郭永昌得罪了谁 广告:三缸机到底得罪了谁 从实招来

【太平洋汽车网 沈阳车市】全新宝马1系运动轿车上市已经有一段时间了,大家对其热议程度可不算小的。对于全新的UKL前驱平台——用实用性换掉操控性大家好像还能接受,但是今天我们不聊车子本身,而是聊聊大家关心的问题——采用B38 1.5T三缸发动机的一辆宝马车,各位看官好像意见蛮大的。对此十分好奇,到底"三弟"你得罪了谁?

看到大家如此反感三缸机,和我印象中的内燃机设计这门课的内容好像有点出入啊!既然我也很想弄清楚,那就打开课本再温故一下,看能不能知新? 三缸有罪?那宝马还用?

一听到是三缸发动机的车型,瞬间感觉整台车已经LOW了一个档次。这种根深蒂固的印象来是源于十多年前的老夏利、奥拓在你脑海里残留的"坏记忆",因此三缸机的抖动、噪声、马力小的三宗罪就有源可寻了。

三缸发动机真有那么多毛病?那为啥各大厂家都在争这块香饽饽呢?像大众的1.2TSI、PSA的1.2THP、福特的1.0TECOBOOST、日产的1.5T DIG-T R等等都是三缸发动机,甚至连宝马这样的豪华品牌都在大面积铺设三缸的产品线,真不怕三缸把豪华品牌的逼格"抖"没了?

其实原因很简单,就是越来越严苛的排放标准。之前还传出,一些欧洲国家想要在2030年取消内燃机,先不谈论能不能实现,但也足以看出现今环保和能源的重要性。去年大众因"排放门"事件在欧美受到了制裁,今年三菱又闹出排放作假丑闻,可以看出汽车在尾气排放上的技术瓶颈,因此主机厂只能在排量更小,质量更轻的三缸机上寻求突破。

从历史发展规律来看也是如此,70年代世界能源危机,四缸机开始展露头角,并逐步取代了很多六缸机。从每年的沃德十佳发动机的获奖情况来看,也能看出大家对小排量发动机的重视。

专业解读三缸机

小惯量增压器、直喷、气门正时等技术的引进可解决三缸机马力小的问题。至于抖动问题是不可能完全解决的,但是优化平衡还是可以有的。对于发动机的振动原因主要有2点:一是发动机工作过程的周期性变化(曲轴旋转720度为一个循环):进气、压缩、做功、排气;二是机体运动的周期性变化:活塞上下往复运动和曲轴旋转运动。具体内容如下: 

发动机振动的根源是做功产生的扭矩波动,翻译成人话:发动机做功行程即燃料在气缸内燃烧,更准确应该是爆炸,既然是爆炸肯定会产生冲击。理论上气缸数越多冲击的波动就越小,这个好理解就好像人的心跳一般:正常状态下心率50的比心率70的振动幅度要大一点,因为单次供血量更多一点。

其次才是由于机体周期性运动产生的惯性力和其力矩引起的动平衡问题,包括力平衡和力矩平衡。跷跷板、杠杆都属于同一平面内的平衡,动平衡是指多个平面的杠杆平衡问题。

理论分析:发动机可以简化为曲柄连杆机构,连杆的往复直线运动和曲柄的旋转运动产生的往复,旋转惯性力,这些力又能产生相应的力矩,才是工作振动产生的主要原因。旋转惯性力与力矩可通过配重来消除,往复惯性力矩则可以采用平衡轴来平衡。

其实三缸机与四缸机的区别不是很大,但是由于人对于8-12HZ的振动最为敏感,因为容易与人体的躯干产生共鸣。恰恰三缸一阶惯性力矩不等于0,其产生的振动在此频率内,这就是为啥三缸机抖动问题最容易被人们反感了,不过这是可以平衡的,目前主流有几种方案来平衡,下文我们以实例来解读。

不过六缸机在振动平衡是真的有先天优势的,因为其看以看成2个三缸发动机,每个气缸的配气相位正好相差120度,往复惯性力和力矩在理论上刚好相互抵消平衡了,光从声音浑厚程度就能验证到这点,但是三缸和四缸真的没有那么夸张的差别了。

"振"已成往事?

在不久前的德国斯图加特举行的第十八届国际最佳发动机大奖上,福特1.0T ECOBOOST、雪铁龙1.2THP、宝马B38 1.5T等三缸发动机都在榜单上,尤其福特的1.0自打发布以来,一直能在各大发动机大奖上有其一席之地。难道是三缸发动机的振动已成历史了?究竟如何,我们详细分解。

1、福特1.0TECOBOOST

福特1.0T ECOBOOST具备涡轮增压、缸内直喷和可变气门正时技术等主流配置,让其可以拥有最大功率92kW、峰值扭矩170Nm的动力表现,堪比普通1.6L的自然吸气发动机,特别是在振动优化上面有所突破,弃用传统的平衡轴方式,因为传统平衡轴不利于其结构紧凑性,成本也有增加。

采用的是偏心飞轮和非对称皮带轮,通过飞轮、曲轴皮带轮上的此两个力矩组合来平衡曲轴旋转时候产生的惯性力矩。可以简单地理解为负负得正,两处看似不合理的结构放在一起却变得十分合理,十分巧妙。从实际体验来看振动基本没什么问题了,但是在发动机声音的浑厚程度上有所欠缺,显得比较单薄。

2、宝马1.5T

宝马的这台1.5T三缸B38发动机一直是宝马最顶尖科技的集成者,像世界首创的水冷纯铝制废气增压器、四代Valvetronic电子气门技术正时,气门升程连续快速可调,甚至能采用缸内水喷射技术。可这些,都不是今天的主角,今天我们聊的是宝马的平衡功力。宝马的发动机在业内出来名,尤其是直列6缸机,要知道宝马6缸发动机上放一枚硬币是可以不倒的,而B38可以看成是6缸N54发动机的减缸版。

对于B38,采用的不仅是单平横轴,还采用了偏心的皮带轮和双质量的飞轮(手动挡车型)。利用皮带轮和飞轮外加平衡轴三者综合来平衡曲轴的一阶惯性力矩。效果?你坐到车内,有种误以为汽车还未启动的错觉;站在车外,其"声色"也和一般的四缸机器没什么区别。但1.5L的"饭量",比以往的四缸自吸要低不少,那就好理解宝马为什么要用三缸了。至于宝马指导雪铁龙研发的1.2THP就不详细介绍了,平衡技术类似。

其实对于三缸发动机的平衡技术还有像双平衡轴平衡法,过量平衡法等,对于技术的革新需要点时间来发展,毕竟少一个缸还是可是省了不少资源的。随着环境的恶化和能源的紧张迫使我们必须做出改变,我们不能用自己过时的印象去阻止科技的进步。对于三缸机得罪了谁的问题,各位大神有什么想说的,欢迎留言区一起讨论。