三缸發(fā)動機曾經是鈴木奧拓這種屌絲車的標配，而如今連寶馬這種大牌也開發(fā)和使用三缸發(fā)動機。此外，大眾、豐田、福特等大企業(yè)都已開發(fā)應用三缸發(fā)動機，大有屌絲逆襲的苗頭。評論界也有觀點認為三缸將是大勢所趨。事實果真如此嗎？

三缸發(fā)動機的優(yōu)點


三缸發(fā)動機結構簡單，比四缸機少了一套活塞連桿，少了4只進氣排氣閥門的啟閉機構，曲軸和凸輪軸也變短了，減少了機械摩擦的面積，從而提升了發(fā)動機熱效率。

同排量發(fā)動機相同轉速下，三缸發(fā)動機單位時間內的進氣量和噴油量減少，從而降低油耗。至于功率不足的問題，搭配渦輪增壓系統(tǒng)就解決了。

三缸發(fā)動機體積小重量輕，而大多數汽車都采用發(fā)動機前置布局，所以使用三缸發(fā)動機能減輕前軸負荷，帶來更好的操控。

4沖程的阻礙

凡事皆有利弊，三缸發(fā)動機也有不少問題。這與4沖程發(fā)動機的特性有關。

由于活塞發(fā)動機的特性，活塞的每個沖程曲軸旋轉180°，所以4沖程發(fā)動機的一個完整工作循環(huán)，曲軸旋轉720°。也就是說，一個活塞在氣缸里每運動4次才有一次是燃燒做功。這就產生一個問題，如果想要讓曲軸每時每刻都受到活塞推動，至少需要4個活塞，也就是4個氣缸。

所以三缸發(fā)動機的問題來了，3個活塞要依次完成4個沖程，人手不夠，無法實現對曲軸連續(xù)做功。這是三缸發(fā)動機的先天缺陷。

三缸發(fā)動機的缺陷

基于先天缺陷，三缸發(fā)動機產生了一些問題：


噪音和振動：由于三個活塞無法做對稱的運動，所以不能借助對稱運動抵消振動。這就導致三缸機的振動和噪音大于四缸機。雖然采用平衡軸可以消除一階振動，但消除二階振動，還需要增加兩條平衡軸，這樣一來，三缸機的體積、質量就和四缸機相當了。

動力衰減快：由于動力輸出不連貫，三缸發(fā)動機的高轉速性能普遍比四缸機差，三缸機在高轉速區(qū)域的表現不佳，衰減更早更快。

油門響應遲緩：三缸發(fā)動機為了達成接近四缸發(fā)動機的動力輸出連貫性，不得不匹配一個更大質量的飛輪，這樣引擎的運轉慣性就變得更大，轉速變化變得遲鈍，給人感覺就是油門響應遲緩。

渦輪增壓的難題

渦輪增壓能提升燃燒效率，但渦輪遲滯是個難題。發(fā)動機在低轉速狀態(tài)下，由于產生的廢氣量太少，不足以帶動渦輪的運轉，這就是渦輪遲滯的根源。活塞發(fā)動機都無法擺脫渦輪遲滯的問題。


除了渦輪遲滯，還有排氣干擾的問題。發(fā)動機的工作的時候，氣缸內需要不斷吸進空氣和排出廢氣，為了達到更好的“換氣”效果，通常排氣閥門和進氣閥門會提前打開，延遲關閉。以曲軸旋轉角度為參照，一般發(fā)動機的排氣閥門會提前48°打開，延遲20°關閉。這樣一來，會有兩個氣缸排氣時間重疊，來自兩個氣缸的廢氣就形成排氣干擾，削弱了氣流的推力，導致渦輪運轉乏力。四缸發(fā)動機由于四組活塞運動無縫銜接，因此排氣干擾無可避免。

而三缸發(fā)動機倒是因禍得福，因為三缸發(fā)動機兩次做功間隔期間曲軸旋轉240°，而活塞運動一次軸旋轉180°，這60°的空擋期剛好讓單股廢氣足夠時間通過，也就是說三缸發(fā)動機的排氣脈沖是不重疊的，因此沒有排氣干涉。

結語

在減排不減動力的需求下，小排量渦輪增壓發(fā)動機無疑是一個趨勢。但三缸是否將取代四缸一統(tǒng)小排量天下，這還不好說，畢竟三缸發(fā)動機的先天缺陷是一道障礙，為了克服缺陷，車企花了大成本，所以目前新一代三缸發(fā)動機的價格并不低。而四缸發(fā)動機也不是坐以待斃，面對渦輪遲滯的難題，電動渦輪增壓又帶來曙光。所以，三缸還有很長的路要走。