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从小众到主流 三缸发动机缘何全面逆袭?

时间:2018-07-17 01:00 来源:http://www.sohu.com/a/241561679

原标题:从小众到主流 三缸发动机缘何全面逆袭?

观察近几年汽车发动机的发展趋势,会发现有很多汽车厂商开始打三缸发动机的主意,包括宝马、奔驰、福特、本田、别克、上汽等等,几乎遍及豪华、合资与自主品牌。然而在不少人的认识中,三缸发动机有着这样那样的毛病,例如“抖动”“噪声大”“后劲不足”等等。

一边是汽车厂商对三缸发动机趋之若鹜,一边是市场对三缸发动机怀有迟疑态度。三缸发动机究竟怎么样?

无可否认,受制于三个气缸的结构,三缸发动机相比时下流行的四缸发动机,面临着一些技术难关,但是这并不代表三缸机不会成为主流,毕竟世界上并不存在一款完美的发动机。汽车技术的变革从来不以个人的意志为转移,正像涡轮增压发动机逐渐取代自然吸气发动机,自动变速器日益淘汰手动变速器,车内电子智能部件日益替换机械部件一般,三缸发动机在现阶段的上位也是如此。

每一项新技术也都有一个从萌芽到成熟的过程,期间也伴随着质疑。三缸发动机并不是个新鲜事物,早在十多年前,夏利、奥拓、比亚迪F0这些小型车就曾使用过三缸发动机,但是碍于当时的技术条件以及这些车型自身的定位和形象,导致三缸发动机最初的表现难以令人信服,也因此被戴上了“抖动”“噪声大”的帽子。

时至今日,三缸发动机仍然难以完全为自身正名,但是汽车厂商对三缸发动机的追求也并非盲目为之,而是有着深刻的背景因素。其一是全球各地的环保政策法规日益严苛,更低的油耗、更小的排放成为针对汽车不可逆的硬要求。其二,从燃油发动机上百年的演变来看,其走过了从小排量到大排量、再从大排量到小排量的发展过程,而最近十年,各个厂家都将研发生产更轻量、更小型、更高效和更节能的发动机作为自身技术实力的标志,三缸发动机就是目前最符合这一技术标准的载体。

有不少业内人士已经预言,三缸发动机会在不久的将来成为行业的主流,将被大面积搭载到入门小型车上。作出这样的预测并非基于简单的趋势判断,更是三缸发动机的技术已经到了成熟的节点。

相比目前流行的四缸发动机,三缸发动机有着体积更小、重量更强、更好的低速扭矩以及更少的涡轮迟滞等优势。业界权威的“国际发动机”评选近年来频频垂青于三缸发动机,足以说明三缸发动机的实力。在2018年度的评选中,从1.0L-1.5L排量范围内夺得最佳发动机评价的,无一例外都是三缸发动机。

从被吐槽到受追捧

三缸发动机最初是作为非主流产品而进入中国消费者的视野。十多年前的夏利、奥拓、比亚迪F0等微型车都使用过三缸发动机,目前不少微车也是如此。但是这些车型自身的品控问题以及廉价形象,让三缸发动机的口碑受到影响,人们为三缸发动机贴上了“震动大”、“噪声大”、“后劲不足”的缺陷性标签。

但必须指出的是,当时的汽车厂商采用三缸发动机的一个重要目的在于缩减成本,而没有在技术的追求上做过努力。因此简单地将十年前对三缸发动机的印象套用在目前的三缸发动机身上,认为其“技术落后”,显然不合时宜。

经过十多年的发展,三缸发动机早已今非昔比,在涡轮增压技术、缸内直喷技术、先进的排气技术以及更优秀的NVH以及温控技术等新技术的加持下,三缸发动机获得了技术质变的前提条件。

若再加以仔细推敲,涡轮增压、缸内直喷等等新技术,之所以在近十年来被大规模应用,其背后不可忽视的推动力在于政策与技术的双重驱动。整车厂有技术竞争的需求,而政策方面有全球各地环保法规的压力。从欧美到中国,目前主流的汽车市场都面临着严格的车辆排放法规,中国的要求是2020年乘用车平均燃料消耗量达到5L/百公里,这无形中倒逼汽车厂商集中精力去研发更轻量、高效、节能同时又不失性能水准的新型发动机。

从这个意义上,三缸发动机是汽车动力技术与社会发展到一定阶段的自然结果。即使单看发动机缸数的变化,也不难发现发动机缸数对于发动机性能也不起决定性作用。最初的汽车并没有12缸、10缸、8缸这样的大排量,其顶多只是上个世纪汽车发展历史中的一段插曲。燃油发动机发展近百年,发动机缸数先是从少到多,再从多到少。

近十年,小排量取代大排量、小缸数取代大缸数已经是不可逆转之势。目之所及的是,法拉利、保时捷等超级跑车已经摈弃被奉若神明的自然吸气发动机而转向涡轮增压发动机,而宝马、奔驰等最新推出的D级豪华车也俯身采用了四缸发动机,这些新趋势足以说明问题。

目前不论是豪华品牌还是合资品牌以及自主品牌,对三缸发动机也不单单是处于“研究阶段”,宝马、福特、别克等品牌已经推出了三缸发动机量产车,例如宝马X1、福特福克斯、别克GL6,而奔驰、奥迪、捷豹路虎、沃尔沃、本田、大众等品牌的三缸发动机也即将面世。从汽车厂商的动作来看,三缸发动机将成为不可阻挡的潮流。

甚至还可以预知,三缸发动机也不会只是微型车和小型车的专利,正如四缸2.0L发动机被应用到D级豪华车身上一般,三缸1.5L发动机也将会在部分中高端车型上搭载。

三缸发动机哪家强?

三缸发动机的流行,除了大趋势的发展,最关键也最直接的原因在于其自身技术已经成熟,而技术稳定性也正是其最终能够被市场接受和认可的根本。

世界上并不存在一款完美的发动机。现阶段在行业中占据统治地位的四缸发动机也有不少问题,例如进排气方面始终无法克服气门闭合时机的问题,因此才有为人熟知的涡轮迟滞现象。不过这问题在三缸发动机身上就减弱很多,因为三缸发动机的排气脉冲可以实现连续不断。其次,更高的缸径和冲程,让三缸发动机的低转速扭矩表现相当充沛。此外,三缸发动机更紧凑的结构和更少的机械摩擦,使其热效率也得到提升。

当然,更低的油耗表现才是三缸发动机的杀手锏,其体积小、重量轻、摩擦低等特征决定了这一效果。而在涡轮增压技术的帮助下,三缸发动机能够实现的做功效率并不输于四缸发动机。如此这般,三缸发动机自然成为节能发动机的最佳选择。

而对于“震动大”“噪声大”这些为人诟病的问题,可以说三缸发动机已经有足够多的技术手段来解决。例如通过安装曲轴平衡轴和偏心质量飞轮的方式来增强发动机的运作平顺性。

福特1.0L EcoBoost三缸发动机是这方面的技术佼佼者。福特工程通过特殊的设计,让曲轴与平衡轴形成“双平衡轴结构”,保证了发动机运转的平顺性。而震动方面,福特则通过改进发动机支架系统消减震动力,以及优化质量飞轮转动惯量,从而减少扭矩震动。

福特的这款发动机目前搭载于福特福克斯身上,其自2012年问世以来已经饱受赞誉,曾连续三年获得“国际年度发动机”大奖。它的核心技术在于缸内直喷、可变凸轮轴正时以及涡轮增压,由此实现了输出效能与燃油经济性的双提升,燃油经济性高达20%,并降低15%的二氧化碳排放。从数据上看,该发动机拥有92千瓦/6000转的最大净功率和125马力,以及170牛·米/1500-4500转的最大扭矩,全油门状态下,发动机会切入OverBoost超增压模式,最大扭矩可达到200牛·米,持续时间长达15秒。这一表现已经足以媲美部分四缸1.6L发动机。

除了福特在三缸发动机方面的成就,现在有越来越多的汽车厂家加入到三缸发动机的大军中来。2018年国际发动机评选中,1.0L-1.5L排量的奖项无一例外被三缸发动机夺取,它们分别是大众1.0T涡轮增压发动机、PSA1.2T三缸涡轮增压发动机以及宝马1.5T三缸油电混动发动机。

可以预测,三缸机将会越来越多,三缸发动机取代四缸发动机成为入门级车型以及部分中高档车型的首先,将在不远的将来成为现实。实际上,从更长远的角度,电动车等替代燃料动力技术才是汽车行业的未来,因而而电动化的大潮来临前夕,更具节能优势三缸机才是成为燃油发动机最恰如其分的归宿。


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