既然三缸发动机会抖动,双缸发动机呢,为什么会抖呢
2020-03-25 17:35来源:我爱汽车网阅读量:

因为最近几年来、排放及油耗规则日益的严苛,所以各大车企纷纷开始研发三缸发动机,所以各位朋友也都对三缸发动机或多或少的产生一些了解,当然三缸机先天抖动问题也被大家所了解(先天抖可以通过后天平衡来抑制)!三缸机抖,难道双缸机就不抖?实际上三缸机抖、双缸机抖得更厉害,除了抖之外、双缸机的性能方面同样存在问题!

 

既然三缸发动机会抖动,为什么车企不去打造双缸发动机?

三缸机的抖

现如今、各大车企都将着面临平均油耗不得超过5.6L的这个坎,所以三缸的研发其实就是一个必然;突破这个坎、即便造出的三缸机非常抖(假如不做处理),也能凑合用;而如果没办法突破这个坎,那么连发动机都没办法去生产,所以连用的都没有,这就是规则制约的残酷,所以三缸机是唯一的出路(只是拉低平均油耗,不代表四缸机就不生产了),所以如丰田、本田这样有混动技术的企业、也开始研发三缸机,如丰田三缸1.5T、本田三缸1.0T,其它车系当然也有!

既然三缸发动机会抖动,为什么车企不去打造双缸发动机?

涡轮增压是很好的过度手段

内燃机的研发、要具备合理性

未来内燃机的发展趋势,必然朝着小型化、轻量化、少缸数化、低转速化、高性能化、低排量化去不断发展,而要朝这个方向发展、发动机的高增压化是必然!若是要减少缸数、降低排量、降低转速,那么等同于淘汰自然吸气发动机,因为在这个框架下、自然吸气已经失去了实用性!比如1.5T、可以拽动b、c级车,而1.5L是不可能的(限制高转速、因为会影响排放,这样一来小排量自吸榨取马力、将更加困难)!

既然三缸发动机会抖动,为什么车企不去打造双缸发动机?

双缸发动机

当然未来的内燃机恐怕会被纯电所取代,但未来的事情谁又能说得准?而现如今小排量的三缸增压机这是最好的过渡方式;三缸机虽然抖动,但它至少能实现高效率、高性能、以及更低的油耗,造内燃机、首先要保证这几点框架对吧?至于NVH,那是在内燃机达到上述几点标准后才会去做的事情、是后话;而双缸机连最起码的性能都做不到,还谈什么抖不抖(实际上很抖);未来内燃机避不开涡轮增压、而双缸和涡轮增压天生不适合,所以某车企造出了双缸0.9T增压发动机,马力84匹、试问这机器给什么车用合适?kcar毕竟不是全世界都流行对吧?所以现在双缸机不是为什么不造、而是为什么要造?

既然三缸发动机会抖动,为什么车企不去打造双缸发动机?

配气技术

涡轮增压发动机、需要保证排气连续性

涡轮增压系统是依靠废气来推动的,而各个气缸点火又是有先后顺序的,所以只有各个气缸连续保持不间断的排气效果,才能使增压系统持续、稳定、高效的运行,从这个角度去审视问题可以得出的结论就是缸数越多、越容易保证排气连续性,而三缸机、实际上刚刚做到每循环、全曲轴角度覆盖,所以缸数少到三个还可以勉强保证排气连续性,而双缸、单缸配备涡轮,排气连续性都跟不上、那么涡轮系统效率非常低,所以增压化的意义就不存在了!

既然三缸发动机会抖动,为什么车企不去打造双缸发动机?

内燃机四冲程

单缸机、配涡轮系统

假如现在有一款单缸、四冲程发动机吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程),完成一个循环(四冲完成),曲轴要转两圈、也就是720度;而四个冲程各占曲轴角度180,也就是说排气冲程覆盖曲轴180度,那么剩余的540度在做另外3个冲程,而这三个冲程是没有任何排气的、也就是排气真空期,那么这个阶段该如何维持涡轮系统的功率?简单点说这个过程如何维持废气端涡轮的旋转?

既然三缸发动机会抖动,为什么车企不去打造双缸发动机?

废气中断,增压器的功率就下来了

排气冲程排出高压废气、刚让涡轮转起来,之后的540度曲轴角度、则没有一点废气,那么排气端涡轮的转速会瞬间下降;只有等到下一个排气冲程的到来,才能再次让涡轮转速得到提高;这样一来涡轮效率就上不去了,伴随着的就是歧管压力提不上去、燃烧室平均有效压力提不上去、扭矩表现不会好,此时的性能根本没有、燃油经济性也好不了,这时候还要去考虑它是否抖么、这心得多大?这样的机器是没有研发价值的,抖不抖是后话,要明白机械研发的优先级!

既然三缸发动机会抖动,为什么车企不去打造双缸发动机?

增压系统,需要不间断的废气去推动

双缸机配增压系统

实际上双缸机配备增压系统,同样面临排气连续性问题,上文提到、单缸机只能覆盖180度的排气角度,而存在540度的排气真空期;而双缸能好一些,若单缸排气覆盖180度、那么双缸可以达到360度,也就是发动机在一个循环、曲轴转720度中、有360C是可以保证产生废气推动,可依然还有360度、处于没有废气排出的状态,那么此时该如何保证有动力去推动涡轮系统运行?同样还是存在整整一圈的排气真空期!

即便现如今排气系统先进,利用排气端可变气门正时技术,可以将排气门提前开启、延后关闭,假设排气门提前30度开启、延后30度进行关闭,那么排气冲程覆盖角度可以从180度增加60度而达到240度,这样一来双缸可以覆盖到480度的排气阶段,可以曲轴两圈720度一循环、终究还是剩下240度没有废气排出,依然造成了排气真空期,也就是说在每循环两圈中仍然有三分之一是没有废气排出的,所以双缸机配涡轮、很尴尬,当然可以解决问题、配个小惯量涡轮,可以减少排气真空所造成的问题,可性能也没了;这就是菲亚特打造的那款0.9T双缸涡轮机twinAir弊端,只有84匹的马力,而1.0T三缸可以达到130匹!

既然三缸发动机会抖动,为什么车企不去打造双缸发动机?

三缸机排气覆盖720度,不存在真空

双缸机目前根本没有实际价值

正如鄙人上文所言,如今1.0T三缸、可以轻松实现130PS、甚至更高的马力,它至少可以带动a级车、甚至b级车;而它每个气缸排气可覆盖240度,3个气缸依次可以覆盖3个240C、也就是720度,这样一来就做到全面覆盖,而不存在单缸、双缸的排气真空期,所以即便三缸机有先天抖的问题、但它有实际价值;先保证性能、油耗达标,然后再想办法去抑制抖动问题,这样就可以了;而双缸呢?那根本就不是抖不抖的问题,关键造出个0.9T双缸、只有这84匹马力,这机器给谁用?当然80几匹的马力很适合哈雷摩托,但不适合汽车,或许可以用在kcar,可这玩意适合全球么?朋友们是不是想问为什么不可以打造大排量双缸?单缸最优解是0.5L左右,单缸超过这个排量、排放及燃油经济性又上不去了!

既然三缸发动机会抖动,为什么车企不去打造双缸发动机?

这机器适用面很窄

双缸机到底抖不抖?

都说三缸机抖,没错、不经处理的三缸机确实很抖(后天可以平衡,各大车企谁也不会将没平衡过的三缸机卖给消费者),而双缸机会更抖,摩托没骑过么?骑上一会甚至能把手震得发麻,这是不是抖?实际上双缸机分为同步双缸、异步双缸,如下图所示、这就是异步双缸发动机(两个活塞同上、同下),同步双缸机存在一阶惯性力不为0、而力矩为0,三缸机则是一阶惯性力为0、而力矩不为0,所以三缸机存在的抖动、双缸机同样存在;而当发动机转速相同时,三缸机存在的扭振、远比双缸机要小!

既然三缸发动机会抖动,为什么车企不去打造双缸发动机?

同步双缸机

所以同样是不做处理的双缸机、三缸机,双缸机比三缸机还要抖,当然抖不抖根本不是阻碍双缸机普及的关键,重点在于双缸机目前的使用场景太低;单缸最优框架下、要求当今发动机单缸排量在0.5L左右,而因为双缸机存在排气真空问题,所以配备的涡轮自然不能大(大了推不动,每次断气期间都减速、那么迟滞就没完没了,车还怎么开?),所以涡轮带来的增益太少,所以菲亚特弄出了0.9T双缸机,而马力只有可怜的84匹,这样的性能、不适合当今99%的家用车,拽1.03吨的飞度、这个马力都不够用,所以双缸机目前没有存在意义,只算是个别车企的一种尝试罢了!


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