[汽车资讯]三缸发动机振动大的原因是什么？为什么越来越多的车搭载三缸机？有一个无法否认的事实是：小

有一个无法否认的事实是：小排量涡轮增压三缸发动机越来越多的搭载在中低端车型上了，比如丰田、本田、福特等众多传统车企，甚至连豪华品牌宝马都这么干了。那么这个三缸发动机究竟有什么优点让大家如此的青睐呢？它真的比四缸发动机更省油吗？深受大家诟病的振动大又是怎么回事呢？今天我们就来谈谈这个备受瞩目的三缸发动机，来看看它的工作原理以及优缺点，它的振动是如何产生的，车企选择三缸发动机的原因是什么。

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首先我们来看看什么是三缸发动机。所谓的几缸发动机，是指单台发动机有几个气缸的意思，汽车发动机常用缸数有3、4、5、6、8、10、12缸等。三缸发动机当然就是有三个气缸了。三缸发动机的工作原理与普通的四缸发动机是一样的，它们都是往复活塞式汽油发动机，在工作中都要经历进、压、爆、排四个冲程。不过由于它的气缸数较少，所以工作中的振动会比较大。由于汽油发动机气缸直径和活塞行程的限制，三缸发动机排量不可能做得很大，一般在0.8~1.5L之间。

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其实我们对三缸发动机并不陌生，以前的国民神车夏利就是三缸发动机， 1.0L的排量，最大功率48kw/6000转/分，最大扭矩89N.m/3600转/分。其它搭载三缸发动机的车型还有奥托、天津大发微面等。当然，这些车型无一例外都被淘汰了，主要原因就是这些车型空间小、配置低、三缸发动机振动大、动力弱。此后在相当长的一段时间内，主流车型几乎没有搭载三缸发动机的。

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那么现在三缸发动机为什么有被重新启用了呢？这主要是因为政策导向的原因。现在世界各国都在提倡节能减排，日益严苛的排放法规，限制大排量发动机的发展，并且出台一系列的政策促进小排量发动机的发展，比如消费税。这个消费税是按照发动机排量缴纳的，是在汽车出厂时直接加在车价里面的。以我们最常见的乘用车为例，排气量在1.0升以下的消费税为1% ， 1.0升~1.5升消费税为3% ， 1.5升~2.0升消费税为5% ， 2.0升~2.5升消费税为9% ， 2.5升~3.0升消费税为12% ， 3.0升~4.0升消费税为25% ， 4.0升以上消费税为40% 。所以，排量越小，税费越低，汽车就越有价格优势。

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有人会说了，发动机降排量可以，直接缩小气缸直径或者缩短活塞行程不就行了吗？为什么要减少气缸数呢？从四缸变为三缸，发动机的振动变大，不是更不好吗？其实这就是一个发动机性能选择方向的问题。打一个不太恰当的比喻：三缸机就好像三个成年人在推一个转盘，四缸机就好像是四个中学生在推一个转盘，虽然四个中学生把转盘推的比较平稳，但是没有三个成年人推的有力。对于发动机来说，过小的单缸排量使燃烧室面容比增大，导致热损失加大，发动机热效率降低；另外，小排量多缸发动机需要在较高的转速下才能发出较大的功率和扭矩，对于普通的民用车来说是不合适的。经过数据分析和实验验证，发动机单缸最佳排气量在0.33L-0.5L之间。所以你也可以看到，在汽车上四缸发动机的最小排量是1.2L ，低于这个排量的基本都做成三缸了。

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另外，发动机做成三缸，可以大幅度的降低制造成本。发动机每多一个气缸，就要多一套曲柄连杆机构和配气机构，点火线圈和火花塞也多一个，这些东西的价格可不便宜。另外发动机结构上也会更为简化，可以提高生产效率。此外，还有一些车企的发动机已经形成系列化了，单缸排量固定，发动机排量的增减就是通过增减气缸数来实现的。这方面最明显的例子是宝马，它家的发动机单缸排量都是0.5L ，比如四缸发动机排量是2.0L、六缸发动机排量是3.0L ，等等。继续降低排量，宝马故技重施，减掉一个气缸，变成了1.5L ，这就是饱受大家诟病的宝马X1上的B38发动机。但是对宝马公司而言，直接减掉一个气缸，研发和制造成本要小很多，并且很多零部件都可以通用，也可以提高生产效率。所以，使用三缸发动机对车企来说，是很有益处的事情。

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此外还有一点也非常重要，那就是三缸发动机体积相对较小，特别是在长度上有较大的优势。这种结构使发动机舱内部的布置会更加的从容、合理，前悬架也可以使用更复杂的多连杆。另外现在有越来越多的车型搭载混合动力，它们一般需要在发动机与变速箱之间串联一个或两个电动机，这样就增加了动力总成的长度。使用三缸发动机就可以很好的避免这个问题，它的长度较小，可以留出更多的空间安装电动机。而高燃效的三缸发动机更是增程式混合动力汽车的绝配。

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也许有人会质疑，这么小排量的三缸发动机，动力能满足汽车的行驶需求吗？在这方面其实完全不必担心，现在的三缸发动机与以前的三缸发动机有很大的区别，最主要是涡轮增压技术的普遍使用，大幅度的提高了三缸发动机的功率和扭矩，使它的动力能够满足现在汽车的使用需求。比如宝马1.5T三缸发动机，功率高达110kw ，扭矩高达220N.m ，几乎可以媲美四缸机了；还比如本田的1.0T三缸发动机，功率高达92kw ，扭矩高达173N.m ，比一些四缸发动机还好。再加上一些特殊的调校，使发动机在较低的转速下就可以发出较大的扭矩，所以这种三缸发动机与以前的自然吸气三缸发动机不可同日而语。

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所以你看，三缸发动机可以在保证发动机动力需求的前提下，既可以降低发动机的制造成本，又可以满足国家的排放法规，还在一定程度上减轻了汽车的重量，车企何乐而不为呢？也许这就是三缸发动机应用越来越多的原因吧！

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不过三缸发动机在工作中振动比较大，这是饱受大家诟病的。那么三缸发动机的振动究竟是如何产生的呢？我们能不能采用某种技术手段避免呢？

首先我们来看看发动机的振动是如何发出来的。发动机在工作时，要经历吸气、压缩、做功、排气这4个阶段，其中只有做功冲程产生动力，其余3个冲程不但不产生动力，相反还要消耗部分的能量。所以发动机在实际运转时，曲轴的转速是不均匀的，在做功冲程转速加快，在其他三个冲程转速减慢。在这个过程中，由于燃料在气缸中燃烧产生的压力、曲轴高速旋转产生的离心力、活塞往复运动的惯性力、活塞在上下止点突然换向的惯性力等，这些力不平衡，就使发动机产生了向某一个方向倾倒的趋势，外观表现就是发动机产生了振动。

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对于单缸发动机来说，这些力是绝对无法平衡的，所以单缸发动机振动最大；而二缸发动机有两个活塞反向运动，可以平衡一部分的惯性力，因此发动机的振动就小了很多，但还做不到完全的平衡；四缸发动机有四个活塞，做功可以实现首尾相连，四个活塞分两组相向运动，惯性力在理论上可以完全互相抵消，所以它的振动就非常小了，如果再加上平衡轴，几乎可以将振动完全抵消；而直列六缸发动机的平顺性和振动是所有型式发动机中最好的，它可以实现做功的重叠，并且发动机在运转过程中各种力完全互相抵消，几乎感觉不到振动。早期的奔驰和宝马的六缸发动机，就是这种原理的极致应用。

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那么三缸发动机在工作中是怎样的呢？由于三缸发动机有三个活塞，在工作中这三个活塞的相位相差240° ，因此它们运转产生的惯性力永远不会抵消，所以它的振动是不可避免的。此外，三个气缸做功相差240° ，这样每一缸做功结束后，就会有一个60°的空窗期，在这个期间，发动机是只消耗动力的，所以曲轴运转的不均匀度会更加明显，这也会导致发动机振动增大。就是由于上述两个原因，导致三缸发动机的振动要明显大于四缸发动机和六缸发动机。对于第一种因素来说，可以在发动机中设计平衡轴来抵消往复惯性力；对于第二个因素来说，一般都是给发动机安装更大尺寸的飞轮。不过，当发动机使用一段时间后，各气缸工作不平衡度增大，发动机的振动会更加明显。这也是很多人对三缸发动机有所顾忌的原因之一。

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最后再来说说三缸发动机省油吗？从工信部的油耗来看，对于同一款车型来说，使用三缸发动机确实比使用四缸发动机省油一些，不过省油的效果并没有我们想象的那么好。比如思域的1.0T三缸发动机和1.5T四缸发动机，工信部百公里油耗只差了0.7升，而在实际使用中并没有这么大，只有0.3升左右。还有很多车型，搭载三缸和四缸发动机油耗差不多，甚至油耗倒挂。这主要是因为，三缸发动机的动力弱，在行驶中需要踩更深的油门，导致油耗增高；还有一点是搭载三缸发动机的车型，在发动机和变速箱标定的过程中，需要避开发动机振动较大的转速区间，往往因此也避开了发动机的高燃效区间，这就更加剧了三缸机的油耗。此外，工信部油耗也是不可信的，它采用类似欧盟的NEDC油耗测试方法，汽车在行驶过程中工况是稳态变化的，这样测试的油耗数据对于小排量发动机更有利；而在实际驾驶中，发动机工况是瞬息万变的，小排量发动机由于动力不足，往往需要用油门来补偿，所以油耗可能更高。

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说了这么多，三缸发动机值得购买吗？在这方面有两种直接对立的观点：一种是坚决排斥三缸机，只要是三缸机的车型就不买；另一种是三缸机现在已经比较成熟了，动力足够用，油耗又比较低，是一个比较合适的选择。老侯认为，三缸机不管你认不认可，它都在继续发展，并且技术越来越先进，越来越成熟，有应用越来越广泛的趋势。君子不能逆时代潮流而动，顺应时代潮流发展，明智选择技术成熟的三缸机，我认为是一个非常理性的选择。

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