[ 文:吳中元 ]
就是這么簡(jiǎn)單 看三缸發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
[ 文:吳中元 ]
隨著節(jié)能環(huán)保的要求越來越高,汽車廠商也是對(duì)于動(dòng)力系統(tǒng)絞盡腦汁。這不,現(xiàn)在連發(fā)動(dòng)機(jī)都有被砍掉一個(gè)汽缸的趨勢(shì)……三缸發(fā)動(dòng)機(jī)靠譜嗎?今天就來聊聊這個(gè)話題。
在我們的傳統(tǒng)觀念里,小型家用車使用直列4缸(L4)發(fā)動(dòng)機(jī),行政用車如果追求平順和更大的動(dòng)力,可能會(huì)使用V6發(fā)動(dòng)機(jī),而豪車甚至可能是8缸、12缸等等。隨著車輛科技的快速發(fā)展以及節(jié)能減排要求的日趨嚴(yán)格,發(fā)動(dòng)機(jī)小型化的趨勢(shì)越來越明顯,汽車制造商們無不想方設(shè)法拓展四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的使用范圍。如果總結(jié)一下這種形式的發(fā)動(dòng)機(jī),真是一種“八仙過海各顯神通”的感覺。L4發(fā)動(dòng)機(jī)的排量從我們常見的小型車的1.2L直至上代漢蘭達(dá)的2.7L。而各種復(fù)雜的增壓系統(tǒng)(比如機(jī)械增壓、渦輪增壓、復(fù)合增壓等等)與燃料供給方式(包括進(jìn)氣道噴射、缸內(nèi)直噴、雙噴射系統(tǒng)等等)也都在往L4發(fā)動(dòng)機(jī)上武裝。
那么為什么在上一個(gè)時(shí)期,汽車廠商如此熱衷于提升L4發(fā)動(dòng)機(jī)的性能呢?究其原因,L4發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)還是有其天然的優(yōu)勢(shì)的。出于燃燒效率和排放的考慮,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)都采用四沖程設(shè)計(jì),運(yùn)行中的每一個(gè)循環(huán)包括了吸氣、壓縮、做功、排氣這四個(gè)步驟。不用多說了吧?L4發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)剛好保證了每個(gè)時(shí)間段一個(gè)汽缸做功,由于四個(gè)階
段的受力與振動(dòng)均不相同,這樣四個(gè)汽缸間就剛好相互抵消。
但凡事都有個(gè)極限,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸已經(jīng)變得比一聽可樂還小的時(shí)候,工程師們自然要開始動(dòng)減少汽缸數(shù)的腦筋了。這也就是為什么我們現(xiàn)在逐漸開始看到直列3缸(L3)發(fā)動(dòng)機(jī)走進(jìn)日常家用車。對(duì)于中國(guó)消費(fèi)者來說,接觸比較早的L3發(fā)動(dòng)機(jī)車型應(yīng)該是夏利。這里沒有鞭尸的意思,只是聊L3發(fā)動(dòng)機(jī)確實(shí)繞不開這款經(jīng)典車型。當(dāng)年的L3發(fā)動(dòng)機(jī)給我們的印象就是振動(dòng)噪聲明顯,于是當(dāng)年的三缸夏利盡管省油卻遠(yuǎn)沒有使用L4發(fā)動(dòng)機(jī)的夏利來的體面。甚至能夠駕駛L4發(fā)動(dòng)機(jī)的夏利,也是師傅們吹噓的資本。過于明顯的對(duì)比,也讓消費(fèi)者們深刻記住了L3發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)。如果你還沒忘記剛剛聊過的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造,就能明白這其實(shí)是符合技術(shù)規(guī)律的。
二十年后的消費(fèi)者對(duì)于車輛性能的要求明顯增加,特別是舒適性標(biāo)準(zhǔn)大幅提升。當(dāng)前的形勢(shì)下,汽車廠商如果想要重新啟用L3發(fā)動(dòng)機(jī),就必須解決振動(dòng)噪聲問題。其實(shí)汽車制造商們也明白,要想讓消費(fèi)者接受L3發(fā)動(dòng)機(jī),不僅燃油經(jīng)濟(jì)性要有明顯提升,而且必須保證與L4完全無差異化的平順與振動(dòng)控制。首先解決振動(dòng)的問題,既然L3發(fā)動(dòng)機(jī)
無法自行抵消振動(dòng),就只好為它加裝一個(gè)平衡軸組件。其次,既然使用L3發(fā)動(dòng)機(jī)的初衷是為了提升效率,那就把這特點(diǎn)做到極致,于是在L3發(fā)動(dòng)機(jī)上使用缸內(nèi)直噴與渦輪增壓技術(shù)幾乎是所有開發(fā)三缸發(fā)動(dòng)機(jī)廠商的一致選擇。
新型L3發(fā)動(dòng)機(jī)在平順性與噪聲控制方面都有很大提升,乘坐舒適表現(xiàn)已經(jīng)與L4發(fā)動(dòng)機(jī)無異。
在現(xiàn)在的中國(guó)汽車市場(chǎng)上,常見的使用L3發(fā)動(dòng)機(jī)的車型大致集中在福特、PSA和寶馬這幾家廠商。很湊巧的是,我曾經(jīng)試駕過使用1.0T發(fā)動(dòng)機(jī)的福特翼搏、使用1.2T發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)致308S和使用1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)的BMW2系。通過以上幾款車型的實(shí)際表現(xiàn)來看,應(yīng)該說平順性與舒適性已經(jīng)完全不是L3發(fā)動(dòng)機(jī)的劣勢(shì)了,同時(shí)由于減少了汽缸數(shù)減小了排量,其燃油經(jīng)濟(jì)性還是有明顯優(yōu)勢(shì)的。比較有意思的是,其中標(biāo)致品牌和寶馬品牌都有其成熟的L4缸內(nèi)直噴渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。在標(biāo)致1.6THP和寶馬2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)廣泛使用且口碑不錯(cuò)的情況下,它們推出了排量減少四分之一的L3發(fā)動(dòng)機(jī),好像就是簡(jiǎn)單地削減了一個(gè)汽缸這么容易。當(dāng)然事實(shí)上,其中既要涉及到三個(gè)汽缸運(yùn)行相位的調(diào)整,還要引入新的平衡系統(tǒng),而渦輪增壓器也需要重新選用和匹配,但這種簡(jiǎn)單直接的解決問題思路卻不失為現(xiàn)代研發(fā)的典范。你要小排量,你要低油耗,那我就給你省去一個(gè)汽缸,就是這么簡(jiǎn)單!
小排量帶來的經(jīng)濟(jì)與高效是汽車廠商開發(fā)L3發(fā)動(dòng)機(jī)的原始初衷。