牛車網 精華 抖動可能是永遠的痛點 三缸發動機止震面面觀

抖動可能是永遠的痛點 三缸發動機止震面面觀

王晉琦 發表于 牛車網 2020.06.09 17:29

最近幾年,大排量的車型越來越少,小排量的三缸機反而如雨后春筍般涌現。對于三缸發動機,絕大多數人還是持不友好的態度。既然很多人都不認可,為什么廠家還要堅持研發和使用三缸機,不同廠家又是如何緩解三缸機抖動的?今天,牛車實驗室就跟您詳細聊一聊三缸發動機那些事兒。

一、三缸發動機并不陌生?

一些年輕的網友可能覺得三缸發動機是一個新鮮物種,但老一輩的車友對三缸機肯定根本就不陌生。早在上個世紀80年代遍布中國大街小巷的出租車天津大發和夏利,都是采用了三缸發動機。原因非常簡單,成本低、油耗低、體積小,符合它們的車型定位。

三缸機在上個世紀末逐漸淡出人們視野,原因正是因為異常抖動,早年間的出租司機肯定深有感觸。只不過那個年代汽車剛剛起步發啊站,大家對于汽車的認知并不深入,信息傳遞并不開放,打一次“的”甚至都像是過節,哪還有精力去研究發動機抖不抖?甚至還以為這是正?,F象。但廠家對于自身的產品肯定更加了解,嚴重的抖動最終阻礙了三缸發動機的發展。

二、是什么原因讓三缸發動機強勢回歸?

環保問題日益得到重視,隨著排放法規的嚴苛,各國都在制定相應的排放政策。很多車主都知道國內《乘用車燃料消耗第四階段》規定,2020年我國乘用車平均燃油消耗量要到5L/100km。簡單來說,如果有一款車平均油耗高于5L,那么就需要一款油耗低于5L的車型來抵消這個平均差,這也是為什么很多合資品牌紛紛貼牌國產的純電動車,例如廣汽豐田ix4、廣汽三菱祺智、廣汽本田世銳,其實都是廣汽傳祺GS4的貼牌車型。

看到這,很多網友肯定想指責國內的排放政策,但其實放眼全球,與中國類似的排放政策還有很多。美國計劃在2020年汽車平均燃油消耗量要低于6L/100km,日本則要達到4.9L/100km。

那么當務之急,如何降低平均油耗呢?第一種方法是研發電動車,電動車的平均油耗是0,可以最大限度拉低平均線,是一勞永逸的方式。但電動車對于很多老牌車企而言就是一片空白,可不像國內的老年代步車一樣說造就造。

第二種方法就是降低油耗,而降低油耗的方式又有兩種,一種是為車輛減重,例如采用全鋁車身,或是優化車身結構等等。有研究表明,車輛自身重量每下降10%,燃油消耗降低約8%,聽起來不錯。但如果再告訴你,一輛車每減重1kg,成本會增加60元,你還覺得劃算嗎?

另一種方法就是更換更加節能的發動機,但開發一款全新的發動機,對廠家來說要面臨的巨額的成本以及漫長的研發周期。舉個例子,一個瘦子肯定要比一個胖子吃得少,那如何讓一個胖子吃得少呢?當然是減肥,而減肥的過程幾乎就是新款發動機的研發過程,具體有多難?減過肥的人自然都懂。

一般來說,汽車的氣缸數與排量和油耗成正相關,氣缸減少,更便于降低油耗。這時,聰明的廠家工程師想出了一個“妙招”,那就是摘掉一個氣缸。既降低了油耗又降低了成本,雖然會影響一些用戶體驗,但綜合成本、效率、研發周期等諸多因素,三缸機還是被廣大車企重新提上日程。

三、三缸機為什么抖動嚴重?

說起抖動,這是任何一款發動機的特性,不然怎么運轉,怎么做功?我們人類的心臟也是一樣,跑步的時候肯定撲通撲通心跳加速,發動機也是一樣的道理。但三缸機的問題是抖動情況更加明顯,更容易傳遞到車內。

為什么三缸機抖動嚴重?這就要從發動機的原理說起。常規的四沖程發動機需要通過進氣、壓縮、做功、排氣四個步驟,四個氣缸剛好對應一個步驟,形成完整的循環。而三缸發動機由于減少一個氣缸,氣缸之間做功的間隙隨之變大,動力銜接就會出現間隔。

除此之外,四缸發動機在運轉過程中,活塞可以處于完全對稱的狀態,四個氣缸完全保持平衡。而三缸發動機在運轉過程中,總會有一個活塞找不到對稱的“伙伴”。動力中斷加上氣缸“單獨做功”無法抵消,三缸發動機的抖動就要更加明顯。而且千萬不要小瞧三缸機的動動問題,如果不能得到很好的抑制,不光震動會傳遞到車內,還會增加零部件的磨損。

四、各個廠家是如何解決抖動的?

1.添加平衡軸

三缸發動機的抖動是正常的物理現象,完全消除難度較大,最簡單的方法是通過后期技術手段進行緩解。在氣缸運動過程中,會產生比較大的往復慣性力,而通過添加平衡軸,可以一定程度上緩解發動機的抖動。

通過添加平衡軸緩解抖動的代表就是寶馬的B系列發動機,而一說到寶馬的三缸發動機,很多人都會問,為什么寶馬的三缸機排量是1.5L?其實就是因為四缸機2.0L,減掉一個氣缸0.5L,就是1.5L這么簡單……

2.優化懸置系統

發動機懸置系統是發動機與車架之間的彈性連接系統,發動機的震動會通過懸置系統直接傳遞到車架上。改變懸置系統,其實就是切斷了發動機震動的傳播途徑。再換句話說,發動機雖然照抖不誤,但只要不傳遞到車內,我們開車時感受不到不就可以了?

優化懸置系統的慣用方法就是更換懸置軟墊,懸置軟墊又叫機腳墊,不少老齡車發動機抖動的解決方案是更換機腳墊。機腳墊的兩端分別連接在發動機和車架上,中間部分是液壓和橡膠材質,如果選用好的材料,是能夠明顯緩解發動機振動的。

3.通過改變機械結構

無論是添加平衡軸還是優化懸置系統,說起來還都是有些治標不治本。而福特則是采用了雙質量飛輪以及具備偏心配重塊的曲柄,讓飛輪和皮帶產生的不平衡與發動機的不平衡進行抵消。所謂“以不變應萬變”,而福特則是“以萬變應不變”。

新一代??怂谷荡钶d三缸發動機,這款車型小編有過體驗,發動機的抖動情況的確可以匹配四缸機。但無奈,目前大家對于三缸發動機普遍還是存有偏見,??怂沟匿N量也是一路腰斬。

全文總結:從廠家的角度而言,發展三缸發動機是一舉兩得的事,既能降低排放,又能節約成本,何樂而不為?現階段,寶馬、本田、通用、福特、吉利是比較熱衷于三缸發動機的,但其實各家對于三缸發動機的態度卻是截然不同。有的廠家顯然將三缸發動機作為日后的發展方向,而有的廠家則僅作為過渡,滿足現期的排放要求即可,未來轉型研發出新能源車后便會放棄。那么您認為,三缸機未來會是小排量發動機的主流,還是注定變成汽車發展史中的匆匆過客呢?

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