很多主流汽车品牌都在造三缸发动机,是不是意味着我们要开始接受三缸了?

关注内燃机行业的人可以注意到,在业内的论坛和车展上,三缸发动机已经在各个场合展露头脚,各家车企开始研究推出三缸发动机。我简单整理了一下部分海外上市的三缸发动机,见附图(国内的还没放进去,其中包括几台柴油发动机)。

可以看的出来,越来越多的车企在推出量产三缸机。由于此发动机具有小巧、低油耗、高性能等优点,越来越受到车企的认可,比较激进的车企像通用,在别克英朗、GL6甚至刚上市的凯越都放上了三缸发动机。日系车企如本田,也在亚琛会议等多个平台上详细介绍了他们新的1.0T三缸发动机,最高扭矩能够达到200Nm,并表示将全面替代他们的1.5/1.8L自然吸气发动机。

然而与车企对三缸机的热衷对立的是客户的冷淡,18年1月别克英朗因为开始切换三缸发动机销量下滑40%,此后一蹶不振,到现在销量都没有爬上去。

一半是海水一半是火焰,三缸发动机到底如何,后续会不会大量推行,这个问题我们先从技术角度详细谈一谈三缸发动机。

三缸机天生的有缺陷?

一提到三缸机,几乎所有人都会说抖动厉害,从理论上来讲,由于三缸机本身结构的原因,确实会有更大的抖动风险,其主要来自于曲轴连杆机构运动的不平横。通过对曲轴连杆机构的受力分析,其不平横主要来自几个方面:

1、旋转惯性力、力矩

2、往复惯性力、力矩

3、发动机的倾覆力矩

由于都是对称设计,旋转惯性力及力矩包括往复惯性力都是平衡的。

但是,相比四缸机,三缸机的一阶和二阶往复惯性力矩是天生不平衡的,车企都会采用各种方法平衡,通常来讲会通过增加平衡轴平衡掉50%,曲轴平衡块平衡掉50%,从而100%平横一阶往复惯性力矩。

三缸机的一阶往复惯性力及力矩

而四缸机只有二阶往复惯性力是不平衡的,有的车企会加双平横轴的方法来减小振动,从设计上讲,相对比较平衡。

以本田为例浅谈三缸发动机

我们把本田1.0T拿出来看看

这款发动机最高扭矩200Nm,最高功率95kW,海外版思域已经搭载(介于国内三缸机的接受程度以及最近本田的机油事件,估计国内还要等等),其50%零件沿用1.5L自然吸气发动机,是一款改良版的发动机。

这款发动机亮点很多

1、油耗相对原1.8L自然吸气发动机大幅下降26%。

附图同时标注了1.0T有更加良好的加速表现。

同样的低比油耗覆盖面积更广,油耗表现更好

2、低速下,输出扭矩表现良好,数据明显优于老款发动机。

最高扭矩出现在2245rpm,同时能够保持最高扭矩90%的输出持续到4500rpm,搞发动机的都知道,低俗高扭容易引起早燃,一直是直喷增压发动机届的难题

3、新技术大量集成

侧置多点直喷,能够高滚流效应,燃烧效果更好

可变气门升程,控制低转速下的气门开度,合理控制扭矩

可变正时系统,更高效控制进排气

电控涡轮泄压阀,精确控制增压速度,泄压速度

阿特金森循环,降低油耗。

4、振动加速度表现略差

发动机悬置侧的振动加速度(从数值上体现震动),4000rpm以下表现略差,在整车上还会增加一些减震措施,整体表现会比数据上好一点。

可以说这款1.0T发动机代表了大多数车企对发动机技术的愿景,在低油耗、优化排放的大背景下,通过各类新技术的加成,优化发动机性能油耗参数,使得更低排量的发动机能够输出更高的参数,小心脏拉动大马车,当然,早期1.0T发动机的不平衡、振动正在通过各类新技术(平衡轴、悬置系统的的优化设计)来改善,舒适、经济性、性价比是车企和客户共同最求的,三缸发动机在长期来看,会得到更广泛的应用。

写点我个人的观点,包括我司的动力总成配置,不在完全任性的按照工程开发自己的想法来做了,同样也有小排量的四缸机供选择,市场不喜欢DCT,那我们就多做AT,都得向金钱低头嘛。

码字不易,点个赞呗,也欢迎发动机同行交流,国六做完了,我们还有国七呢^_^

参考文献

New 1.0 Liter Three-Cylinder Turbocharged Gasoline Direct Injection Engine from Honda by Yu Yoshio…..

来源:知乎 www.zhihu.com

作者:疯狂的罗斯特

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