有一個無法否認的事實是：小排量渦輪增壓三缸發動機越來越多的搭載在中低端車型上了 ， 比如豐田、本田、福特等眾多傳統車企 ， 甚至連豪華品牌寶馬都這么干了 。 那么這個三缸發動機究竟有什么優點讓大家如此的青睞呢？它真的比四缸發動機更省油嗎？深受大家詬病的振動大又是怎么回事呢？今天我們就來談談這個備受矚目的三缸發動機 ， 來看看它的工作原理以及優缺點 ， 它的振動是如何產生的 ， 車企選擇三缸發動機的原因是什么 。

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[汽車資訊]三缸發動機振動大的原因是什么？為什么越來越多的車搭載三缸機？

首先我們來看看什么是三缸發動機 。 所謂的幾缸發動機 ， 是指單臺發動機有幾個氣缸的意思 ， 汽車發動機常用缸數有3、4、5、6、8、10、12缸等 。 三缸發動機當然就是有三個氣缸了 。 三缸發動機的工作原理與普通的四缸發動機是一樣的 ， 它們都是往復活塞式汽油發動機 ， 在工作中都要經歷進、壓、爆、排四個沖程 。 不過由于它的氣缸數較少 ， 所以工作中的振動會比較大 。 由于汽油發動機氣缸直徑和活塞行程的限制 ， 三缸發動機排量不可能做得很大 ， 一般在0.8~1.5L之間 。

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其實我們對三缸發動機并不陌生 ， 以前的國民神車夏利就是三缸發動機 ， 1.0L的排量 ， 最大功率48kw/6000轉/分 ， 最大扭矩89N.m/3600轉/分 。 其它搭載三缸發動機的車型還有奧托、天津大發微面等 。 當然 ， 這些車型無一例外都被淘汰了 ， 主要原因就是這些車型空間小、配置低、三缸發動機振動大、動力弱 。 此后在相當長的一段時間內 ， 主流車型幾乎沒有搭載三缸發動機的 。

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那么現在三缸發動機為什么有被重新啟用了呢？這主要是因為政策導向的原因 。 現在世界各國都在提倡節能減排 ， 日益嚴苛的排放法規 ， 限制大排量發動機的發展 ， 并且出臺一系列的政策促進小排量發動機的發展 ， 比如消費稅 。 這個消費稅是按照發動機排量繳納的 ， 是在汽車出廠時直接加在車價里面的 。 以我們最常見的乘用車為例 ， 排氣量在1.0升以下的消費稅為1% ， 1.0升~1.5升消費稅為3% ， 1.5升~2.0升消費稅為5% ， 2.0升~2.5升消費稅為9% ， 2.5升~3.0升消費稅為12% ， 3.0升~4.0升消費稅為25% ， 4.0升以上消費稅為40% 。 所以 ， 排量越小 ， 稅費越低 ， 汽車就越有價格優勢 。

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有人會說了 ， 發動機降排量可以 ， 直接縮小氣缸直徑或者縮短活塞行程不就行了嗎？為什么要減少氣缸數呢？從四缸變為三缸 ， 發動機的振動變大 ， 不是更不好嗎？其實這就是一個發動機性能選擇方向的問題 。 打一個不太恰當的比喻：三缸機就好像三個成年人在推一個轉盤 ， 四缸機就好像是四個中學生在推一個轉盤 ， 雖然四個中學生把轉盤推的比較平穩 ， 但是沒有三個成年人推的有力 。 對于發動機來說 ， 過小的單缸排量使燃燒室面容比增大 ， 導致熱損失加大 ， 發動機熱效率降低；另外 ， 小排量多缸發動機需要在較高的轉速下才能發出較大的功率和扭矩 ， 對于普通的民用車來說是不合適的 。 經過數據分析和實驗驗證 ， 發動機單缸最佳排氣量在0.33L-0.5L之間 。 所以你也可以看到 ， 在汽車上四缸發動機的最小排量是1.2L ， 低于這個排量的基本都做成三缸了 。

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另外 ， 發動機做成三缸 ， 可以大幅度的降低制造成本 。 發動機每多一個氣缸 ， 就要多一套曲柄連桿機構和配氣機構 ， 點火線圈和火花塞也多一個 ， 這些東西的價格可不便宜 。 另外發動機結構上也會更為簡化 ， 可以提高生產效率 。 此外 ， 還有一些車企的發動機已經形成系列化了 ， 單缸排量固定 ， 發動機排量的增減就是通過增減氣缸數來實現的 。 這方面最明顯的例子是寶馬 ， 它家的發動機單缸排量都是0.5L ， 比如四缸發動機排量是2.0L、六缸發動機排量是3.0L ， 等等 。 繼續降低排量 ， 寶馬故技重施 ， 減掉一個氣缸 ， 變成了1.5L ， 這就是飽受大家詬病的寶馬X1上的B38發動機 。 但是對寶馬公司而言 ， 直接減掉一個氣缸 ， 研發和制造成本要小很多 ， 并且很多零部件都可以通用 ， 也可以提高生產效率 。 所以 ， 使用三缸發動機對車企來說 ， 是很有益處的事情 。

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此外還有一點也非常重要 ， 那就是三缸發動機體積相對較小 ， 特別是在長度上有較大的優勢 。 這種結構使發動機艙內部的布置會更加的從容、合理 ， 前懸架也可以使用更復雜的多連桿 。 另外現在有越來越多的車型搭載混合動力 ， 它們一般需要在發動機與變速箱之間串聯一個或兩個電動機 ， 這樣就增加了動力總成的長度 。 使用三缸發動機就可以很好的避免這個問題 ， 它的長度較小 ， 可以留出更多的空間安裝電動機 。 而高燃效的三缸發動機更是增程式混合動力汽車的絕配 。

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也許有人會質疑 ， 這么小排量的三缸發動機 ， 動力能滿足汽車的行駛需求嗎？在這方面其實完全不必擔心 ， 現在的三缸發動機與以前的三缸發動機有很大的區別 ， 最主要是渦輪增壓技術的普遍使用 ， 大幅度的提高了三缸發動機的功率和扭矩 ， 使它的動力能夠滿足現在汽車的使用需求 。 比如寶馬1.5T三缸發動機 ， 功率高達110kw ， 扭矩高達220N.m ， 幾乎可以媲美四缸機了；還比如本田的1.0T三缸發動機 ， 功率高達92kw ， 扭矩高達173N.m ， 比一些四缸發動機還好 。 再加上一些特殊的調校 ， 使發動機在較低的轉速下就可以發出較大的扭矩 ， 所以這種三缸發動機與以前的自然吸氣三缸發動機不可同日而語 。

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所以你看 ， 三缸發動機可以在保證發動機動力需求的前提下 ， 既可以降低發動機的制造成本 ， 又可以滿足國家的排放法規 ， 還在一定程度上減輕了汽車的重量 ， 車企何樂而不為呢？也許這就是三缸發動機應用越來越多的原因吧！

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不過三缸發動機在工作中振動比較大 ， 這是飽受大家詬病的 。 那么三缸發動機的振動究竟是如何產生的呢？我們能不能采用某種技術手段避免呢？

首先我們來看看發動機的振動是如何發出來的 。 發動機在工作時 ， 要經歷吸氣、壓縮、做功、排氣這4個階段 ， 其中只有做功沖程產生動力 ， 其余3個沖程不但不產生動力 ， 相反還要消耗部分的能量 。 所以發動機在實際運轉時 ， 曲軸的轉速是不均勻的 ， 在做功沖程轉速加快 ， 在其他三個沖程轉速減慢 。 在這個過程中 ， 由于燃料在氣缸中燃燒產生的壓力、曲軸高速旋轉產生的離心力、活塞往復運動的慣性力、活塞在上下止點突然換向的慣性力等 ， 這些力不平衡 ， 就使發動機產生了向某一個方向傾倒的趨勢 ， 外觀表現就是發動機產生了振動 。

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對于單缸發動機來說 ， 這些力是絕對無法平衡的 ， 所以單缸發動機振動最大；而二缸發動機有兩個活塞反向運動 ， 可以平衡一部分的慣性力 ， 因此發動機的振動就小了很多 ， 但還做不到完全的平衡；四缸發動機有四個活塞 ， 做功可以實現首尾相連 ， 四個活塞分兩組相向運動 ， 慣性力在理論上可以完全互相抵消 ， 所以它的振動就非常小了 ， 如果再加上平衡軸 ， 幾乎可以將振動完全抵消；而直列六缸發動機的平順性和振動是所有型式發動機中最好的 ， 它可以實現做功的重疊 ， 并且發動機在運轉過程中各種力完全互相抵消 ， 幾乎感覺不到振動 。 早期的奔馳和寶馬的六缸發動機 ， 就是這種原理的極致應用 。

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那么三缸發動機在工作中是怎樣的呢？由于三缸發動機有三個活塞 ， 在工作中這三個活塞的相位相差240° ， 因此它們運轉產生的慣性力永遠不會抵消 ， 所以它的振動是不可避免的 。 此外 ， 三個氣缸做功相差240° ， 這樣每一缸做功結束后 ， 就會有一個60°的空窗期 ， 在這個期間 ， 發動機是只消耗動力的 ， 所以曲軸運轉的不均勻度會更加明顯 ， 這也會導致發動機振動增大 。 就是由于上述兩個原因 ， 導致三缸發動機的振動要明顯大于四缸發動機和六缸發動機 。 對于第一種因素來說 ， 可以在發動機中設計平衡軸來抵消往復慣性力；對于第二個因素來說 ， 一般都是給發動機安裝更大尺寸的飛輪 。 不過 ， 當發動機使用一段時間后 ， 各氣缸工作不平衡度增大 ， 發動機的振動會更加明顯 。 這也是很多人對三缸發動機有所顧忌的原因之一 。

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最后再來說說三缸發動機省油嗎？從工信部的油耗來看 ， 對于同一款車型來說 ， 使用三缸發動機確實比使用四缸發動機省油一些 ， 不過省油的效果并沒有我們想象的那么好 。 比如思域的1.0T三缸發動機和1.5T四缸發動機 ， 工信部百公里油耗只差了0.7升 ， 而在實際使用中并沒有這么大 ， 只有0.3升左右 。 還有很多車型 ， 搭載三缸和四缸發動機油耗差不多 ， 甚至油耗倒掛 。 這主要是因為 ， 三缸發動機的動力弱 ， 在行駛中需要踩更深的油門 ， 導致油耗增高；還有一點是搭載三缸發動機的車型 ， 在發動機和變速箱標定的過程中 ， 需要避開發動機振動較大的轉速區間 ， 往往因此也避開了發動機的高燃效區間 ， 這就更加劇了三缸機的油耗 。 此外 ， 工信部油耗也是不可信的 ， 它采用類似歐盟的NEDC油耗測試方法 ， 汽車在行駛過程中工況是穩態變化的 ， 這樣測試的油耗數據對于小排量發動機更有利；而在實際駕駛中 ， 發動機工況是瞬息萬變的 ， 小排量發動機由于動力不足 ， 往往需要用油門來補償 ， 所以油耗可能更高 。

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說了這么多 ， 三缸發動機值得購買嗎？在這方面有兩種直接對立的觀點：一種是堅決排斥三缸機 ， 只要是三缸機的車型就不買；另一種是三缸機現在已經比較成熟了 ， 動力足夠用 ， 油耗又比較低 ， 是一個比較合適的選擇 。 老侯認為 ， 三缸機不管你認不認可 ， 它都在繼續發展 ， 并且技術越來越先進 ， 越來越成熟 ， 有應用越來越廣泛的趨勢 。 君子不能逆時代潮流而動 ， 順應時代潮流發展 ， 明智選擇技術成熟的三缸機 ， 我認為是一個非常理性的選擇 。

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