解碼三缸發(fā)動機:技術“黑洞”or銷量“噩夢”?
【Man哥語】
多數人對于三缸機的印象,還停留在夏利、奧拓等在中國造車初期。彼時,三缸機的“抖動、沒力、不可靠”三大標簽已深入人心。
然而現(xiàn)在,隨著日趨嚴格的排放要求以及節(jié)能趨勢,三缸機又重新回到了人們視線當中。在全新技術的改造下,三缸機是否真的越級重生了?
盡管業(yè)內專家紛紛表示如今三缸機的技術已今非昔比,再不是早前那個廉價低質的它了,但消費者對于三缸機的抵觸卻并沒有消減。
從一組數據來看,6月,全系搭載了三缸機的別克新款英朗銷量為12017輛,同比下滑66.4%;福特翼搏6月銷量1592輛,同比下滑45.8%,其中搭載了三缸機的1.0T車系銷量248輛,同比下滑91.56%;寶馬X16月銷量6350輛,同比下滑21.23%,其中搭載了三缸機的二驅1.5T車系銷量3301輛,同比下滑46.53%。(銷量數據來源于搜狐汽車銷量庫)
英朗近一年銷量走勢
甚至包括東風本田、東風標致、榮威、長安以及名爵等旗下部分搭載三缸機的車型系列,其銷量均遠不及四缸發(fā)動機版本。談三缸機“色變”,似乎已經成為了當下的一個常態(tài)。
從目前情況來看,在電氣化以及節(jié)能減排的大勢下,三缸機已經成為傳統(tǒng)內燃機的突破口,車企們發(fā)展三缸機也成為了一種必然趨勢。寶馬、通用、大眾、豐田等主流車企都在積極布局三缸機產品線,且已陸續(xù)搭載在產品上。
三缸機是否真的不可取?車企采用三缸機只是為了縮減成本嗎?目前的三缸發(fā)動機與四缸差距到底有多大?為什么車企堅持普及三缸機?節(jié)能減排沒有其他路徑可走嗎?
下面,Man哥就帶大家一起來解惑。
技術之爭
事實上,關于三缸發(fā)動機和四缸發(fā)動機差距的爭論從來沒有停止過。
三缸發(fā)動機只有三個缸體,和市場上的主流四缸機器相比,除少一個缸體之外,還有其他的東西——缺少了氣缸的點火、供油、連桿和曲軸、凸輪軸對應部分。顯而易見,三缸發(fā)動機的運轉方式和主流的四缸機也有著不小的差異。
優(yōu)勢是少了一個缸,這使車輛至少可以節(jié)約74mm的橫向空間,方便機艙發(fā)動機布置,重量也可以降低約1/4,而整車的油耗可以進一步的降低。
而劣勢由于活塞行程相比四缸機長,所以在高速時,它的外特性表現(xiàn)相比同排量四缸機就比較劣勢了,即高速表現(xiàn)沒有勁。
除此之外, 三缸機還有個天然缺陷,那就是一階慣性振動不能徹底的根除。
“具體要看搭載的車型,要看設計和開發(fā)的過程是否足夠精細,如果是經驗比較豐富、技術成熟的廠家,產品在推出之前都會反復驗證,做到抖動在可接受的范圍,甚至有些和四缸機差別不大!鄙虾=煌ù髮W教授、汽車工程研究院院長徐敏教授表示,隨著三缸機技術的日趨成熟,目前市場上部分三缸機產品的性能已經和四缸機不相上下。
也就是說,對于三缸機的技術缺陷,當下車企的技術已經足以使其優(yōu)化。
但這是否就意味著三缸機可以替代四缸機了呢?
據吉利動力總成研究院副院長趙福成介紹,吉利集團的三缸機和四缸機是同一標準,所有的驗證標準都是一致的。
而在三缸發(fā)動機的NVH表現(xiàn)上,趙福成表示,吉利集團通過對十二個關鍵的零部件進行了NVH專項優(yōu)化,從結構部件的一些NVH優(yōu)化,到采用了超靜音皮帶的設計、非正圓的VVT設計、四鐘擺式雙質量飛輪的設計、減震平衡軸的設計、靜音減震曲軸皮帶輪的設計、靜音高壓油泵、自減振噴壓設計等等。
在這一技術促進下,發(fā)動機怠速時, 領克1.5TD車型車內座椅的振動優(yōu)于部分品牌搭載的三缸機車型,甚至包括個別四缸機車型。
而從目前情況來看,車企采用優(yōu)化三缸機的技術路徑主要集中在兩個方面。一方面,三缸機開發(fā)者一般會引入平衡系統(tǒng),用平衡軸把抖動很好地化解掉。降噪隔震措施也會有效地隔離掉一些微小的震動和噪音。
另一方面,小排量的發(fā)動機往往會配備渦輪增壓器來提高其動力性能!氨M量讓小排量發(fā)動機的增壓更厲害,產生的動力更強,尤其是起步的時候,要讓增壓器早一點介入輸出動力,這涉及到增壓器本身的設計和匹配方面,這些都是開發(fā)過程中的深水區(qū),對水平要求很高!痹S敏如是說。
事實上,當下部分搭載了渦輪增壓器的三缸機的動力輸出表現(xiàn)甚至超過了一些傳統(tǒng)1.6L,2.0L四缸發(fā)動機,比如福特和標致的三缸機近年來也是屢屢的獲得全球發(fā)動機大獎。
成本之爭
如果說技術方面三缸機已與四缸機差距不大,甚至更具優(yōu)勢的話,那么為什么消費者為什么還如此抵觸呢?
這其中一個不容忽視的原因就是成本問題。使用三缸機可以縮減成本幾乎已經成為一個“公認”的事實。
以寶馬為例,華晨寶馬1系是寶馬品牌在三缸機使用過程中爭議最大的一款車型,其20萬~30萬元的售價區(qū)間本來讓人很心動,但三缸機的使用讓很多消費者覺得不符合寶馬的品牌形象。而別克多款應用三缸機的車型也讓消費者猶豫。
從表面上來看,三缸機的構造比四缸機缺少一個缸體以及對應部分,確實會使成本下降。但事實是,三缸發(fā)動機為了達到四缸發(fā)動機的輸出能力,在氣缸減少、排量降低的情況下,是需要很多新技術的加持以及更多零部件的輔助。在研發(fā)三缸發(fā)動機時,其所耗費的研發(fā)成本、時間、人力、物力乃至于財力都遠非四缸發(fā)動機可比。
更重要的是,相比小排量四缸發(fā)動機,三缸發(fā)動機還采用了大量的新技術、新材料、新工藝,以達到不俗的動力性能以及排放指標。
比如別克和PSA的三缸發(fā)動機都是采用全鋁缸體,而且別克的三缸發(fā)動機由于是雙噴射系統(tǒng),光噴油器就裝備了6個,成本自然更高。此外,為了全面提升性能,別克的Ecotec 1.0T三缸發(fā)動機還具備了電子執(zhí)行器渦輪增壓器、機油冷卻器、活塞冷卻噴嘴、中置可變正時、橫流式分離冷卻集成排氣歧管等等一系列新技術的加持,這在正常的四缸發(fā)動機上是看不見的,正因如此,別克三缸發(fā)動機的成本相比四缸發(fā)動機提高了40%。
“從研發(fā)投入來看,三缸機成本要比四缸機貴得多。開發(fā)一款性能優(yōu)良的三缸機,要解決抖動、噪音、動力不足等問題,對三缸機的優(yōu)化也會更復雜,這就需要更高的技術水平和研發(fā)實力!庇袑<艺J為,就算后期批量生產上成本會略有降低,但三缸機的技術含量也非昔日可比。
路徑之爭
就中國市場的車企新車而言,如今福特福克斯、福特翼搏、別克英朗、東本思域、雪鐵龍C3-XR、標致308、領克02,甚至還有寶馬X1和寶馬2系旅行車等,都在自家車型上力推小排量渦輪增壓的三缸發(fā)動機。
而從各車企的規(guī)劃來看,三缸機的應用已成為節(jié)能減排下的必然路徑。
按照規(guī)劃,到2020年,國內要求燃油車百公里油耗降至5升。無論從單機的燃油性還是與混動的適用性,三缸機的表現(xiàn)都優(yōu)于四缸機。
反觀傳統(tǒng)四缸內燃機技術,已經遭遇了一定的技術瓶頸。目前主流的四缸機燃油經濟性策略主要是通過增加增壓比,讓燃油更加充分的燃燒或合理控制燃燒過程來實現(xiàn)。然而這兩種方式,針對目前的鋁合金缸體以及燃燒控制方法都存在一定的極限瓶頸,突破這種技術瓶頸所需要投入的研發(fā)成本是極高的。
隨著各個廠家在新能源時代,產品發(fā)布的逐漸加緊,市場反應卻沒有達到原本的預期效果,在新能源時代來臨的過渡期間內,傳統(tǒng)內燃機領域,對于燃油消耗率的逐漸重視,讓三缸機成為新能源時代最好的過渡產物之一。
當然,車企并非僅有三缸機一條路徑可走。全球車企應對的技術、路線的選擇,是傳統(tǒng)動力加上微混48V,強混HEV,及插電混動,當然還有一些增程式的應用,包括燃料電池和純電動。
而在混動系統(tǒng)的適用性上,三缸機由于體積小的優(yōu)勢,能給發(fā)動機艙留出更大的空間。
說了這么多,看起來,三缸機確實不輸四缸機。但是,在許多車主眼里,這似乎與自身并無太大關系。三缸機再好,也只是朝著四缸機的標準而去,且在價格以及性能方面均無明顯優(yōu)勢,而省油一說,也不能彌補“減質”的落差。
對此,Man哥想說,這只是目前消費觀念一時間無法轉變的結果。隨著嚴苛的排放標準倒逼,無論是消費者還是車企,選擇的方向也會隨之變化。就像在國外市場,有著嚴苛的排放標準,三缸機反而更受歡迎。隨著技術的不斷更迭以及市場環(huán)境的變化,誰就能確定三缸機此時不被接受,就一直無法普及呢。
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