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解码三缸发动机:技术“黑洞”or销量“噩梦”?

导读: 多数人对于三缸机的印象,还停留在夏利、奥拓等在中国造车初期。彼时,三缸机的“抖动、没力、不可靠”三大标签已深入人心。

【Man哥语】

多数人对于三缸机的印象,还停留在夏利、奥拓等在中国造车初期。彼时,三缸机的“抖动、没力、不可靠”三大标签已深入人心。

然而现在,随着日趋严格的排放要求以及节能趋势,三缸机又重新回到了人们视线当中。在全新技术的改造下,三缸机是否真的越级重生了?

尽管业内专家纷纷表示如今三缸机的技术已今非昔比,再不是早前那个廉价低质的它了,但消费者对于三缸机的抵触却并没有消减。

从一组数据来看,6月,全系搭载了三缸机的别克新款英朗销量为12017辆,同比下滑66.4%;福特翼搏6月销量1592辆,同比下滑45.8%,其中搭载了三缸机的1.0T车系销量248辆,同比下滑91.56%;宝马X16月销量6350辆,同比下滑21.23%,其中搭载了三缸机的二驱1.5T车系销量3301辆,同比下滑46.53%。(销量数据来源于搜狐汽车销量库)

英朗近一年销量走势

甚至包括东风本田、东风标致、荣威、长安以及名爵等旗下部分搭载三缸机的车型系列,其销量均远不及四缸发动机版本。谈三缸机“色变”,似乎已经成为了当下的一个常态。

从目前情况来看,在电气化以及节能减排的大势下,三缸机已经成为传统内燃机的突破口,车企们发展三缸机也成为了一种必然趋势。宝马、通用、大众、丰田等主流车企都在积极布局三缸机产品线,且已陆续搭载在产品上。

三缸机是否真的不可取?车企采用三缸机只是为了缩减成本吗?目前的三缸发动机与四缸差距到底有多大?为什么车企坚持普及三缸机?节能减排没有其他路径可走吗?

下面,Man哥就带大家一起来解惑。

技术之争

事实上,关于三缸发动机和四缸发动机差距的争论从来没有停止过。

三缸发动机只有三个缸体,和市场上的主流四缸机器相比,除少一个缸体之外,还有其他的东西——缺少了气缸的点火、供油、连杆和曲轴、凸轮轴对应部分。显而易见,三缸发动机的运转方式和主流的四缸机也有着不小的差异。

优势是少了一个缸,这使车辆至少可以节约74mm的横向空间,方便机舱发动机布置,重量也可以降低约1/4,而整车的油耗可以进一步的降低。

而劣势由于活塞行程相比四缸机长,所以在高速时,它的外特性表现相比同排量四缸机就比较劣势了,即高速表现没有劲。

除此之外, 三缸机还有个天然缺陷,那就是一阶惯性振动不能彻底的根除。

“具体要看搭载的车型,要看设计和开发的过程是否足够精细,如果是经验比较丰富、技术成熟的厂家,产品在推出之前都会反复验证,做到抖动在可接受的范围,甚至有些和四缸机差别不大。”上海交通大学教授、汽车工程研究院院长徐敏教授表示,随着三缸机技术的日趋成熟,目前市场上部分三缸机产品的性能已经和四缸机不相上下。

也就是说,对于三缸机的技术缺陷,当下车企的技术已经足以使其优化。

但这是否就意味着三缸机可以替代四缸机了呢?

据吉利动力总成研究院副院长赵福成介绍,吉利集团的三缸机和四缸机是同一标准,所有的验证标准都是一致的。

而在三缸发动机的NVH表现上,赵福成表示,吉利集团通过对十二个关键的零部件进行了NVH专项优化,从结构部件的一些NVH优化,到采用了超静音皮带的设计、非正圆的VVT设计、四钟摆式双质量飞轮的设计、减震平衡轴的设计、静音减震曲轴皮带轮的设计、静音高压油泵、自减振喷压设计等等。

在这一技术促进下,发动机怠速时, 领克1.5TD车型车内座椅的振动优于部分品牌搭载的三缸机车型,甚至包括个别四缸机车型。

而从目前情况来看,车企采用优化三缸机的技术路径主要集中在两个方面。一方面,三缸机开发者一般会引入平衡系统,用平衡轴把抖动很好地化解掉。降噪隔震措施也会有效地隔离掉一些微小的震动和噪音。

另一方面,小排量的发动机往往会配备涡轮增压器来提高其动力性能。“尽量让小排量发动机的增压更厉害,产生的动力更强,尤其是起步的时候,要让增压器早一点介入输出动力,这涉及到增压器本身的设计和匹配方面,这些都是开发过程中的深水区,对水平要求很高。”许敏如是说。

事实上,当下部分搭载了涡轮增压器的三缸机的动力输出表现甚至超过了一些传统1.6L,2.0L四缸发动机,比如福特和标致的三缸机近年来也是屡屡的获得全球发动机大奖。

成本之争

如果说技术方面三缸机已与四缸机差距不大,甚至更具优势的话,那么为什么消费者为什么还如此抵触呢?

这其中一个不容忽视的原因就是成本问题。使用三缸机可以缩减成本几乎已经成为一个“公认”的事实。

以宝马为例,华晨宝马1系是宝马品牌在三缸机使用过程中争议最大的一款车型,其20万~30万元的售价区间本来让人很心动,但三缸机的使用让很多消费者觉得不符合宝马的品牌形象。而别克多款应用三缸机的车型也让消费者犹豫。

从表面上来看,三缸机的构造比四缸机缺少一个缸体以及对应部分,确实会使成本下降。但事实是,三缸发动机为了达到四缸发动机的输出能力,在气缸减少、排量降低的情况下,是需要很多新技术的加持以及更多零部件的辅助。在研发三缸发动机时,其所耗费的研发成本、时间、人力、物力乃至于财力都远非四缸发动机可比。

更重要的是,相比小排量四缸发动机,三缸发动机还采用了大量的新技术、新材料、新工艺,以达到不俗的动力性能以及排放指标。

比如别克和PSA的三缸发动机都是采用全铝缸体,而且别克的三缸发动机由于是双喷射系统,光喷油器就装备了6个,成本自然更高。此外,为了全面提升性能,别克的Ecotec 1.0T三缸发动机还具备了电子执行器涡轮增压器、机油冷却器、活塞冷却喷嘴、中置可变正时、横流式分离冷却集成排气歧管等等一系列新技术的加持,这在正常的四缸发动机上是看不见的,正因如此,别克三缸发动机的成本相比四缸发动机提高了40%。

“从研发投入来看,三缸机成本要比四缸机贵得多。开发一款性能优良的三缸机,要解决抖动、噪音、动力不足等问题,对三缸机的优化也会更复杂,这就需要更高的技术水平和研发实力。”有专家认为,就算后期批量生产上成本会略有降低,但三缸机的技术含量也非昔日可比。

路径之争

就中国市场的车企新车而言,如今福特福克斯、福特翼搏、别克英朗、东本思域、雪铁龙C3-XR、标致308、领克02,甚至还有宝马X1和宝马2系旅行车等,都在自家车型上力推小排量涡轮增压的三缸发动机。

而从各车企的规划来看,三缸机的应用已成为节能减排下的必然路径。

按照规划,到2020年,国内要求燃油车百公里油耗降至5升。无论从单机的燃油性还是与混动的适用性,三缸机的表现都优于四缸机。

反观传统四缸内燃机技术,已经遭遇了一定的技术瓶颈。目前主流的四缸机燃油经济性策略主要是通过增加增压比,让燃油更加充分的燃烧或合理控制燃烧过程来实现。然而这两种方式,针对目前的铝合金缸体以及燃烧控制方法都存在一定的极限瓶颈,突破这种技术瓶颈所需要投入的研发成本是极高的。

随着各个厂家在新能源时代,产品发布的逐渐加紧,市场反应却没有达到原本的预期效果,在新能源时代来临的过渡期间内,传统内燃机领域,对于燃油消耗率的逐渐重视,让三缸机成为新能源时代最好的过渡产物之一。

当然,车企并非仅有三缸机一条路径可走。全球车企应对的技术、路线的选择,是传统动力加上微混48V,强混HEV,及插电混动,当然还有一些增程式的应用,包括燃料电池和纯电动。

而在混动系统的适用性上,三缸机由于体积小的优势,能给发动机舱留出更大的空间。

说了这么多,看起来,三缸机确实不输四缸机。但是,在许多车主眼里,这似乎与自身并无太大关系。三缸机再好,也只是朝着四缸机的标准而去,且在价格以及性能方面均无明显优势,而省油一说,也不能弥补“减质”的落差。

对此,Man哥想说,这只是目前消费观念一时间无法转变的结果。随着严苛的排放标准倒逼,无论是消费者还是车企,选择的方向也会随之变化。就像在国外市场,有着严苛的排放标准,三缸机反而更受欢迎。随着技术的不断更迭以及市场环境的变化,谁就能确定三缸机此时不被接受,就一直无法普及呢。


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