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解碼三缸發(fā)動(dòng)機(jī):技術(shù)“黑洞”or銷(xiāo)量“噩夢(mèng)”?

2018-07-24 10:46
AutoMan
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【Man哥語(yǔ)】

多數(shù)人對(duì)于三缸機(jī)的印象,還停留在夏利、奧拓等在中國(guó)造車(chē)初期。彼時(shí),三缸機(jī)的“抖動(dòng)、沒(méi)力、不可靠”三大標(biāo)簽已深入人心。

然而現(xiàn)在,隨著日趨嚴(yán)格的排放要求以及節(jié)能趨勢(shì),三缸機(jī)又重新回到了人們視線當(dāng)中。在全新技術(shù)的改造下,三缸機(jī)是否真的越級(jí)重生了?

盡管業(yè)內(nèi)專(zhuān)家紛紛表示如今三缸機(jī)的技術(shù)已今非昔比,再不是早前那個(gè)廉價(jià)低質(zhì)的它了,但消費(fèi)者對(duì)于三缸機(jī)的抵觸卻并沒(méi)有消減。

從一組數(shù)據(jù)來(lái)看,6月,全系搭載了三缸機(jī)的別克新款英朗銷(xiāo)量為12017輛,同比下滑66.4%;福特翼搏6月銷(xiāo)量1592輛,同比下滑45.8%,其中搭載了三缸機(jī)的1.0T車(chē)系銷(xiāo)量248輛,同比下滑91.56%;寶馬X16月銷(xiāo)量6350輛,同比下滑21.23%,其中搭載了三缸機(jī)的二驅(qū)1.5T車(chē)系銷(xiāo)量3301輛,同比下滑46.53%。(銷(xiāo)量數(shù)據(jù)來(lái)源于搜狐汽車(chē)銷(xiāo)量庫(kù))

英朗近一年銷(xiāo)量走勢(shì)

甚至包括東風(fēng)本田、東風(fēng)標(biāo)致、榮威、長(zhǎng)安以及名爵等旗下部分搭載三缸機(jī)的車(chē)型系列,其銷(xiāo)量均遠(yuǎn)不及四缸發(fā)動(dòng)機(jī)版本。談三缸機(jī)“色變”,似乎已經(jīng)成為了當(dāng)下的一個(gè)常態(tài)。

從目前情況來(lái)看,在電氣化以及節(jié)能減排的大勢(shì)下,三缸機(jī)已經(jīng)成為傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的突破口,車(chē)企們發(fā)展三缸機(jī)也成為了一種必然趨勢(shì)。寶馬、通用、大眾、豐田等主流車(chē)企都在積極布局三缸機(jī)產(chǎn)品線,且已陸續(xù)搭載在產(chǎn)品上。

三缸機(jī)是否真的不可取?車(chē)企采用三缸機(jī)只是為了縮減成本嗎?目前的三缸發(fā)動(dòng)機(jī)與四缸差距到底有多大?為什么車(chē)企堅(jiān)持普及三缸機(jī)?節(jié)能減排沒(méi)有其他路徑可走嗎?

下面,Man哥就帶大家一起來(lái)解惑。

技術(shù)之爭(zhēng)

事實(shí)上,關(guān)于三缸發(fā)動(dòng)機(jī)和四缸發(fā)動(dòng)機(jī)差距的爭(zhēng)論從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)。

三缸發(fā)動(dòng)機(jī)只有三個(gè)缸體,和市場(chǎng)上的主流四缸機(jī)器相比,除少一個(gè)缸體之外,還有其他的東西——缺少了氣缸的點(diǎn)火、供油、連桿和曲軸、凸輪軸對(duì)應(yīng)部分。顯而易見(jiàn),三缸發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式和主流的四缸機(jī)也有著不小的差異。

優(yōu)勢(shì)是少了一個(gè)缸,這使車(chē)輛至少可以節(jié)約74mm的橫向空間,方便機(jī)艙發(fā)動(dòng)機(jī)布置,重量也可以降低約1/4,而整車(chē)的油耗可以進(jìn)一步的降低。

而劣勢(shì)由于活塞行程相比四缸機(jī)長(zhǎng),所以在高速時(shí),它的外特性表現(xiàn)相比同排量四缸機(jī)就比較劣勢(shì)了,即高速表現(xiàn)沒(méi)有勁。

除此之外, 三缸機(jī)還有個(gè)天然缺陷,那就是一階慣性振動(dòng)不能徹底的根除。

“具體要看搭載的車(chē)型,要看設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的過(guò)程是否足夠精細(xì),如果是經(jīng)驗(yàn)比較豐富、技術(shù)成熟的廠家,產(chǎn)品在推出之前都會(huì)反復(fù)驗(yàn)證,做到抖動(dòng)在可接受的范圍,甚至有些和四缸機(jī)差別不大。”上海交通大學(xué)教授、汽車(chē)工程研究院院長(zhǎng)徐敏教授表示,隨著三缸機(jī)技術(shù)的日趨成熟,目前市場(chǎng)上部分三缸機(jī)產(chǎn)品的性能已經(jīng)和四缸機(jī)不相上下。

也就是說(shuō),對(duì)于三缸機(jī)的技術(shù)缺陷,當(dāng)下車(chē)企的技術(shù)已經(jīng)足以使其優(yōu)化。

但這是否就意味著三缸機(jī)可以替代四缸機(jī)了呢?

據(jù)吉利動(dòng)力總成研究院副院長(zhǎng)趙福成介紹,吉利集團(tuán)的三缸機(jī)和四缸機(jī)是同一標(biāo)準(zhǔn),所有的驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)都是一致的。

而在三缸發(fā)動(dòng)機(jī)的NVH表現(xiàn)上,趙福成表示,吉利集團(tuán)通過(guò)對(duì)十二個(gè)關(guān)鍵的零部件進(jìn)行了NVH專(zhuān)項(xiàng)優(yōu)化,從結(jié)構(gòu)部件的一些NVH優(yōu)化,到采用了超靜音皮帶的設(shè)計(jì)、非正圓的VVT設(shè)計(jì)、四鐘擺式雙質(zhì)量飛輪的設(shè)計(jì)、減震平衡軸的設(shè)計(jì)、靜音減震曲軸皮帶輪的設(shè)計(jì)、靜音高壓油泵、自減振噴壓設(shè)計(jì)等等。

在這一技術(shù)促進(jìn)下,發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí), 領(lǐng)克1.5TD車(chē)型車(chē)內(nèi)座椅的振動(dòng)優(yōu)于部分品牌搭載的三缸機(jī)車(chē)型,甚至包括個(gè)別四缸機(jī)車(chē)型。

而從目前情況來(lái)看,車(chē)企采用優(yōu)化三缸機(jī)的技術(shù)路徑主要集中在兩個(gè)方面。一方面,三缸機(jī)開(kāi)發(fā)者一般會(huì)引入平衡系統(tǒng),用平衡軸把抖動(dòng)很好地化解掉。降噪隔震措施也會(huì)有效地隔離掉一些微小的震動(dòng)和噪音。

另一方面,小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)往往會(huì)配備渦輪增壓器來(lái)提高其動(dòng)力性能。“盡量讓小排量發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓更厲害,產(chǎn)生的動(dòng)力更強(qiáng),尤其是起步的時(shí)候,要讓增壓器早一點(diǎn)介入輸出動(dòng)力,這涉及到增壓器本身的設(shè)計(jì)和匹配方面,這些都是開(kāi)發(fā)過(guò)程中的深水區(qū),對(duì)水平要求很高。”許敏如是說(shuō)。

事實(shí)上,當(dāng)下部分搭載了渦輪增壓器的三缸機(jī)的動(dòng)力輸出表現(xiàn)甚至超過(guò)了一些傳統(tǒng)1.6L,2.0L四缸發(fā)動(dòng)機(jī),比如福特和標(biāo)致的三缸機(jī)近年來(lái)也是屢屢的獲得全球發(fā)動(dòng)機(jī)大獎(jiǎng)。

成本之爭(zhēng)

如果說(shuō)技術(shù)方面三缸機(jī)已與四缸機(jī)差距不大,甚至更具優(yōu)勢(shì)的話(huà),那么為什么消費(fèi)者為什么還如此抵觸呢?

這其中一個(gè)不容忽視的原因就是成本問(wèn)題。使用三缸機(jī)可以縮減成本幾乎已經(jīng)成為一個(gè)“公認(rèn)”的事實(shí)。

以寶馬為例,華晨寶馬1系是寶馬品牌在三缸機(jī)使用過(guò)程中爭(zhēng)議最大的一款車(chē)型,其20萬(wàn)~30萬(wàn)元的售價(jià)區(qū)間本來(lái)讓人很心動(dòng),但三缸機(jī)的使用讓很多消費(fèi)者覺(jué)得不符合寶馬的品牌形象。而別克多款應(yīng)用三缸機(jī)的車(chē)型也讓消費(fèi)者猶豫。

從表面上來(lái)看,三缸機(jī)的構(gòu)造比四缸機(jī)缺少一個(gè)缸體以及對(duì)應(yīng)部分,確實(shí)會(huì)使成本下降。但事實(shí)是,三缸發(fā)動(dòng)機(jī)為了達(dá)到四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出能力,在氣缸減少、排量降低的情況下,是需要很多新技術(shù)的加持以及更多零部件的輔助。在研發(fā)三缸發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),其所耗費(fèi)的研發(fā)成本、時(shí)間、人力、物力乃至于財(cái)力都遠(yuǎn)非四缸發(fā)動(dòng)機(jī)可比。

更重要的是,相比小排量四缸發(fā)動(dòng)機(jī),三缸發(fā)動(dòng)機(jī)還采用了大量的新技術(shù)、新材料、新工藝,以達(dá)到不俗的動(dòng)力性能以及排放指標(biāo)。

比如別克和PSA的三缸發(fā)動(dòng)機(jī)都是采用全鋁缸體,而且別克的三缸發(fā)動(dòng)機(jī)由于是雙噴射系統(tǒng),光噴油器就裝備了6個(gè),成本自然更高。此外,為了全面提升性能,別克的Ecotec 1.0T三缸發(fā)動(dòng)機(jī)還具備了電子執(zhí)行器渦輪增壓器、機(jī)油冷卻器、活塞冷卻噴嘴、中置可變正時(shí)、橫流式分離冷卻集成排氣歧管等等一系列新技術(shù)的加持,這在正常的四缸發(fā)動(dòng)機(jī)上是看不見(jiàn)的,正因如此,別克三缸發(fā)動(dòng)機(jī)的成本相比四缸發(fā)動(dòng)機(jī)提高了40%。

“從研發(fā)投入來(lái)看,三缸機(jī)成本要比四缸機(jī)貴得多。開(kāi)發(fā)一款性能優(yōu)良的三缸機(jī),要解決抖動(dòng)、噪音、動(dòng)力不足等問(wèn)題,對(duì)三缸機(jī)的優(yōu)化也會(huì)更復(fù)雜,這就需要更高的技術(shù)水平和研發(fā)實(shí)力!庇袑(zhuān)家認(rèn)為,就算后期批量生產(chǎn)上成本會(huì)略有降低,但三缸機(jī)的技術(shù)含量也非昔日可比。

路徑之爭(zhēng)

就中國(guó)市場(chǎng)的車(chē)企新車(chē)而言,如今福特?怂、福特翼搏、別克英朗、東本思域、雪鐵龍C3-XR、標(biāo)致308、領(lǐng)克02,甚至還有寶馬X1和寶馬2系旅行車(chē)等,都在自家車(chē)型上力推小排量渦輪增壓的三缸發(fā)動(dòng)機(jī)。

而從各車(chē)企的規(guī)劃來(lái)看,三缸機(jī)的應(yīng)用已成為節(jié)能減排下的必然路徑。

按照規(guī)劃,到2020年,國(guó)內(nèi)要求燃油車(chē)百公里油耗降至5升。無(wú)論從單機(jī)的燃油性還是與混動(dòng)的適用性,三缸機(jī)的表現(xiàn)都優(yōu)于四缸機(jī)。

反觀傳統(tǒng)四缸內(nèi)燃機(jī)技術(shù),已經(jīng)遭遇了一定的技術(shù)瓶頸。目前主流的四缸機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性策略主要是通過(guò)增加增壓比,讓燃油更加充分的燃燒或合理控制燃燒過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而這兩種方式,針對(duì)目前的鋁合金缸體以及燃燒控制方法都存在一定的極限瓶頸,突破這種技術(shù)瓶頸所需要投入的研發(fā)成本是極高的。

隨著各個(gè)廠家在新能源時(shí)代,產(chǎn)品發(fā)布的逐漸加緊,市場(chǎng)反應(yīng)卻沒(méi)有達(dá)到原本的預(yù)期效果,在新能源時(shí)代來(lái)臨的過(guò)渡期間內(nèi),傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域,對(duì)于燃油消耗率的逐漸重視,讓三缸機(jī)成為新能源時(shí)代最好的過(guò)渡產(chǎn)物之一。

當(dāng)然,車(chē)企并非僅有三缸機(jī)一條路徑可走。全球車(chē)企應(yīng)對(duì)的技術(shù)、路線的選擇,是傳統(tǒng)動(dòng)力加上微混48V,強(qiáng)混HEV,及插電混動(dòng),當(dāng)然還有一些增程式的應(yīng)用,包括燃料電池和純電動(dòng)。

而在混動(dòng)系統(tǒng)的適用性上,三缸機(jī)由于體積小的優(yōu)勢(shì),能給發(fā)動(dòng)機(jī)艙留出更大的空間。

說(shuō)了這么多,看起來(lái),三缸機(jī)確實(shí)不輸四缸機(jī)。但是,在許多車(chē)主眼里,這似乎與自身并無(wú)太大關(guān)系。三缸機(jī)再好,也只是朝著四缸機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)而去,且在價(jià)格以及性能方面均無(wú)明顯優(yōu)勢(shì),而省油一說(shuō),也不能彌補(bǔ)“減質(zhì)”的落差。

對(duì)此,Man哥想說(shuō),這只是目前消費(fèi)觀念一時(shí)間無(wú)法轉(zhuǎn)變的結(jié)果。隨著嚴(yán)苛的排放標(biāo)準(zhǔn)倒逼,無(wú)論是消費(fèi)者還是車(chē)企,選擇的方向也會(huì)隨之變化。就像在國(guó)外市場(chǎng),有著嚴(yán)苛的排放標(biāo)準(zhǔn),三缸機(jī)反而更受歡迎。隨著技術(shù)的不斷更迭以及市場(chǎng)環(huán)境的變化,誰(shuí)就能確定三缸機(jī)此時(shí)不被接受,就一直無(wú)法普及呢。


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