小排量大功率 三缸发动机走上逆袭之路

小排量大功率 三缸发动机走上逆袭之路

爱卡汽车 2015-06-19 00:05

[XCAR 科技 原创]

回顾以往汽车历史，大排量汽车就是速度与激情象征。在以前我们看到发动机最少也是四缸，六缸或者是八缸。随着发动机技术的进步和日益严苛的排放要求，整个汽车发动机产业都在朝着小排量大功率的方向发展。而三缸发动机在这方面表现的尤为抢眼了，三缸引擎利用先进的燃油缸内直喷和成熟的涡轮增压技术，让它动力甚至超越了传统的1.6L-2.4L四缸引擎，三缸小排量增压引擎正在走上逆袭之路。

一、三缸与四缸发动机优劣势

三缸发动机是指排量集中在1.0L—1.5L之间发动机，三缸发动机相比四缸少一个缸，气缸的摩擦损耗减小了，油耗随之降低。结合铝合金材料运用，三缸发动机体积更小，重量更轻，而它的造价成本也不会太高。综合这些因素，三缸在使用成本上就有很大优势。加上涡轮技术运用，它的动力表现丝毫不逊色于比它排量大的自然吸气发动机。

三缸发动机也有自己缺点，三缸发动机最开始运用时候，大家反馈最多的是它带来的车身抖动和扭矩不足。主要是因为它少一个气缸，进气量变小了，因此就会低扭乏力。而为什么会造成车身抖动呢？说通俗一些，对于四冲程三缸机，几个活塞在做功时，由于它们的曲轴夹角为120°，于是曲轴就较上劲，力量不够均衡，就发生抖动。

谈到四缸发动机，想必大家比较熟悉。它的起步、加速比三缸发动机要好，动力上也比较充沛，发动机的稳定性也优于三缸机。而四缸发动机缸数更多，零件磨损更大，排量和耗油自然就上去了，它的发动机结构也更加复杂。

二、三缸发动机如何克服自身的缺点

为了克服三缸自身弊端，各大厂商也是做足了功夫。随着涡轮增压技术普及，新一代三缸发动机都采用了涡轮增压技术，而且多为低惯性涡轮（在发动机转数很低时就能介入），有些甚至采用了电动涡轮（单独驱动的涡轮，不受发动机转数影响），一定程度上消除了三缸发动机低扭乏力问题。

现在很多三缸涡轮增压发动机的动力输出水平都达到了1.6L、1.8L，甚至2.4L四缸自然吸气发动机的水平。而发动机铝合金等材料使用、有效降低了发动机自身重量。

为了消除车身抖动，以福特为例，它们采取对策是改进发动机悬置系统设计，利用发动机飞轮和前段皮带轮消除振动来达到平衡，这种方法还有效降低了发动机的内部损耗。而宝马、三菱、通用三家车企采用的则是另辟蹊径，它们在发动机内安装平衡轴，让它们以曲轴相反的方向转动，从而抵消振动。这种方法消除振的效果明显，也比较耐用，同时发动机内部消耗也会偏高。

三缸与四缸发动机优劣势

三、三缸发动机实际运用

1、1.5T宝马三缸发动机

宝马将自己发动机进行家族式模块化，而宝马三缸发动机就是模块化下产物。我们可以将它理解为少一个气缸的代号N20的直列四缸发动机，或者是一半的代号为N55的直列六缸发动机。或许你觉得这也太简单了，但是事实就是如此。

这台代号B38的1.5T发动机除了在排量上和其他发动机不同外，其技术装备和参数基本保持相同。在未来，宝马发动机模块化的基础就是保持每一个气缸的容积为0.5L，通过增减气缸的数量来达到产品的多样化。

面对的宝马不断砍缸的行为，开始大家都有点怀疑宝马意图是什么？放着动力充足发动机不用，现在走起小排量路线。事实上它的这种“砍缸”的行为是种降低成本和节油的不错方式。而且1.5T的动力毫不示弱，对于日常完全够用。它最大功率达到了170kW，最大扭矩320Nm。

之前的宝马帮助PSA集团开发出了1.2THP三缸发动机，但是宝马1.5T引擎最大功率时的转速比PSA 1.2THP要低，而峰值扭矩转速范围也比PSA的更宽广，即便是排量大了0.3L，宝马1.5T的燃油经济性照样可以与PSA 1.2THP的相媲美。

2、PSA 1.2THP发动机

PSA集团推出的这款1.2THP涡轮增压发动机早在2014年11月广州车展上就已经亮相。该发动机采用了200Bar高压缸内直喷技术、双VVT正时等新技术，百公里油耗约为5.2L。其最大功率为100kW（136Ps），最大扭矩为230Nm，在同级别小排量发动机阵营中占有很大优势。

这款由PSA和宝马共同研发的发动机，它为了提升三缸引擎的运转平顺性和减少发动机振动，PSA的1.2THP运用了大质量惯性曲轴皮带轮、去耦式平衡轴齿轮、无声平衡轴系统等先进技术。值得一提的是，在平衡轴从动齿轮上增加去耦橡胶圈的设计，在其他发动机上并不多见。

虽然这款发动机采用了正时皮带，但是其正时皮带表面采用了类特氟龙材料，寿命做到了与发动机同寿命，和正时链条相比，正时皮带在运转时也更为安静平顺。

三缸发动机的实际运用

四、三缸发动机中的佼佼者

1、福特1.0T EcoBoost直喷三缸发动机

福特1.0T Ecoboost发动机自2011年法兰克福车展亮相以来，便在各类发动机大奖评选中屡获殊荣。它是沃德十佳20年来首款三缸发动机，在2013年和2014年更是连续两年将国际最佳发动机评选中的1L组别和无排量限制的国际最佳发动机两项大奖。

EcoBoost表示的是涡轮增压、缸内直喷以及双独立可变气门正时三大技术，这款发动机数据方面完爆主流的1.6L自然吸气引擎，扭矩更是超出了传统的2.0L引擎一大截。这台Ecoboost 1.0T发动机有两个较为特殊的设计结构：无平衡轴和浸油式的正时皮带设计。浸油式正时皮带可以提高稳定性、减小噪音、延长使用寿命。

运用了无平衡轴的1.0T三缸EcoBoost发动机与传统的三缸发动机相比，结构设计上有着不小的突破。EcoBoost 1.0T去掉了传统三缸机中的平衡轴，而在飞轮与皮带轮上采用“不平衡”设计，以简化结构并获得更加合理的配重。同时它也减小发动机震动，避免爆震。

2、日产1.5T DIG-T R三缸发动机

这款是专门为赛车研制三缸发动机，它是由日产运动和赛事部门（NISMO）打造，排量为1.5L，最大功率可达298kW（400Ps）、最大扭矩380Nm，如此惊人的数据堪比大排量V8发动机，而它仅重40kg。

这主要是得益于涡轮增压技术使其拥有惊人的扭矩和功率，它采用了全铝的材质配合高度耐热的碳纤维，使它的体积非常小，重量也非常轻，它和背的书包差不多大，而且一个成年人可以轻松的抱起它，这款发动机被用在了日产ZEOD RC赛车上。

3、大众的1.0T三缸发动机

最近，大众发布了它的1.0L三缸TSI涡轮增压引擎。这款发动机的最大升功率达到了200kW（272Ps），最大扭矩达到了270Nm。对于这样的数据，着实有点让人吃惊。这可是一般2.0T发动机的动力标准。

据说它与那台装载在UP小车身上的EA211发动机相近，但却额外增加了一套Mono-Scroll单涡流涡轮，还有大幅优化汽油喷射系统与电控模组，因而输出峰质高达200kW同时还有效提升燃烧与运作的双重效率。有资料显示，这款发动机很有可能率先装载在高尔夫、polo等小车上，不过具体上市日期还不明确。

如此的动力上的压榨，大众一定在优化燃烧上、机械结构、轻量化、控制策略和润滑冷却等方面下了很大功夫。相信这款发动机不仅是在动力上的提升，在平顺性等其它方面上也能有很好的表现。

编辑点评：三缸发动机随着技术发展，在不断克服自身的不足，三缸发动机逐步成为发动机领域举足轻重角色。它的出色的油耗和充沛动力，刚好符合现在低碳、节约、环保的理念，以后相信会得到更多人的认同。这次大众全新1.0T的发动机，强大动力也给我们带来了不小的惊喜。

三缸发动机中的佼佼者