随着宝马旗下全新紧凑型SUV——宝马X2在国内亮相,动力方面,其搭载了一台1.5T三缸发动机。小编发现近些年越来越多的车企选择推出搭载三缸发动机的车型,比如我们熟悉的福特福克斯、Smart、本田思域,以及备受瞩目的领克02,还有一直有消息会在国内上市的全新福特嘉年华也将搭载三缸1.0T EcoBoost发动机。
但是三缸发动机在结构和运动受力上不同于我们所熟悉的四缸、六缸、八缸等偶数缸,尤其是近些年购买三缸发动机的用户,纷纷反应有关三缸发动机噪音大,怠速时会抖等问题。但在现今环保跟排放标准越来越严格的背景下,汽车圈未来不可避免的会挂起一股三缸发动机的浪潮。由于很多消费者本身对汽车发动机就不太了解,对于三缸发动机的汽车有点不明觉厉,那么这篇文章小编就从技术角度上为大家解读一下三缸发动机。
简述四缸发动机的工作原理
想要了解三缸发动机的优缺点,就必须先对四缸发动机工作原理有一定了解。
在发动机做功过程中,我们可以把主要运动结构简化为曲轴、活塞、飞轮的运动,而对于质量近乎均匀的飞轮圆盘,可以认为在运动过程中相对自身是平衡的。那么我们只需要关心曲轴跟活塞的动平衡就好了。
一个单位曲拐由一个连杆轴径、左右两个主轴径和左右两个曲柄组成。对于直列发动机来说曲拐数目等于气缸数,比如直列四缸发动机有四个曲拐。对于直列四缸发动机我们可以很清晰的看到每个曲拐在曲轴上都有一个相反方向的曲拐与之对称,使得曲轴在运动过程中的一阶惯性力矩基本平衡,而一阶惯性不平衡力矩是引起发动机抖动与噪音的主要因素。
四冲程发动机曲轴每转两圈(720°)做功一次,对于多缸发动机来说曲轴转过720°过程中每个缸均应做功一次,相邻点火缸的点火间隔角应为720°/缸数,比如直列四缸发动机的点火间隔角为720°/4=180°。(上图点火顺序为1-3-4-2)
在“做功-排气-进气-压缩”四个冲程循环工作中,以180°为曲轴点火间隔角的直列四缸发动机,运动中活塞与曲拐永远存在两个同向、两个反向,再加之在曲轴的720°旋转过程中,总会有一个缸正好处在点火,简单来说就是发动机刚好每时每刻都处在做功过程。从直列四缸发动机的机械构造上来看,其产生的往复惯性力和由该力造成的力矩绝大多数是可以通过后期调校平衡重的方式来平衡掉的。
三缸发动机的技术特点
以通常曲柄曲轴夹角120°的三缸发动机为例,在曲轴运动过程中由于发动机自身平衡系统的的特殊性,其往复惯性力和由该力造成的力矩是不平衡的。
三缸发动机的曲轴夹角分布上与直列六缸发动机的曲轴夹角分布相同,可是转动过程中一号缸和三号缸以第二缸为参考点所产生的往复惯性力距之和不平衡,而这些不平衡惯性力矩也会直接带来发动机的抖动与噪音。
四冲程发动机的做功曲轴转角为180°,三缸发动机每个缸的点火间隔角为720°/3=240°,三个缸做功的总转角为540°。对于点火顺序为1-3-2的三缸发动机来说,还有一个关键的问题就是,在发动机工作过程中曲轴每转两圈(720°)就会出现三个60°组成的180°的燃烧间隔角,也就是说发动机并不是每时每刻都在燃烧,这也会在一定程度上带来发动机声音的不连续性,使驾驶者感觉不舒服。
解决方法
对于三缸发动机的抖动、噪音大等特点,现有的解决方法有,比如:发动机加装平衡轴、主动液压减震、发动机舱隔音加厚等。
头条说:从技术上能看出,三缸发动机如果不加任何技术改进,只是把直列四缸发动机去掉一个缸,那肯定会抖。那三缸发动机的车难道就不能买吗?当然不是,不仅如此有些优化、调校好的三缸发动机,不仅会让人忘记自己的车是三缸发动机,并且随之而来的燃油经济性和动力性也令人欲罢不能。至于都有哪些三缸发动机技术,这些技术都能起作用吗,以及如何选购搭载这些技术的车,小编会在以后文章中为大家详细解读。