《三缸時代》:主流三缸發(fā)動機大橫評
【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】一百多年來,汽車內(nèi)燃機的發(fā)展一直在動力、經(jīng)濟環(huán)保之間尋找平衡點。其中最具爭議性的三缸發(fā)動機,不知道從何時開始也變得活躍起來——從80年代紅遍大江南北,然后逐漸被拋棄,到現(xiàn)在又被大家紛紛撿回來當(dāng)寶貝,難道歷史是在開倒車?
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過去,三缸發(fā)動機在普羅大眾的認(rèn)知里,一直是廉價、低端的象征,大家都覺得缸數(shù)越多的車越高級,動力越好,因此,當(dāng)大家看到諸如V6、V8、V10、W12等符號時,都像打了雞血一樣亢奮。然而,三缸發(fā)動機這個不被大家看好的“先天畸形”選手,如今卻得到各大車企頂尖工程師和國際知名媒體的青睞:在年度國際發(fā)動機評選當(dāng)中,1L-1.4L組別的PSA 1.2T和1.4L-1.8L組別的寶馬1.5T混合動力一直穩(wěn)坐冠軍寶座。它們有一個共同點——沒錯,它們都是三缸渦輪增壓發(fā)動機。而在這個排量范圍內(nèi),我們?nèi)粘K姷降拇蠖鄶?shù)四缸機型卻沒有上榜。汽車行業(yè)這是要變天了?
往復(fù)慣性力矩不平衡始終是三缸的一大缺憾,因此,抖動成為了三缸發(fā)動機一直被人詬病的問題,但工程師卻堅信,先天不足可以通過后天努力來彌補。從前(其實也就是十幾年前),只有在A00級別廉價微型車上才能見到三缸機的身影,如今連20多萬的走量車型也在使用,三缸機是自信到膨脹了嗎?
在節(jié)能減排的大背景下,縮減排量、發(fā)動機小型化成為了大勢所趨,政策的鞭撻讓傳統(tǒng)主機廠不得不馬不停蹄地減排縮缸。92號汽油都直逼7塊5毛了,消費者當(dāng)然熱衷于看到在不犧牲動力的前提下實現(xiàn)低油耗,而最終出現(xiàn)在大家眼前的三缸發(fā)動機,油耗水平真的能如大家所愿嗎?
我們找來了:當(dāng)年微型車界的傳奇——鈴木奧拓,搭載鈴木1.0L自然吸氣發(fā)動機,是過去老舊三缸機技術(shù)的代表;目前的三缸機車型中流砥柱——標(biāo)致408,搭載PSA1.2T發(fā)動機,已連續(xù)四年獲得國際最佳發(fā)動機;20多萬的豪華品牌代表——寶馬3系,搭載寶馬1.5T發(fā)動機,在業(yè)內(nèi)經(jīng)常被當(dāng)做對比標(biāo)桿;今年的當(dāng)紅炸子雞——別克GL6,搭載上汽通用最新Ecotec 1.3T發(fā)動機,代表新生代三缸機車型;還有進可運動退可省油的混動車型代表——名爵eMG6,搭載上汽1.0T插電混動系統(tǒng)等8款車型
我們將從振動及噪音、油耗表現(xiàn)、加速性能、行駛品質(zhì)四大維度進行客觀數(shù)據(jù)測量以及主觀專業(yè)評價,看看目前的主流三缸機車型與前輩們相比,是否有進步,是否值得消費者掏腰包。
本篇文章作為《三缸時代》的開篇,接下來將會先帶大家逛一圈“技術(shù)博物館”,看看三缸發(fā)動機在技術(shù)層面都有哪些改進?為了解決三缸機先天不足的缺憾,聰明的工程師們都做了哪些努力?
三缸發(fā)動機最為致命的問題就是抖動,也常常因為這一個問題就讓大家忽略了它的好。如果非要講明白三缸機的抖動問題,恐怕需要另寫一篇文章才能講明白,為了避免看得一頭霧水我們先來簡單了解一下吧。
而每個氣缸的點火順序不一樣,如果將六缸發(fā)動機每個氣缸的慣性力/力矩疊加之后合力為零,自身能夠?qū)崿F(xiàn)完美平衡。四缸發(fā)動機主要問題是無法消除的二階慣性力,而三缸發(fā)動機由于其缸數(shù)為奇數(shù),一階、二階慣性力矩都不平衡,病癥更為復(fù)雜,更加棘手。
80年代,天津一汽引進了日本大發(fā)微型兩廂車Charade1.0的生產(chǎn)制造技術(shù);接著,經(jīng)過一次換代之后,天津一汽在此基礎(chǔ)上稍加改造推出了紅遍大江南北的夏利TJ7100,真正實現(xiàn)了“華夏得利,中國人得力”的美好愿景。夏利TJ7100所搭載的正是一臺代號為TJ376Q的三缸發(fā)動機(匹配四擋手動變速箱),這臺發(fā)動機是基于大發(fā)CB系列發(fā)動機改進而來的,跟隨夏利直至停產(chǎn)。
這臺發(fā)動機排量為993ml,最大功率38kW/5600rpm,最大扭矩75Nm/3200rpm,壓縮比9.5,結(jié)構(gòu)簡單輕巧。具體有多輕呢?你也許想象不到這臺發(fā)動機只有92kg!只要兩個成年人就可以把它提起來。不過可別小瞧了這臺小小的三缸發(fā)動機,它身上各項技術(shù)配置在當(dāng)時并不落后:這臺三缸直列橫置自然吸氣發(fā)動機采用了水冷、頂置氣門、平衡軸以及雙腔化油器等技術(shù)。
這些還不夠:為了減輕重量,其氣缸蓋采用鋁合金材料制造而成,火花塞布置在靠近燃燒室中心位置,燃燒室形狀也優(yōu)化為多球形,以促進渦流提高滾流比,只不過當(dāng)時計算機仿真分析及技術(shù)水平有限,導(dǎo)致燃燒效率的提升也十分有限——畢竟它的存在,是從無到有的跨越,至于從有到優(yōu),那便是后浪推前浪的故事了。
雖然馬力小到開著空調(diào)上坡都不容易、聲音也十分豪放、抖動程度猶如懶人減脂機,但是生命力卻極其頑強,一度被拿來當(dāng)做模板研究;后來還有研究人員在這臺發(fā)動機的基礎(chǔ)上采用了二次燃油噴射技術(shù),居然還實現(xiàn)了稀薄燃燒!可見這臺發(fā)動機的骨骼精奇,天生就是一副練武好料。
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