽办法,希望通过机械手段进行减振处理,普遍方法是采用摩擦式减振器、偏心质量飞轮、平衡块和平衡轴等。有些主机厂在发动机结构上动脑筋,用质量较大的曲轴皮带轮,利用皮带轮的转动惯性抵消发动机的震动。还有主机厂在材料上下工夫,比如宝马,它会在发动机上盖填充PUR材料的厚实盖罩,目的是吸收发动机的震动和噪音。
▲宝马三缸车
发动机抖动和大噪音,多是在低转速时比较明显,许多车企推出了三缸混合动力车型。混合动力车型起步时用电提供动力,车速达到 30~40 km/h 或上坡时使用燃油发动机,这在一定程度上解决了三缸机的抖动和不平顺问题。
总而言之,个人感觉三缸机抖动不明显,但噪音确实有些大。三缸机没有您想象的那么容易抖动,可为什么要选择三缸机呢?毕竟市面上还有那么多四缸机可以选择,做个省心的决定不好吗?
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