聊一聊三缸发动机的现状（理性认识三缸发动机）

聊一聊三缸发动机的现状（理性认识三缸发动机）行程此时，进排气门同时关闭，火花塞点火，混合气剧烈燃烧，气缸内的温度、压力急剧上升，高温、高压气体推动活塞向下移动，通过连杆带动曲轴旋转。在发动机工作的四个行程中，只有这个在行程才实现热能转化为机械能，所以，这个行程又称为做功行程。三、燃烧膨胀此时，活塞被曲轴带动由上止点向下上止点移动，同时，进气门开启，排气门关闭。当活塞由上止点向下止点移动时，活塞上方的容积增大，气缸内的气体压力下降，形成一定的真空度。由于进气门开启，气缸与进气管相通，混合气被吸入气缸。当活塞移动到下止点时，气缸内充满了新鲜混合气以及上一个工作循环未排出的废气。二、压缩行程活塞由下止点移动到上止点，进排气门关闭。曲轴在飞轮等惯性力的作用下带动旋转，通过连杆推动活塞向上移动，气缸内气体容积逐渐减小，气体被压缩，气缸内的混合气压力与温度随着升高。

由于节能减排的大势所趋，汽车的发动机小排量化已经成为现实。在一系列新技术和涡轮增压的帮助下，小排量发动机也能爆发出不俗的动力和更为经济的燃油性，确实能够解决问题。在减小排量的过程中，不外乎两种方式，减少汽缸数量和缩小单个汽缸排量，显然前者的效果更明显。而减少汽缸数量的方式也被一些主流厂家采用，比如福特、宝马、PSA等，其中宝马的B38 1.5T曾经引起了广泛的争议。那么，三缸发动机的工作原理与四缸机有什么异同？为什么抖动问题难以彻底解决？而各品牌又是怎样解决这个棘手的问题？今天，侃弟就跟大家一起来解开这些谜题。

三缸发动机的结构原理

三缸发动机的点火顺序是1-3-2，曲轴的曲拐是三个，调角形成120°，虽然只有三个缸，也要完成发动机进气、压缩、做功、排气这四个冲程，我们逐一来看每个冲程的具体动作。

一、进气行程

此时，活塞被曲轴带动由上止点向下上止点移动，同时，进气门开启，排气门关闭。当活塞由上止点向下止点移动时，活塞上方的容积增大，气缸内的气体压力下降，形成一定的真空度。由于进气门开启，气缸与进气管相通，混合气被吸入气缸。当活塞移动到下止点时，气缸内充满了新鲜混合气以及上一个工作循环未排出的废气。

二、压缩行程

活塞由下止点移动到上止点，进排气门关闭。曲轴在飞轮等惯性力的作用下带动旋转，通过连杆推动活塞向上移动，气缸内气体容积逐渐减小，气体被压缩，气缸内的混合气压力与温度随着升高。

三、燃烧膨胀

行程此时，进排气门同时关闭，火花塞点火，混合气剧烈燃烧，气缸内的温度、压力急剧上升，高温、高压气体推动活塞向下移动，通过连杆带动曲轴旋转。在发动机工作的四个行程中，只有这个在行程才实现热能转化为机械能，所以，这个行程又称为做功行程。

四、排气行程

此时，排气门打开，活塞从下止点移动到上止点，废气随着活塞的上行，被排出气缸。由于排气系统有阻力，且燃烧室也占有一定的容积，所以在排气末段，不可能将废气完全排净，这部分留下来的废气称为残余废气。残余废气不仅影响充气，对燃烧也有不良影响。排气行程结束时，活塞又回到了上止点。也就完成了一个工作循环。随后，曲轴依靠飞轮转动的惯性作用仍继续旋转，开始下一个循环。如此周而复始，发动机就不断地运转起来。

发动机的运转的平稳度很大程度决定于曲轴，曲轴旋转质量的不均匀而产生的离心惯性力，会使发动机产生震动。曲轴曲拐（轴颈及两端的曲柄）要尽可能对称均匀，连续做功的两缸相隔要尽量远些，4缸发动机采用1-3-4-2点火顺序，而3缸发动机只能采用1-3-2的点火顺序。

三缸发动机性能优点

1、油耗低。

三缸发动机排量一般都是在1.0-1.5L之间，小排量可以降低油耗，节能减排。同排量发动机，缸数越少，功率输出越少。相同转速下，其单位时间内吸进的空气体积就越少，喷油量也变少，油耗自然变低。玩摩托的都知道600cc的单缸机和600cc的四缸机实际的油耗差距会有多大。

2、轻量化。

三缸发动机少了一组活塞连配气机构，发动机结构简单，体积变小，质量减轻，使得车身整体质量减轻。

3、低成本。

简化的结构使得三缸机的生产成本和维修成都降低了。

4、更少的机械摩擦。

发动机在工作过程中，各零部件之间会产生机械摩擦，这样会损耗一部分能量，减少了机械部件，就会减少机械摩擦带来的能量损失。

三缸发动机性能缺点

1、动力小

气缸和进气量的减少，最直接的影响就是动力，再加上本身三缸发动机一般都是小排量（1.0-1.5L），如果不带涡轮增压，动力就显得较弱。

2、抖动

这是三缸发动机的老毛病，三缸发动机缸数为奇数，但其一阶二阶旋转惯性力和往复力其实是平衡的，但惯性力又会产生相应的力矩，其力矩并不能做到平衡，所以三缸机的一阶二阶惯性力矩皆不平衡，这就奇数缸引擎振动的来源。

3、动力不连贯

同样曲轴旋转720度一个循环，却只能有三个气缸做功，每个气缸做功同样曲轴旋转180度，这样就出现了动力的空档期（下图中灰色部分），前一个气缸到达下止点做功结束，需要等待曲轴再旋转60度，后面一个气缸才能走到上止点继续做功。因此，三缸发动机的出力就是断续式的，节奏就像出力1秒，断续0.5秒，再出力1秒，又停顿0.5秒。

技术改进

最直接的方法是在曲柄上加平衡块，作为配重，保持平衡。除此之外，还有以反向转动抵消曲轴振动的平衡轴设计。如果跳过了平衡轴设计，其实还有在发动机结构上“动脑子”的方式，比如，PSA的1.2T三缸机采用了一个质量较大的曲轴皮带轮，利用皮带轮的转动惯性抵消发动机的振动；又或者是福特EcoBoost 1.0T三缸机，完全去掉了平衡轴，以偏心式飞轮降低振动；而在宝马的1.5T三缸机上，覆盖有一个厚实的罩子，填充了PUR材料，耐高温且弹性很好，预留足够的缓冲空间，以吸收发动机的振动与噪音。

主流三缸发动机与四缸机动力对比

目前市面上，常见的配备了三缸发动机的车型包含有全新福克斯1.0T、雪铁龙C4世嘉/标致308S 1.2T、雷诺卡缤1.2T、Smart1.0T/1.0L、宝马2系/X1/3系/i8所采用的1.5T发动机、MINI ONE 1.2T等。

通过对比可以看出，带涡轮增压的三缸发动机，在动力数据方面是完全可以与自吸四缸发动机媲美，有的甚至更好。从福特EcoBoost1.0T三缸机推出以来，三缸机就打了一个漂亮的翻身仗。福特EcoBoost1.0T和标志雪铁龙1.2T更是荣获今年的“全球十佳发动机”称号。

▌侃弟总结：

三缸发动机并不是新鲜事物，在早期的夏利等车上，我们已经见识过三缸发动机的实力，低油耗、较低的维修成本使得它也获得不少消费者的认可。不过，那个时候的技术毕竟有限，发动机欠缺动力、抖动也是难以解决的毛病。在这个时代，各种新技术的兴起使得三缸机重新又回到人们的视野中，甚至连宝马都加入这个行列，对于降低油耗和排放能够起到实质性的作用，而且，至少在动力输出方面，上面介绍的几款三缸发动机都足够日常所需。争议比较多的还是集中在抖动问题上，确实，这个问题很难从根上清除掉，但是利用治标的方式，比如抵消、平衡或者减震的方式，让消费者感受不到震动，从用户体验上就不会那么令人讨厌了。

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