涡轮横行的时代 1.0T三缸机到底靠不靠谱?

1评论 2018-08-27 12:27:26 来源:车质网 作者:张宇 永泰能源大赚22%秘诀

  从2013年福特率先在福克斯和翼博两款车型上搭载了1.0T三缸发动机,时至如今,短短几年的时间里,现在已有多家车企推出了1.0T三缸版本的发动机。像大众、本田、通用、现代等纷纷推出1.0T三缸车型,国产车也不甘示弱,上汽、长安、吉利、一汽、广汽传祺也相继推出了自己的三缸发动机。

  然而,各国品牌之所以都争先恐后的研发小排量涡轮发动机,完全是为了应对即将到来的节能减排环保要求。早在2015年的时候,欧盟就规定:要求到2020年,欧盟范围内所销售95%的新车,二氧化碳排放每公里不得超过95克,否则厂商将会得到重罚。这一超级严苛的排放标准,这让各大汽车厂家不得不拿出相应对策,因此三缸小排量发动机应运而生。

  一般,市面上我们常见的发动机缸数多为偶数,其中最多见的就是四缸发动机。汽车发动机之所以被设计成四缸是因为,发动机气缸工作分为4个冲程,即进气、压缩、做功、排气,曲轴每转动720度时,完成一轮的做功。而当发动机运转时,无论气缸内的活塞处于任何一个工作状态,四个汽缸就像接力赛一样,一个缸紧接着一个缸做功,动力输出连贯顺畅,而且,任何时候发动机左右两边的活塞都始终保持对称,这样在很大程度上减小了发动机在工作时产生的不平衡,从而降低了发动机抖动问题。若如果汽缸数量低于四个,就无法保证每一个完整的冲程中都有一个活塞做功,这样就会出现动力输出的空档期,因此四缸是保证引擎动力输出连贯的最低缸数要求。当然,像V6、V8、V10、V12、W12这样的多缸发动机的连贯性和稳定性自然就不用多说什么了。

  而对于3缸发动机来讲,发动机点火顺序为1-3-2或1-2-3。由于气缸数量为奇数,同样曲轴每旋转720度,却只能有三个汽缸做功,每个气缸做功曲轴也是旋转180度,这样就出现了动力的空档期,前一个汽缸到达下止点做功结束,需要等待曲轴再旋转60度,后面一个汽缸才能走到上止点继续做功。另外,由于发动机汽缸运转左右不均衡,产生的惯性力矩得不到抵消,抖动就会变得很明显。曾经华晨宝马推出过一款1.5T版本的3缸发动机,后来遭到大量客户投诉,并表示发动机抖动难以接受,最后华晨宝马终于坚持不住了,不得不转手把三缸发动机生产线转让给别人。话说,连宝马这样的一线厂商应对三缸发动机抖动问题都难以攻克,其它厂商能行吗?主机厂全力研制三缸机,它的优势又表现在哪里?

  吉利代号为JLF-3G10TD的1.0T三缸发动机

  我们先来看一组数据对比,其实所有厂商在1.0T发动机调校功率上还是各不相同的,其中吉利汽车调校马力为最大,而达到如此马力,当然背后离不开黑科技技术的加持。吉利这颗代号为JLF-3G10TD的三缸1.0T发动机搭载了主流的顶置直喷技术,这种技术不同于侧置直喷,顶置直喷可以使气缸内燃油雾化效果更好,从而达到更充分的燃烧,不过这样的顶置直喷设计对发动机设计布局有很高的要求。不仅如此,这款发动机还配备了双可变正时气门技术、集成式排气歧管、真空泄压阀等技术,这些技术的加载,可以使车辆无论在任何工况下都能拥有最佳的进排气效率。

  不过由于三缸发动机先天的不对称性,所以在发动机抖动上来说是一个不小的考验,而且,吉利的这款三缸发动机并未添加任何平衡轴设计,虽然它还没正式搭载在任何一台吉利品牌的汽车上,但就账面数据而言,这无疑是一台优秀的发动机。不过,即将上市的吉利缤瑞最低配车型将首次搭载该款发动机,关于发动机的抖动问题,待新车上市后,我们会做进一步测试。

  福特EcoBoost1.0T三缸发动机

  相比自主国产三缸发动机,合资品牌福特这台代号为EcoBoost1.0T三缸发动机可谓是享誉盛名,它也算是全球第一个将三缸发动机应用到极致的品牌。从2012年到现在福特已经连续多年斩获沃德十佳发动机1.0T组别最佳三缸发动机称号,在账面数据上,这款发动机已经全面超越1.6L自吸发动机,而且综合油耗更低。光从这一点上来看,福特EcoBoost1.0T三缸发动机已经占据了不少优势。

  在发动机技术上,福特1.0T采用了和吉利1.0T三缸同样的顶置中央缸内直喷技术。另外,该款发动机还使用了空间曲轴、双独立气门、集成式排气歧管、双质量飞轮、可变排气机油泵、双级节温器等技术。其中,最主要的发动机技术在于空间曲轴,福特工程师计算得出力矩不平衡的最大值会在1缸活塞运动到上止点后的30°出现,所以他们将1、3汽缸的曲轴配重快便宜30°,用来抵消力矩,这样就相当于多了一根隐性的平衡轴,从而降低发动机抖动问题。

  三缸发动机的优势

  1.三缸机质量轻、体积小

  厂家之所以给A级或A0级轿车配备三缸发动机,其中最主要的一个原因就是空间问题。我们都知道像A级车或A级以下的车型,车内空间是一个具有很大争议的话题,毕竟轴距长短都在哪儿摆着,如果发动机舱空间控制不够理想,势必会影响车内驾驶人员乘坐的空间,特别是后排乘客的腿部空间。而同排量的三缸机比四缸引擎体积更小,这样在一定程度上就减小了机舱的占用空间,将更多空间应用到驾驶座舱内。此外,三缸机重量也相对更轻一些,这样也能给前置引擎小型车带来更好的轴荷分布,使其拥有更良好的操控。

  2.更低的油耗

  更少的汽缸数会帮助车辆降低油耗,这一点很好理解。因为汽缸数少了,喷油嘴也就少了一个,这样一来油耗自然就会降低。现在市面上搭载三缸发动机的主流车型,工信部百公里综合油耗都在5-6升左右。

  3.更少的机械摩擦

  相比于四缸发动机,三缸机结构更加简单。因为三缸机比四缸机少了一套活塞连杆,少了4只气门和凸轮轴开启关闭机构,所以摩擦部件自然也就减小了。另外,由于缸数减少,曲轴和凸轮轴也变短了,这些组件都是发动机摩擦损耗的最主要部件。机械摩擦损失变少了,也变相提升了发动机的热效率。

  4.更小的涡轮迟滞

  现阶段,小排量增压发动机成了业内的潮流风向标,越来越多的主机厂开始研发小排量涡轮发动机,但小排量增压产生的涡轮迟滞一直是一个很大的问题。一般四缸涡轮发动机为了减少涡轮迟滞,通常会提前打开排气阀门和进气阀门,延迟关闭,这样在汽缸换气时就可以利用气流的惯性形成“扫气”效应。但这样做,缺点也很明显,正因为排气门的提前打开和延迟关闭,四缸发动机的排气过程就会出现两个汽缸的重叠现象,如果排气系统做不好,就会出现严重的排气干涉问题,影响排气效果从而降低了发动机热效率。而三缸发动机则巧妙的躲过了排气干涉问题,此前我们提到三缸发动机会有一个60度的闲置角,而通常排气门的提前打开和延迟关闭角加起来也正好是60多度(提前48度+延后20度),这样在曲轴旋转过程中,排气干涉就会变得很小可以忽略了。因此,三缸发动机的排气脉冲正好是连续的,一个脉冲紧接着一个脉冲,这样对涡轮形成的加速力比较持续,产生的涡轮迟滞问题也就更小。

  5.拥有更好的低扭

  同排量的发动机,缸数越少,扭矩越高。这是因为当汽缸数量越少时就意味着汽缸直径更大,想想两个大小不一的汽缸同时点火,毋庸置疑,肯定是缸头略大的那个爆发出的能量更多了。正所谓汽缸的容积就越大,缸径和冲程也会更大,也就意味着低转速扭矩越大,再配合三缸增压发动机更小的涡轮迟滞,所以,同排量的三缸增压发动机相比四缸低扭会更出色一些。

关键词阅读:发动机

责任编辑:刘洋
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