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三缸機缺陷明顯,為什麼不縮小四缸機?廠家:造的出來也不好用
2023/02/13

隨著國六時代的到來,相關監管部門對于汽車排量的要求也越來越嚴格,因此小排量三缸機進入很多廠商的視野,就連寶馬3系這樣的產品都開始使用1.5T三缸機,由于物理結構的關系,三缸機因為少了一個缸的關系,在物理性上很難達到一個平衡,因此三缸機的抖動相比于四缸機,要明顯的多,其實這是物理性的天然缺陷,并不是廠商偷工減料,只不過有些廠商通過外部緩震墊、內部平衡桿,能夠平衡和抵消三缸機的抖動,比如寶馬。那麼既然三缸機至少有抖動這一天然缺陷很難解決,為什麼不通過縮小四缸機,讓四缸機滿足三缸機的排量要求,這樣不就解決三缸機的抖動問題呢?

在解釋這個問題之前,我們必須要了解排量的概念,以四缸機的排量為例,VL=Vh×i=(S*π*D2/4)*4,其中Vh代表氣缸工作容積,i代表氣缸數目,那麼如果同等排量的四缸機變成三缸機,那麼則意味著Vh的數目變大,也就是工作容積變大,反之,容積變小。

那麼回到剛才的問題,為什麼很多的1.5T發動機可以是四缸也可以是三缸,但是對于1.0L/T以下排量來說,只能是三缸結構?如果把四缸發動機的排量直接下降到1.0L/T以下,便會是發動機的轉速變高,我們都知道,發動機長期保持高轉速,必然導致發動機的壽命變短,而將類似1.0T三缸機的排量四缸機上,需要做的工作就是把發動機的氣缸體積做小,方活塞上下運動的行程變短,使發動機的轉速變高,做功變快,但是這回導致發動機的低扭變差,壽命變短。

如果我們需要舉一個例子的話,我們相信F1賽車是一個非常貼切的例子,可能在大多數人的印象里,F1賽車的簡直不能再快,事實上,一般的F1賽車可以在2.5秒內破百,5秒內達到200km/h的時速,那麼發動機的排量是不是很大呢?

其實F1的排量并不大,目前國際汽聯對于F1賽車的排量限制就是1.6T,你沒有看錯,不是6.1T,而是1.6T,當然它們有一個非常霸氣的名字—超級發動機,類似于電腦超頻輸出的意思,這些超級發動機的最大馬力可以超過800馬力,達到1000馬力左右,因此這些發動機才能有2.5秒以內破百的能力。

那麼一般的家用車上,1.6T的發動機會使用多少個缸呢?幾乎大家毫無疑問的回答,四缸啊,這麼小的排量,用上六缸機,這不是浪費資源嗎?事實上在F1賽車上,1.6T發動機用的就是V6結構,其實道理就和三缸機的排量用上四缸機一樣,1.6T發動機用上六缸機之后,每個氣缸工作容積變小,活塞活動的行程變短,那麼這些超級發動機就需要時刻保持高轉速來獲得更高的扭矩,F1賽車的怠速轉速大約為5000轉,是不是很高?我們家用車到了6000轉,就已經進了轉速紅線區了,而F1賽車的最高轉速可以達到15000轉,如果一台家用發動機可以踩到這個轉速,那麼發動機蓋可能早就上天了。

當然這些超級發動機的動力這麼強悍的代價除了材質更貴之外,就是報廢率特別高,一般的車隊,一輛F1賽車一個賽季換五六個發動機,是稀松平常的事兒,而且在這樣的轉速和使用條件下,F1一次進站加油的油量為60L,4km的賽道可以跑23圈,也就是說60L油跑92公里,計算下來,百公里油耗達到了65L,當然這還是在賽道流量限制的情況下,如果全油門跑,百公里超百升的油耗非常正常。

我們通過一個極端的例子,就能看出將這種本該使用三缸機的小排量,強行改成四缸機會有什麼樣的后果,其實也很簡單,也就是發動機的低扭降低,這也是為什麼同樣是1.5T發動機,很多三缸機的扭矩會更大;同時發動機的壽命會減少,油耗增加,所以為了達到一個相對比較正常的使用效果,對于小排量發動機,只能使用三缸機器,對于三缸機的抖動問題,只能通過其他方式進行抵消。

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