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政策导向还是节约成本,深度分析三缸发动机为何越来越多?

By 日光兰 •  2018-12-06 23:04 •  4次点击 短消息

在短短的几年时间内,搭载大排量自然吸气发动机的家用车已经所剩无几,几乎全部被排量相对较小的涡轮增压车型所取代。而如今,新一轮的革新又将到来,那就是以往排量小于1.8L的自然吸气发动机又在逐渐被排量更小的三缸涡轮增压发动机所取代。或许对于很多人而言三缸发动机仍属于新鲜事物,但纵观全球市场,各大厂商早已开始了三缸发动机的布局。

全球三缸机的大市场现状如何?

先看海外市场,大家熟知的例如宝马、奥迪、大众、丰田、福特、日产以及本田等20多个品牌都已经在自己的主力车型上使用了三缸发动机,几乎覆盖了从轿车、SUV到MPV的全部产品线。再看国内市场,随着通用、宝马、福特以及标致雪铁龙等一线主流品牌围绕三缸发动机进行密集布局,上汽、吉利和长安等越来越多的自主品牌也纷纷加入,在售的三缸车型早已超过了20款。

据不完全统计,2017年仅西欧市场三缸车全年销量已经超过了200万辆。根据IHS(全球最大的信息处理服务公司)预测,2019年后,欧洲和中国市场的三缸车型年销量预计均将超过300万辆。很显然,如今各大车企对于三缸发动机车型的投放速度与力度全都是有增无减。那么大家疑虑最多的也是最关心的问题来了。

为什么各大厂家都要推出三缸发动机?

相信很多人脑海中马上浮现出了一个简单粗暴的答案——都是被逼的。然而这样的回答未免也太过直接和太过肤浅了,笔者整理了几个主要原因来跟大家分享。

1.市场消费观念的转变

关于这一点很容易理解,那就是随着私家车在中国的普及程度越来越高,一台车更多的时候不是为了充面子而是过日子,既然是过日子,那谁不希望自己的车既有着相对不错的动力,同时也有着较低的油耗呢?

2.政策导向和排放法规的要求所致

首先,2017年9月27日工信部发布了《乘用车企业平均燃油消耗量与新能源汽车积分并行管理方法》,也就是大家熟悉的“双积分”政策,车企除了可以通过新能源车型来取得正积分以外,到2020年的燃油车总平均油耗也要低于百公里5L(对于每一家车企都是不小的挑战)才能获取油耗正积分。其次, 2020年7月1日起(个别城市提前实施),一切贩卖和注册登记的轻型汽车应契合“国六”排放规范要求。

可见,在消费者的期许和政策以及法规的三重压力之下,各大车企开始了相应的产品调整,此时如果站在一个经营者的角度来看,可以发现小排量三缸的发动机结构形式在有限的成本之内,更容易实现更高的效率和更低的排放。为什会这样说呢?那是因为各大车企有信心做好并不被大家看好的三缸发动机,所以第三个原因来了。

3.车企研发技术的不断进步

如果说上面两个原因是标,那么第三个原因就是本,正是因为有了不断成熟的小排量涡轮增压技术以及足够的制造经验和数据积累,各大车企才能推出符合消费者要求以及满足政策和法规的靠谱三缸发动机。口说无凭,有兴趣的朋友们不妨去搜索一下,在权威性的“国际引擎年度大奖”十佳评选中,三缸发动机从2015年至今,已经包揽了1.8L及以下排量的所有奖席;回到国内,在最近公布的“中国心”2018年度十佳发动机获奖结果中,也有别克1.3T、吉利1.0T,和东风风神1.0T三款三缸发动机获奖。既然能够被现有车主以及行业标准所认可,那么三缸发动机到底有哪些独特的优势呢?

支撑三缸发动机的核心理念是什么?

答:单缸最优

过多的专业术语大家一定没兴趣,而用大白话描述就是,过小的单缸排量会增加热损耗,过大的单缸排量容易导致爆震,两者都会降低发动机的热效率甚至影响到性能。经过各大厂家工程师们的数次理论分析和试验验证,发动机单缸排量0.33-0.5L才是最佳选择,对于1.0–1.5L的发动机而言,三缸布局就更为合理。

不过,单缸最优这个理念听起来很容易理解,但实际应用的时候能够否为用户带来切身利益想必才是大家最关心的地方,以当前中国市场上装机量最大的三缸发动机别克Ecotec系列发动机为例:

客观层面:如何提升动力以及燃油经济性?

三缸发动机相比于四缸机更小的排期干涉,三缸发动机本身的涡轮迟滞就更小,再通过DPI单缸双喷射燃烧系统、中置60度大角度DVVT进排气气门全程可变正时技术、电子执行器涡轮增压器以及低惯量涡轮增压等等技术(还有很多不一一例举),英朗所搭载的1.3T/1.0T Ecotec发动机实现了动力的提升和油耗的降低。

接下来再与其它主流品牌的三缸车型来一个横向比较。

至此,从客观数据能够看出,基于单缸最优理念的三缸发动机的确可以为用户带来实际的好处,可是对于用户而言,驾驶和乘坐舒适性同样至关重要。

主观层面:如何优化三缸发动机的NVH性能?

以现在各主机厂的技术水准,三缸发动机在保持自己固有优势的同时,完全可以拥有媲美甚至超越某些四缸发动机的NVH性能。

想要降低抖动和噪音,无非就是提高发动机运转时候的平衡性,以及降低发动机运转时候的各部分摩擦(说起来简单但其实需要工程师的大量工作)。可以拿上文提到的别克1.3T Ecotec和福特最新的1.5T Ecoboost三缸发动机来举例,简单概述一下它们是如何优化整体NVH性能的。别克的1.3T Ecotec发动机运用了轻量化结构、高性能材料、静音低摩擦凸轮组件、静音正时链以及很重要的带减振橡胶齿轮的平衡轴系统等等新技术(还有很多不一一列举)。

而福特的1.5T Ecoboost发动机也使用了整体材料轻量化、曲轴中心偏置及配重优化、内置平衡轴优化、液压摆臂配气系统以及活塞气缸的低摩擦设计等等技术(还有很多不一一列举)。实际的装车的效果表明,在正常行驶的情况下,如果不经提前告知,他们都很难通过抖动和噪音来判断出这是一台三缸发动机。其实,为了能让三缸发动机被更多人接受,各大厂商也都是极尽所能地使用各种先进技术,同等综合性能的三缸发动机成本有时甚至比四缸发动机还要高。

写在最后——三缸的大势已不可逆转

上面说了三缸发动机时代全面来临背后的一些原因,最后再稍微补充一下三缸发动另外的一些优点,例如如体积小、结构紧凑,这点对于布置各类型的混合动力模块很重要,毕竟车辆的发动机舱空间有限,所以目前很多増程和插电混动车型都选择了三缸发动机。就像最初大排量自吸被小排量涡轮增压逐渐取代的过程一样,我们从质疑走到了如今的习以为常, 随着越来越多的三缸车型到来,我们更多在意的不应该是气缸数量,而是一辆车实际表现的好与坏。


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