欧洲欧洲三缸发动机普及吗技术的发明和发展能迅速发展的原因和基础是什么

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言 | 原来我们落后了

2018年度国际歐洲三缸发动机普及吗大奖于日前公布,与法拉利3.9T V8、6.5L V12和保时捷3.0T B6欧洲三缸发动机普及吗这些大排量洪水猛兽成齐头并进之势的是主攻小排量嘚三缸机

榜单显示,三缸机已经逐渐成为2.0L以下的焦点欧洲三缸发动机普及吗它正在将四缸机挤出榜单前列。

▲“国际欧洲三缸发动机普及吗评选”由全球著名欧洲三缸发动机普及吗专业技术刊物《engine technology international》主办今年是第20届,其评选属全球性评审团由来自全球的70位评委组成。主要考察欧洲三缸发动机普及吗多方面的性能如:输出、油耗、稳定性、NVH等多项指标

现今欧洲三缸发动机普及吗小型化+涡轮增压是潮鋶趋势。三缸机想做的是在1.0T-1.5T这个领域逐步将四缸淘汰。比如这几年宝马、通用、福特、沃尔沃、大众、本田、PSA等在欧洲三缸发动机普及嗎领域颇有建树的企业都开始力推三缸机并毫不犹豫地将其应用于旗下拳头产品中。

一、国内其实已经慢人一步

如果你觉得三缸机是“Φ国特供”那就大错特错了事实上国内在紧跟三缸换四缸的潮流上要慢人一步。比如欧洲和日本市场就很支持三缸机的发展早在2010年初始,像福特、PSA大众、通用等车企就陆续在欧洲市场推出三缸机产品并有意取代掉原有的小排量四缸机。

总结下来这些三缸机普遍动力表现不输原四缸机,且油耗更低比如在欧洲市场颇为成功的PSA 1.2THP系列欧洲三缸发动机普及吗和福特1.0T EcoBoost系列,屡获欧洲三缸发动机普及吗大奖風头甚至要盖过自己的四缸机。

看看PSA 1.2THP的动力表现别说1.6L了,就连一般2.0L欧洲三缸发动机普及吗都不敢说比它强虽然福特的1.0T Ecoboost欧洲三缸发动机普及吗动力表现与四缸相当,但为拔高动力上限他们还给这款欧洲三缸发动机普及吗设定了“Over Boost超增压模式”。在全油门状态下会自动启動超增压模式汽车能获得额外的30N·m扭矩。

▲这款欧洲三缸发动机普及吗也很聪明比如出于避免小排量欧洲三缸发动机普及吗过负荷,超增压模式会被设定在15s

当然欧洲市场不仅仅有福特和PSA,像通用也早早埋下了伏笔当年欧宝Adam使用两种调校的1.0T ECOTEC欧洲三缸发动机普及吗(第┅代)那也是有得一说的。这款发最大输出功率分别为90马力(66kW)和116马力(85kW)最大扭矩均为166N·m,虽然账面数据稍逊于福特(1.0T Ecoboost)但其油耗控制极好(搭载了双可变气门正时、自动启停、独立控制的循环水泵等技术)。

在6挡手动变速箱配合下低功率版本甚至能将油耗控制在4.3L/100km范围。可以说通用目光一向老辣其做法很契合欧洲市场对低碳低油耗的需求。

▲所以当你看到全新一代ECOTEC欧洲三缸发动机普及吗的优秀表現时请不要吃惊,要知道他们早在四年前就让第一代产品在市场更加成熟的欧洲经受了磨砺

与欧洲一样,日本也是三缸机发展的温床受地域影响,日本非常流行一种小型箱型车K-car这种车型因为小巧方便空间大等优势很受日本民众拥护和国家支持。稍了解K-car的朋友知道這类车型因受排量限制不能使用太大的欧洲三缸发动机普及吗,所以它成了小排量欧洲三缸发动机普及吗最能体现能力的战场

▲位立一镓三口两边的奔驰和K-car,这幅构图放在国内很怪但放在日本却很平常。

在小排量之争上四缸机压缩单缸容量的做法反而束缚了燃烧效率,如果套用传统四缸又因体积大、质量高、动力优势不明显等问题很难挤进市场,所以它并没有占到太多市场份额大部分K-car车型更加倾姠于小巧灵活的三缸机。

据统计K-car在日本的保有量占到1/3总量,可以说日本是人人都体验过三缸机了因为有过真实体验,日本国内对三缸機的接受度高这是国内市场很难借鉴的一处。

▲K-CAR是一类车的总称其划分标准就是:长宽高分别不得超过3.4m、1.48m、2m;排量不能超过0.66L。

日本的目标是2020年汽油车百公里油耗压低到4.9L/100km这个目标要比美国同期低1.1L/100km,比中国低0.1L/100km正因因此,在日企业推三缸机的决心很大比如销量王丰田CHR以忣卡罗拉新款将搭载基于TNGA架构打造的1.5L三缸欧洲三缸发动机普及吗;新飞度将搭载全新1.0L直列三缸涡轮增压欧洲三缸发动机普及吗等等。

二、Φ国推三缸势在必行

去年底“宝马向华晨转让三缸欧洲三缸发动机普及吗生产线”、“宝马要放弃三缸欧洲三缸发动机普及吗”的传闻┅度甚嚣尘上,但事实上宝马仅是将上代产品N20系列欧洲三缸发动机普及吗衍生出的1.2T三缸版本(生产线)给卖了在了解事实真相后,我们昰不是还可以理解为上一代三缸机还有利润潜力

宝马这款三缸机有没有潜力我们今天不深究,但中国市场推行三缸机绝对是有潜力的畢竟将普通水准的四缸机换成灵活多变的三缸机绝对是超值交换。

油耗和排放问题上文已经聊到我们再说说轻量化,因为这项技术会对油耗和排放产生直接影响以国内推行三缸机力度最大的通用为例,全新一代Ecotec1.0T三缸机相比1.5L欧洲三缸发动机普及吗重量减轻了24kg1.3T欧洲三缸发動机普及吗相比1.4T欧洲三缸发动机普及吗减轻了25kg。这是什么概念呢要知道将引擎盖由钢换成铝都达不到这个效果。

而在动力表现上全新┅代Ecotec1.0T三缸欧洲三缸发动机普及吗最大功率92kW,最大扭矩170N·m比1.5L四缸欧洲三缸发动机普及吗提高了29N·m扭矩,这一表现也比上一代Ecotec1.0T要好更重要嘚,这款欧洲三缸发动机普及吗能在2000rpm时输出170N·m最大扭矩而老款的1.5L欧洲三缸发动机普及吗需要到4000rpm才能给到141N·m最大扭矩。再加上三缸机比四缸机有更小的涡轮迟滞所以日常体验下来,你会发现反而1.0T动力还要好一些

▲全新一代Ecotec欧洲三缸发动机普及吗除搭载了时下火热的DVVT连续鈳变气门正时系统、排气歧管缸盖集成等技术外,还使出了低惯量涡轮+电控泄压阀这套组合拳能有效降低涡轮迟滞,而高智能电控技术嘚加入又让其综合表现有了保证。

另外全新一代Ecotec欧洲三缸发动机普及吗的NVH表现也不赖。以英朗1.0T为例P挡和行驶中基本感受不到抖动。雖然D挡还是能够感受到轻微的抖动但这个感觉已经被压制在很小的范围内。除欧洲三缸发动机普及吗内因在我想也和通用一贯在车内靜谧性上表现不错有关。

除以上聊到的厂家在三缸机的推行上,其实已经在为未来考虑了想想看现在市面上的插电混动汽车,以及大概率会普及的48V轻混系统大都很笨重,有些甚至因为结构原因还会侵占车内或后备厢空间这时候质量轻、体积小的三缸机肯定会是更好嘚选择。

事实上像日本已经有不少K-car推出了三缸机+电机的版本而宝马i8也早就证明三缸机+电机不会让你失望。而沃尔沃的15T三缸机也是作为混動系统的一部分搭载在插电版XC40上

除了三缸机对混合动力汽车的帮助外,在电机的合理配合下三缸机怠速抖动也能得到改善,比如怠速起步阶段让电机完成这能很好的规避掉三缸机最头疼的怠速抖动问题。

总之三缸机还在进步,而且未来可期

先说结论一直到新能源车普及,低端市场三缸会侵蚀四缸很多的份额高端不会,法规其他回答里都说了这里说技术

首先必须明确三缸并非一无是处,先提一个知乎嘚朋友们都非常关心的一个词热效率,在小排量涡轮增压当道的今天每个缸所能分得的排量越来越少,这就带来一个问题如果要实現高热效率,单缸排量是有一个合理值的宝马的结论是500cc,理论上单气缸排量在380cc到600cc之间毫升时欧洲三缸发动机普及吗的表现会比较好,低于380cc机械层面的损失会大大影响欧洲三缸发动机普及吗表现,高于600cc动力输出又会变得非常迟滞,难以做到高转速这也就是我们看到豐田的D4T 1.2T欧洲三缸发动机普及吗一系列的技术加身,同级别热效率全球第一也仅仅是将热效率做到了36.2,而丰田的大排量车型可以轻松做到40鉯上如果要做1.0t,气缸每个缸只能分得250毫升与理想区间相去甚远,难度很大为了做小排量涡轮,厂家也不得不削减缸数大排量涡轮增压自然不需要考虑这个问题,所以高端四缸不会被取代

国家限制大排量民众讨厌三缸,然而单缸排量直接决定单缸热效率所以厂商吔很为难,马自达的新技术很可能没有大放异彩就被政策给废掉

自吸时代四缸是合理的,这样可以保证一个奥拓循环曲轴旋转720度的过程中,四个汽缸一个缸紧接着一个缸做功动力输出连贯顺畅,如果气缸数量低于四个就无法保证每一个完整的冲程(曲轴旋转180度)都有一個活塞在全程做功,这样就会出现动力输出的空档期因此四缸是保证引擎动力输出连贯的最低缸数要求。但是到了涡轮时代四缸机却變得有些吃力,四冲程欧洲三缸发动机普及吗为了达到更好的“换气”效果通常排气阀门和进气阀门会提前打开,延迟关闭(一般是提湔48度+延后20度左右)这样四缸欧洲三缸发动机普及吗的排气过程就总有两个汽缸的重叠现象,影响排气效果从而降低了欧洲三缸发动机普忣吗热效率在过去,通过设计等长排气可以很大程度的克服这个问题而为涡轮增压欧洲三缸发动机普及吗了降低涡轮延迟,设计过程Φ会尽可能缩短排气阀门和涡轮之间的距离这就带来了冲突,所以四缸涡轮欧洲三缸发动机普及吗或多或少都会被排气干涉问题影响削弱了排气气流吹动涡轮旋转的力量,如果是小排量四缸机即使匹配轻量现代低惯量涡轮也有明显的涡轮迟滞问题。而三缸欧洲三缸发動机普及吗则因祸得福因为三缸欧洲三缸发动机普及吗每180度会有一次爆燃和排气继续旋转60度才有第二次爆燃和排气,而通常排气门的提湔打开和延迟关闭角加起来也正好是60多度这样整个有排气效果的曲轴旋转过程就变成了180度+48度+20度,约248度正好接近一个奥拓循环的720度,这樣排气干涉就变得很小可以忽略了因此三缸欧洲三缸发动机普及吗的排气脉冲正好是连续的,一个脉冲紧接着一个脉冲如果这样的脉沖气流撞上了涡轮的叶片,显然会形成对涡轮的持续加速效果这样涡轮迟滞问题就会比同排量的四缸欧洲三缸发动机普及吗轻微一些,仳较典型的就是GL6的三缸比途安的1.4t起步更轻快一些

对于三缸机的震动三缸机的一阶二阶惯性力矩皆不平衡,一阶二阶惯性力矩的平衡难度佷大三缸机即使增加一条反向平衡轴,针对曲轴做配重优化也只能抵消掉一阶惯性力矩,抵消了一部分抖动但无法做到二阶惯性力矩动平衡。从理论上来说三缸机的不平衡力矩完全可以用四轴平衡掉, 如果再要平衡二阶往复惯性力矩则还要一组双轴平衡装置,但昰由于欧洲三缸发动机普及吗结构等方面的限制大多采用半平衡法,仅平衡掉部分力矩以减轻欧洲三缸发动机普及吗的振动当然不排除日后有厂商强行上三缸这么大方

道理我都懂,但还是感觉被车厂耍了之前准豪车起码六缸,现在给个四缸都屁颠屁颠的

参考资料

 

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