周志華

率先采用三缸發(fā)動機(jī)的廠商們或多或少都背上了老一代三缸機(jī)的“鍋”，但是他們依然做出了這樣的選擇，事實證明或許是一個務(wù)實的做法。

三缸機(jī)恰逢其時的技術(shù)基礎(chǔ)

汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室副主任、清華大學(xué)二級教授宋健認(rèn)為：從上個世紀(jì)八十年代開始的發(fā)動機(jī)電控化導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的動力性、節(jié)能與排放性能有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步。發(fā)動機(jī)的附件系統(tǒng)（包括進(jìn)氣系，燃油供給系，潤滑系，冷卻系，排氣系，啟動/發(fā)電，電控系統(tǒng)）均發(fā)生了重要改變。這就導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的主要性能升功率從40年前的30kW/L左右上升到100kW/L。

另一方面，汽車的輕量化要求發(fā)動機(jī)降低重量，從而降低排量，而汽車的節(jié)能與環(huán)保同樣要求發(fā)動機(jī)降低排量。典型的混合動力系統(tǒng)由發(fā)動機(jī)、電機(jī)、動力耦合裝置和整車控制器等組成，由于整車是由發(fā)動機(jī)與電機(jī)共同驅(qū)動的，因此對發(fā)動機(jī)的功率需求下降導(dǎo)致發(fā)動機(jī)排量下降。

不容小覷的1.0 T

不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)下國內(nèi)汽車市場上搭載三缸發(fā)動機(jī)的量產(chǎn)車型不勝枚舉，如福特新?？怂古c嘉年華等搭載的1.0T三缸發(fā)動機(jī)、東風(fēng)本田十代思域1.0T三缸發(fā)動機(jī)，以及上汽通用別克英朗、GL6等車型搭載的1.0T/1.3T三缸發(fā)動機(jī)等等。

這些三缸發(fā)動機(jī)的個頭、排量雖小，但是技術(shù)含量卻絲毫不打折扣。以通用Ecotec系列三缸機(jī)為例，它們應(yīng)用了12項靜音減振核心技術(shù)。

1.0T排量的Ecotec系列三缸機(jī)與目前市場主流的自然吸氣1.5L排量附近的四缸機(jī)相比，新增了帶電子放氣閥的渦輪增壓器、鐘擺式雙質(zhì)量飛輪、雙氣道噴射DPI、機(jī)油冷卻器和冷卻噴嘴等技術(shù)特征，升級改進(jìn)了中置可變氣門正時、分離式冷卻等多個零件和系統(tǒng)，在性能和節(jié)油方面全面超越四缸機(jī)，發(fā)動機(jī)成本相比主流自然吸氣四缸機(jī)提高了40%，而排量方面差別了50%之多。

全新一代高性能三缸發(fā)動機(jī)在空間方面更加緊湊，更適合與混合動力技術(shù)相匹配，上汽通用已經(jīng)制定了清晰的48V和HEV/PHEV的發(fā)展規(guī)劃，這些技術(shù)可以使得驅(qū)動系統(tǒng)的動力和節(jié)油性能進(jìn)一步提升。

三缸機(jī)也能成為明星產(chǎn)品

從另外一家美國汽車大廠福特的發(fā)動機(jī)序列發(fā)展來看，從2006年到2016年，總的趨勢同樣是從5.0、4.0以上大排量，朝小排量發(fā)動機(jī)這樣一個趨勢。福特1.0L Eco Boost發(fā)動機(jī)曾連續(xù)兩年被評為“沃德十佳發(fā)動機(jī)”，連續(xù)三年獲得“國際年度發(fā)動機(jī)”大獎，連續(xù)六年蟬聯(lián)1.0L以下排量組最佳發(fā)動機(jī)稱號，成為了一款名副其實的發(fā)動機(jī)明星。

提供終身質(zhì)保的三缸機(jī)

今年上半年吉利的銷量非常搶眼，它旗下的兩款主力小排量發(fā)動機(jī)同樣功不可沒。這兩款發(fā)動機(jī)都是三缸設(shè)計：1.0TD發(fā)動機(jī)，最大功率100kW，最大扭矩205Nm，與上一代1.5L自然吸氣發(fā)動機(jī)相比動力性提升32%，搭載吉利繽瑞整車油耗降低了25%；1.5TD發(fā)動機(jī)，最大功率132kW，最大扭矩265Nm，與上一代2.4L發(fā)動機(jī)相比，動力提升17%，搭載博瑞GE整車油耗下降了38%。這兩款機(jī)型均可使用92號以上汽油，排放達(dá)到國6標(biāo)準(zhǔn)。

吉利汽車集團(tuán)動力總成研究院副院長趙福成表示，在吉利集團(tuán)動力產(chǎn)品規(guī)劃中，其中1.5TD，2.0TD是三、四缸共平臺產(chǎn)品，可以在吉利全國布局的5個新工廠共線生產(chǎn)。1.5TD基礎(chǔ)發(fā)動機(jī)是吉利與沃爾沃歷時5年聯(lián)合開發(fā)，在此基礎(chǔ)之上吉利集團(tuán)根據(jù)自身需求，開發(fā)了系列變型機(jī)，包含微混專用發(fā)動機(jī)、，Miller 強(qiáng)混發(fā)動機(jī)，插電混動專用發(fā)動機(jī)，增程專用發(fā)動機(jī)，以及靈活燃料發(fā)動機(jī)。這些變型機(jī)零部件通用化率大于90%，扭矩范圍從215Nm到300Nm。僅僅這個1.5TD發(fā)動機(jī)系列，就可滿足吉利集團(tuán)從A00到B級上百款車的應(yīng)用。基于總體戰(zhàn)略布局，吉利集團(tuán)未來將更加聚焦于混動專用小排量發(fā)動機(jī)開發(fā)，采用平臺化、電氣化，大幅提升熱效率。

吉利這款1.5TD發(fā)動機(jī)采用九大降摩擦技術(shù)，與上一代四缸機(jī)產(chǎn)品相比，摩擦力總體降低了30%。作為三缸機(jī)的另一個優(yōu)點就是排氣干涉小，更快的渦輪響應(yīng)，以及大幅降低早燃傾向，而國六排放法規(guī)對PN提出了更嚴(yán)苛的要求，GPF成為必選，這將大幅增加排氣背壓，三缸機(jī)在這方面的優(yōu)勢將更加明顯；由于三缸機(jī)尺寸小、機(jī)艙布置方便，可以預(yù)留更大空間滿足整車電氣化布置的需求。

在趙福成副院長看來，在二十年前，三缸機(jī)NVH抖動問題是個世界難題，但今天，隨著技術(shù)的進(jìn)步，例如吉利采用了減振平衡軸，四鐘擺式雙質(zhì)量飛輪等最新技術(shù)，已經(jīng)可以完全解決這個振動問題。

在抖動問題之外，三缸機(jī)的可靠性也是廣受質(zhì)疑的點。認(rèn)為三缸機(jī)的可靠性有風(fēng)險的人群不在少數(shù)。這對于吉利來說，卻是不在話下。趙福成表示：吉利所有臺架驗證的標(biāo)準(zhǔn)都與四缸機(jī)完全一致，整機(jī)壽命不小于15年或35萬公里。并且所有的驗證標(biāo)準(zhǔn)都與沃爾沃一致，其中以1000H交變負(fù)荷試驗為例，要求一臺發(fā)動機(jī)在臺架上不間斷運行，不出現(xiàn)任何零部件故障及性能衰減，才認(rèn)為合格。在1.5TD開發(fā)過程中，總計臺架試驗時間超過5萬小時，整車道路試驗累計里程超過1200萬公里。正是因為有大量的驗證數(shù)據(jù)支撐，所以領(lǐng)克新車上市時，吉利有底氣來發(fā)布終身質(zhì)保的售后政策。

增壓技術(shù)的日趨完善為三缸機(jī)插上翅膀

根據(jù)宋健教授的介紹，對于內(nèi)燃機(jī)來講主要就是功率的需求。三缸機(jī)真正快速的提高還是最近一二十年，在此期間發(fā)動機(jī)增壓化奠定了這個基礎(chǔ)。上世紀(jì)八十年代一個3升發(fā)動機(jī)現(xiàn)在很可能通過1.2T這樣一個發(fā)動機(jī)功率就替代了。在這樣情況下，只要有了功率，最高車速差不多就可以定格。至于加速能力、爬坡能力等方面則主要是靠變速箱來進(jìn)行合理的匹配，最后來實現(xiàn)。

福特亞太動力總成產(chǎn)品研發(fā)高級經(jīng)理汪洋先生介紹福特的新技術(shù)時同樣提到了渦輪增壓器。他表示，福特的新模塊提供了滾子搖臂和液壓挺柱，也提供了斷缸技術(shù)，在一定的工況下，一定轉(zhuǎn)速負(fù)載情況下，實現(xiàn)斷缸。而渦輪增壓器變成徑軸渦輪增壓器，在同樣的流速情況下，可以通過比較小的渦輪，實現(xiàn)比較大的壓縮比。

在主動側(cè)由于三缸機(jī)抖動增加30%左右，福特的新車設(shè)計會引入液壓發(fā)動機(jī)懸置，使得被動側(cè)可以有效控制到8.4%，經(jīng)過發(fā)動機(jī)懸置以及增加平衡軸、飛輪之后，整車的隔震率反而提升了16%左右。

拋棄了表面的缸數(shù)優(yōu)勢之后，三缸發(fā)動機(jī)的遍地開花可謂是務(wù)實的突破。