
现在的汽车界,越来越多的主机厂开始陆续推广三缸发动机,就连大家公认的豪华品牌也参与其中。遥想20多年前,国民家轿老夏利就是三缸,后来随着汽车越来越亲民,四缸发动机挤掉三缸全面占据了10万级家用车市场。如今随着排放法规越来越严,三缸机又卷土重来,甚至出现在二三十万的车型上。对于三缸机能不能买,汽车圈有两种极端的观点,一种是见三缸就*制抵**,把三缸车视为Low的代名词,是万恶之源,一定不能买;另一种是利用当今科技水平远超20年前等论据当借口,拼命给三缸机洗白,把三缸机吹得和四缸一样好。实际情况到底如何呢?掌柜给大家分析一下……
“抖”是难以逾越的物理瓶颈

懂点汽车常识的人一定知道,“抖”是三缸发动机的原罪。因为现在的发动机都是四冲程的——吸气,压缩,做功,排气。每进行一个冲程,活塞带动曲轴旋转180度,4个冲程活塞两上两下,曲轴转720,视为一个运转周期。但是,四个冲程中只有做功冲程才推动曲轴加速转动,其余三个冲程都是靠惯性转动,总体上是在减速。这种一快三慢的转速不均匀就会导致震动。
对于四缸机,只要让每个气缸间隔180度依次点火,就可以让曲轴在一个完整周期(即四个冲程)720度里的做功冲程首尾相连。每个瞬间都有一个气缸处于做功冲程,同时4个活塞的位置在任一时刻都是对称的,从而使曲轴转速保持均匀,力矩保持平衡,获得基本的平顺。而对于三缸机,曲轴在一个周期内做功冲程最多只有480度,所以无法保证曲轴在一个完整周期内匀速转动,再加上气缸运转位置永远不对称,平顺性和四缸机比有着先天不足,而且是难以逾越的物理瓶颈,现阶段用任何弥补手段也达不到四缸机的水平。不管气缸点火次序怎么调,三缸机的曲轴始终有240度处于无做功时段,换句话说,三缸机和四缸机相比存在动力中断,同转速下不仅振动比四缸机大,声浪的颗粒感也更强,更粗糙。随着人们对生活水平的要求越来越高,这种明显拉低车子运转品质的特性很容易引起车主和乘客不爽。

X1 的横置三缸机

318Li的纵置三缸机
其实,不同三缸车的NVH也千差万别,甚至同一款发动机搭载在不同车上也不一样。比如宝马的1.5T三缸机,在318上的NVH表现就比X1 18Li和国产三厢118i上好不少,简直不像同款发动机。当然,318也只是在三缸机里算好的,和四缸的320还是没法比。
既然三缸有这么一大难以弥补的缺点,为什么车企还前赴后继地上马呢?有些人解释说是迫于油耗和排放压力不得已而为之,大家可别上当——三缸机本身和省油完全没有因果关系。这种观点其实是在偷换概念,把三缸机和小排量混为一谈。首先,我国工信部现阶段的油耗测试方法采用的是欧洲的NEDC循环。这种方法的测试工况过于温柔,都是缓加速,所以特别有利于小排量涡轮增压车型跑出低油耗。三缸机汽缸数少,往往就意味着排量不大,至少目前乘用车里没有超过1.5L的。所以你看一款车三缸机的工信部油耗不高,那是排量小的功劳,不是三缸的效果。如果是同技术年代、同排量、同进气方式的两款发动机,汽缸数少的非但不能更省油,反而又可能更费油。
为什么这么说呢?如果排量不变只减少缸数,尽管三缸机零件数比四缸机少,汽缸数变为原来的3/4,但是别忘了,在同样转速下,它每个气缸的工作量还是四缸机单个气缸的4/3呢(即每个缸工作量增加1/3)。不仅如此,单缸容积、活塞、气门等零件的规格和及其工作量也都是四缸机的4/3。所以这方面实际上并没有节省什么。
这还仅仅是发动机硬件层面的情况,到了实际装车上路之后,三缸机因为NVH的物理瓶颈,主机厂对ECU做标定的时候,当经济运转区间和差NVH区间重合时,为了不牺牲舒适性,不让车的行驶品质显得掉价,只能牺牲油耗为平顺让路了。比如低转速高负载(大油门)工况,本来是有利于省油的,但是三缸机在这种情况的振动让人难以忍受,工程师就只能通过变速箱换挡拉高转速等方式来规避这个情况。

发动机万有特性图,越接近红圈中心表示越省油
我自己对比过宝马改款前1.6T四缸的316和现在的1.5T三缸318,它们动力参数一样,变速箱也一样,但318i行驶中的基本不低于1500转,而且稍稍深踩油门就会积极降挡,把转速拉到2000转以上。而316i巡航转速可以低到1100转,转速拉到2000转以上需要油门踩得更深。
之家的实测油耗也很说明问题:316Li用的是老款N13B16发动机,在晴天34度高温下(高温不仅要持续开空调,而且对涡轮增压机的燃效也是不利的),实测油耗百公里7.3L;而318Li的新一代B38发动机在阴天23度舒适温度下,实测油耗百公里7.5L。排量小了,发动机新了,缸数少了,还没开空调,结果油耗不降反升。这就是三缸机所谓的省油?


在我看来,车企用三缸机的真正原因,一是节约成本,尤其是宝马的B系列模块化发动机,单缸排量0.5L。以2.0T四缸为基准,少做一缸就是1.5T三缸,多做两缸就是3.0T直列六缸,不同排量发动机的零件完全同用。另一个原因是优化空间,尤其是横置发动机,做成三缸可以缩短发动机长度,机舱的横向空间就能更好地装下当今自主品牌流行的单电机P2结构的插电混动系统。要知道,如今的车企需要大幅提高新能源车的销量,来满足国家的排放政策。单电机P2布局的混动系统恰恰是最能短平快生产的混动结构。这样一来,混动结构的布局空间更宽松了,而电动机平顺、低扭强劲的优势刚好弥补了小排量三缸机动力和平顺性的不足。两者各取所需,还能跑出一个漂亮的工信部油耗,何乐而不为。
