三缸怎么防抖动的(三缸抖到你怀疑人生)

说起三缸发动机,你能想到什么?估计大多数人第一反应想到的就是怎一个"抖"字了得,各位甭管开没开过三缸机型的车,光看各种铺天盖地的报道和评测,感觉三缸机就是天生爱抖者,抖到让你怀疑人生的那种抖。

甚至有不少论调已经将这个问题上升到产品品质和质量层面,好像三缸机就等同于偷工减料……

在具体解析三缸发动机之前,小编要先来解释一下,如果真的是偷工减料,那肯定是在消费者不容易发现的方面,谁会蠢到直接明目张胆地减去一个气缸,然后招来所有人黑?

三缸怎么防抖动的(三缸抖到你怀疑人生)(1)

销量才是各大汽车厂商的命脉,所有的重大改变都是为了凸显技术优势,提升产品品质,让产品具备更多的市场竞争力,从而获得更多的认可与市场份额。厂家大力推广三缸发动机车型的初衷也是如此。

所以,"偷工减料"的论调显然站不住脚。如今的三缸发动机技术,更加高效节能、事半功倍,是技术发展的正面体现。就以福特的1.5T三缸机为例,其具备了包括动态可变缸技术、可变气门正时技术、涡轮增压 双喷射系统、集成式排气、变排量机油泵、电控式活塞冷却喷嘴以及铝合金铸造的轻量化等技术优势。这些技术优势无疑都是提升三缸机动力表现和燃油经济性的重要法宝。

动态可变缸技术,简单来说,福克斯的可变缸发动机可在14毫秒内实现两缸与三缸的切换,两缸时更省油,三缸时动力更好。加速时使用三缸,4.5s就能完成0-60km/h的加速,城市使用中红绿灯起步加速飞快。匀速行驶时,转速和负荷满足一定条件,14毫秒瞬间停止一缸运转,两缸工作,很省油。福克斯1.5T的车型,综合工况油耗低至5.5L/100km。

技术上来说:同等排量的情况下,三缸结构拥有排气干扰减少的先天优势,缸内新鲜空气更多,低速扭矩表现更充沛。速度、转速和载荷满足一定条件时,可关闭一缸运转。停缸后的工作缸负荷提高,节气门和气门增大,充气效率提高,泵气损失减小。工作缸从燃油效率低的低负荷变为了燃油效率高的中高负荷。燃烧室总面积减少也减低传热损失。非工作缸变成空气弹簧,损耗降至最低,且无机械损耗。

三缸机到底抖不抖?

任何发动机在做功的时候都会产生抖动和噪音,可别说你见过纹丝不动就能让车跑起来的燃油发动机。

三缸怎么防抖动的(三缸抖到你怀疑人生)(2)

至于抖动是否厉害,其实是一个受综合因素影响的问题。具体包括发动机的平衡轴技术,机脚减震材料,以及发动机的布局形式以及其他隔音减震措施等,任何一个环节不到位,都有可能会让发动机的抖动显得非常厉害。

也就是说,发动机的抖动和具体几个缸没关系。所以并不是发动机的缸数越多,抖动就会控制得越好,如果平衡轴技术,机脚减震材料等方面出现问题,四缸、六缸、八缸都会抖到让你怀疑人生。所以说,这个锅不应该只让三缸机来背。

但为什么三缸机看上去"更抖"?

相信上面讲述的那些大家都懂,但还是会有人觉得三缸机就是比四缸机抖动幅度大,这又是为什么呢?

首先我们来说说三缸机的基础构造。其实三缸机并不是什么新鲜的玩意,与四缸机一样,也是采用了活塞做功的方式,结构和原理都和四缸机非常相似,只不过是做功的气缸数量比四缸少了一个,不管从做功形式还是气缸排列的角度,三缸机与四缸机的差别不大,同属于L型活塞式。

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至于说三缸机看上去"更抖",则是因为相对于四缸机,三缸机少了一个缸体。为了达到四缸甚至超越四缸的做功水准,三缸机的每个缸体需要更快的做功频率,由此给人一种"抖动幅度大"的错觉。

其实,做功频率快和抖动幅度大完全是两个概念,这就好比人在剧烈运动的时候,心脏跳动的频率肯定要比平时更快,这是为了保证人体的正常供血。但此时心脏本身跳动的幅度并没有什么变化,并没有跳出原本的位置。

同样的道理,为了保证做功的顺畅,三缸机每个缸体的做功频率比四缸机更快,但抖动幅度并没有变大。相反,由于减少了一个缸体,发动机整体的重量和体积都得以减少,做功的热损失减少,由此更加高效节能,燃油经济性也得到了保障。

三缸机的抖动可否被抑制?

即便刚才解释了三缸机抖动明显的原因,但无可否认的是,同等条件下的三缸机还是比四缸机更加明显。那么这样的情况能否被遏制呢?答案是可以的。

以福特Ecoboost发动机为例,为了减少三缸发动机的噪音和振动,福特利用曲轴和重块的偏置,重置一定的角度,再加之平衡轴,皮带轮和飞轮也偏离一定角度,来减缓震动的明显程度。

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发动机缸内的活塞在上下运动时,会产生力矩,这就是一阶惯性力矩;活塞的运动也会带动相连的连杆运动,形成了更加复杂的二阶惯性力矩。三缸机不平衡的一阶二阶惯性力矩也会在一定程度上增强抖动的明显程度。

对于这一点,福特的三缸机在曲轴方面下了些功夫:曲轴的曲柄之间采用角度为120°的设计,形成空间曲轴结构。同时在1、3曲柄上的配重块重心偏移30°,可以极大程度抵消不平衡的力矩,就像是安装了一根平衡轴一样。

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说到平衡轴,这里要明确一点。福特1.5T发动机匹配的传统系统与之前的1.0T发动机在国内销售时匹配了不同的传动系统,分别是AT和DCT以及MT变速箱,其中与自动变速箱匹配的1.0T发动机加入了平衡轴的设计,而DCT和手动挡车型取消平衡轴,而是使用了双质量飞轮。

对于配备了平衡轴的车型,福特工程师能够准确计算出三缸机在运转过程中的不平衡力矩大小和相位,并设计反相位平衡轴进行不平衡力矩补偿和抵消,由此达到减缓抖动的效果。

至于配备了双质量飞轮技术的福特发动机,其具体的减抖方式就是将自身一分为二,一部分为主动飞轮依旧与曲轴连接,另一部分成为与变速器相连的从动飞轮,由此可以提高变速器的转动惯量。两部分之间是环形的油腔,内部加装的弹簧减振器并将两部分连接。弹簧减振器就是双质量飞轮的减振秘诀。

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此外,三缸机一般都会进行三点式的悬置设计,悬置也以液压式悬置为主。福特的三缸发动机还在橡胶配方和金属构件方面下了很多功夫,以此让整个悬置的隔振和过滤效果更好。不仅如此,福特还在发动机外壳上加入了PUR foam,也就是聚氨酯泡沫,这种材质同样可以缓解发动机在运转过程中的振动感和噪音。

不仅如此,福特在发动机可变气门正时技术方面同样也融入了减震手段。虽然关于可变气门正时技术现在比较普遍,但福特的三缸发动机在凸轮轴方面的设计还是有一些自己独特的亮点。比如这台发动机的凸轮轴采用了模块化集成设计理念,也就是将凸轮轴和汽缸盖合二为一,成为一个整体。

与传统的凸轮轴不同,福特这一套"新产物"因为同轴性高,因此摩擦损失会减少,同时凸轮轴前端采用了滚动轴承,进一步降低了摩擦。摩擦降低不仅可以减少能耗,提高燃油经济性,还能再一定程度上降低噪音和抖动感。

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总结:

综上所述,为了将抖动进一步抑制,福特在三缸发动机投入了大量的精力,不仅有效抑制了抖动,还提升了发动机的燃油经济性与动力性能。这才是三缸发动机正确的打开方式。甚至可以说,随着节能减排的时代主题不断深入人心,三缸发动机将会是未来的技术趋势。相对于所谓的"抖动",高效节能所带给汽车行业的积极作用更大、正面影响也更加深远,更何况所谓的"抖动"也能通过上述各种技术手段被抑制到最低限度。

由此可见,很多人对于三缸发动机的偏见完全是站不住脚的,根本不存在什么品质问题,三缸机是时代发展的正面产物,没有什么让人不放心的技术隐患。当然了,追求精益求精一直都是工业发展的重要方向,三缸机的发展也是如此,只有搞好NVH,尽最大可能减少"抖动"感,才能让这款机型获得更多人的认可,也能在确保燃油经济性的同时带给驾乘者更加上乘的驾乘体验。

相信只要做好各方面的细节工作,三缸机的综合表现肯定能够超越现在普遍存在的四缸机,包括动力表现、燃油经济性和驾乘感受等诸多方面,那么就不存在"谈三色变"的现象了。

所以说,不论三缸还是四缸,能让驾乘者满意就是好样的,至于发动机有几个缸这种问题,谁又会在意呢?

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