三缸vs四缸 一次给你讲明白!

最近几年,大家有没有发现市面上搭载三缸发动机的车型越来越多了?福特,本田,甚至宝马也用上了三缸机,那三缸发动机和四缸发动机的差距是什么呢?今天妖妖就一次性给大家讲明白!

三缸发动机越来越多主要是受了国内双积分政策的影响,一边要减小排放、一边要增加电动化产品。但是在消费者、或者舆论声浪最大的广大网友这边,没有几个人在说三缸机的好,抵触情绪都比较高。

大家对于三缸发动机,不管是否体验过,都会先下个“抖”的结论,如果体验的时候没感觉出来,那就再补一句“几年以后绝对抖”。那三缸机是怎么抖的?首先,大家会觉得三缸机有缺损,或者“瘸腿”,是因为四缸机历史由来已久,深入人心,可是四缸机是怎么来的呢?

发动机里的活塞是个大铁疙瘩,很重的,它在工作的时候上下来回运动,本身就会产生振动。

这时候旁边有个活塞跟它往相反的方向运动,你往上,我就往下。这样就能抵消掉单个活塞上下运动产生的振动。

但是也会引发新问题,因为两个活塞并排,所以在一上一下的时候,就会像打王八拳或者自由泳一样,左右手抡圆了,虽然中心点能保持稳定,但是身体会跟着左右摆动,或者叫扭动。(像自由泳一样,身体左右不断翻动)这时候再给旁边加一对儿活塞,跟它俩镜像运动,就把这个扭动也平衡掉了,正好就成了四缸机。

四缸天然平衡,可三缸机就不行了呀,它的中心点是中间的2号缸,1、3缸就在两边继续打王八拳,还不是抡圆了两只手臂呈180°那种,没有任何反向运行的零件跟它们去平衡。

而且活塞也是总有两个在同向运动,而一个在相反方向运动,两个往上,一个就往下,两个往下的时候,一个往上。

所以三缸发动机就会像跷跷板一样左右摇摆,曲轴旋转一周就发生一次,这个就叫一阶振动,这也是三缸发动机振动的最主要来源。还有曲轴旋转一周发生两次的,也就是半圈一次,就叫二阶振动,以此类推N阶振动等等,但对三缸机的而影响都没那么大。

但现在通过加一根反向旋转的平衡轴、双质量飞轮、优化发动机悬置等方法,已经可以很好地把这种振动抵消掉了。这就是之前有些人做过三缸机盲测,给体验者蒙上眼,不告诉他们这是几缸机,很多人坐在车里根本无法分辨,但依然不影响心理上觉得它抖。

三缸机也有一个无解的BUG,就是做功不连贯。四冲程发动机的4个冲程:吸气、压缩、做功、排气,分给4个缸刚好够用,如果只有三个气缸去分摊,总会出现间隙。这也是为什么三缸机更容易在低转速的时候露馅,比如怠速。

有人会问,现在三缸发动机的问题解决了,那以后会不会出现双缸发动机呢?首先结构上来说,如果发动机只有两个缸,那就是两缸同上同下排列,或者两缸一上一下。之前说了一上一下会发生左右扭动打王八拳。而同上同下,虽然不扭,但是单向的振动就更强烈了,在发动机里塞了个袋鼠,两脚一起蹬。

那双缸发动机咋干活呢?同步虽然活塞同向运动振动大,但至少做功步调还是均匀的。向下面这样1号缸和2号缸同时下行、上行的时候,正好能均匀地把做功冲程的间隔排列开。而异步虽然活塞一上一下,但做功就不连贯了,两个做功冲程总是挨着,感觉上就是连着两下有劲儿,但紧接着又空了两拍,动力断断续续。

对于双缸好像是没有什么好办法了,但其实有一个非常成熟的方案被大家忽略,就是水平对置。除了汽车圈比较有名的斯巴鲁和保时捷在用之外,有些摩托车品牌也有很成熟的水平对置发动机技术,比如宝马R系列、本田GL系列。

因为活塞调转180°,所以原本的同上同下,就变成了向两侧同时伸展或者缩紧,不仅重心低,而且平衡性完美,做功冲程也分布均匀。

那机械问题解决了,钱的问题却解决不了。厂商要赚钱,要压缩成本,而大家想要的双缸是要比三缸更便宜。那这种布局就完全做不到,因为成本太高了!而且发动机总体积也不小,一个缸就要一个单独的缸盖,两个缸体、活塞平摊着,再配上左右张开的进排气管路,如果为了动力再加上一套涡轮,那完全违背了小型化的趋势。

所以妖妖认为接近“完美”的水平对置双缸发动机在汽车上基本不会出现,而直列式双缸机的平衡问题也很棘手,没办法解决,未来可能直接就从三缸转入纯电动了,那你们认为呢?

编辑:王小萌