发动机小型化道路,三缸涡轮增压发动机怎么越走越远

2021-01-28 08:23:33 字数 5724 阅读 2294

1楼:苏厚子

大排量自然吸气发动机在小排量涡轮增压发动机的冲击下已经日渐式微,而小排量涡轮增压发动机纵使有着不错的账面动力输出,但是那种大排量自然吸气发动机的从容感自然是没有的。

不过,不管车辙君喜欢还是不喜欢,小排量涡轮增压发动机的未来已经放在这里,而发动机的小型化和涡轮增压化在日渐严苛的全球排放法规限制下,已经是大势所趋。而这个点,就是2020年。不管是厂商,还是消费者,也不论你愿不愿意接受,这一点已经不可逆转。

以我国的cafc法规为例,到2020年,车企的实际燃油消耗值就要看齐理论燃油消耗值,达到百公里5l。而在2018年到2020年之间,二者的比值也降低到了120%。

受此影响,我们在2018年到来之前就见到了国产的普拉多阉割了全时四驱系统,并且增加了启停系统来降低油耗。在此前的文章里,车辙君对此有过非常详细的分析(传送门:《车迷炸锅,普拉多为什么要阉割掉全时四驱?

》)。从内燃机发展的路线上来看,在经历了一轮四缸发动机的涡轮增压化之后,不知道大家有没有发现这样的一种情况:三缸涡轮增压发动机开始逐渐有抬头的趋势。

比如说,福特此前推出的1.0l ecoboost三缸发动机就屡获大奖,而且这台1.0l ecoboost三缸发动机也开始逐渐在福特旗下的车型中普及起来。

随后,大众、通用、本田、psa、宝马也都纷纷推出了自己的小排量三缸涡轮增压动力。排量也不再局限于1.0l,先后出现了psa的1.

2l、通用的1.3l甚至是宝马的1.5l。

可以这样讲,小排量涡轮增压发动机的三缸化,正在席卷全球。

对于大多数消费者而言,三缸发动机留给我们的印象应该还是十几年前甚至是几十年前三缸夏利的表现——抖动、易开锅、动力不足等等问题都是我们不太喜欢它的主要原因。所以在四缸发动机的时代里,传统的自然吸气三缸发动机就被迅速的淘汰。

那么,在涡轮增压的时代,三缸发动机怎么又抬头了呢?尤其是涡轮增压和三缸这两个单独来看都会造成车辆震动增加的元素在合二为一之后怎么会负负得正了呢?

这事得从涡轮增压的原理说起。

涡轮增压发动机的结构简单点说,就是通过废气带动涡轮增压器的压气机旋转,而压气机又带动在进气位置的涡轮机旋转,实现对进气量的增压。由于有了额外的这一层增压作用,所以涡轮增压发动机的输出特性也是有别于传统的自然吸气发动机的。

通过对比传统的自然吸气发动机和涡轮增压发动机的发动机曲线图可以发现这样的现象。涡轮增压发动机的最大输出功率以及最大输出扭矩区间往往会出现在发动机相对较低的负荷和低转速的区域。而这一区域又正好是车辆在日常使用过程中,尤其是在城市通勤路况下最经常出现的工况。

比如说这里车辙君找到了一张上汽通用新一代1.0l ecotec三缸发动机和其取代的1.5l自然吸气发动机动力输出曲线的对比。

从曲线上就可以很明显的看到1.0l ecotec三缸发动机的特性。

在相对较低的转速下,小排量涡轮增压发动机就可以提供一个充足的动力表现来满足车辆的动力性需求。而这种集中在低负荷和低转速输出动力的特性也恰好符合了目前各大测试规程,尤其是欧洲的nedc循环工况下的低负荷测试标准。

所以,涡轮增压技术在过去的十几年时间里在欧洲车上发扬光大是有原因的。一旦进入到高负荷的工况下,涡轮增压发动机的经济性和环保性能往往会遇到大幅衰减。这是后话,我们可以在以后的推送中讲到。

这里只需要记住一个点,就是小排量的涡轮增压发动机是可以提升在日常驾驶过程中的经济性需求的。

那么,为什么三缸发动机竟然在逐步成为了主流了呢?

于是,我们要从发动机的工作原理说起了。

四冲程发动机的一个工作循环是曲轴旋转两圈,也就是720度,完成进气、压缩、作功以及排气四个冲程。

在前面已经讲过,涡轮增压原理则是通过排气冲程中排出来的废气推动压气机,再由压气机带动涡轮机实现对进气量的增压。所以,这就必然涉及到一个排气脉冲的问题,也就是说,什么时候能有废气来推动涡轮增压器工作的问题,毕竟,废气不是随时都有的。而最理想的状态就是废气可以保持在一个不变的流量情况下不断的为发动机提供增压。

在考虑进气门提前打开和排气门滞后关闭的情况下,一个排气脉冲应该是180度的曲轴转角。但是,正常的发动机比如要有一个进气门提前打开和排气门滞后关闭的情况以保证发动机气缸内燃气不相互干扰,这个过程的正式叫法为气门正时。一般来说,进排气门的正时总共加起来有个60度左右。

那么,也就是说,一个排气脉冲大概是在240度曲轴转角左右。

有了这个基础,那么,单个气缸的排气脉冲需要的240度曲轴转角在乘以三个气缸之后是多少度呢?是不是正好就是发动机一个工作循环曲轴旋转的720度。

这也就意味着,三缸的涡轮增压发动机可以做到理想状态下的废气持续不断的提供的。至于四缸涡轮增压发动机,还会出现那么点排气重叠的问题,也就是说,在某个时候,废气会多一些。一旦出现排气重叠,发动机就会有进气压力的波动。

三缸发动机反而不会出现这样的现象,扭矩输出会更加的平稳,车辆的震动自然也就有了一个较好的控制。

所以进一步来看,我们看到很多的v6涡轮增压发动机也都采用的是双涡轮增压技术就是这个原理,一个增压器负责一排气缸,让废气可以源源不断的为涡轮增压器提供动力。

再加上现在的平衡轴技术等等的运用,小排量三缸涡轮增压发动机的平顺性,已经要比自然吸气时代好上很多了。更何况,直喷技术的运用也降低了涡轮增压动力趋向于爆震的趋势,使得涡轮增压发动机震动较大的问题得到了很好的改善。也就是说,现在的三缸发动机抖动、动力不足、容易开锅等等这些问题已经基本不存在了。

所以,在这几方面的原因作用下,我们看到的情况是,三缸的小排量涡轮增压发动机正在昂首阔步的迈向未来,不管你喜欢还是不喜欢,反正,它就在这里,并且会在未来成为一个你没法去回避的动力选择。

请教三缸发动机与四缸发动机的区别及优劣

2楼:途虎话养车

三缸发动机是无奈的设计产物。四缸机通过平衡轴可以轻松解决一阶惯性力、二阶惯性力。但三缸机则无法通过平衡轴解决这个动平衡难题。

因此从物理先天角度来说,三缸机在同样的技术实力下,平稳度远不如四缸。另外四冲程发动机,气缸与气缸之间能维持动力输出不中断的最少缸数是四缸。

但因为目前汽车都需要往小排量发展,发动机排量小的情况下,每一个气缸的容积更小,这会导致低扭数据非常糟糕,为了保持单缸容积,只能发展三缸机。

3楼:加百列

1、三缸涡轮发动机优点:

1)制造结构简单,体积更小、重量更轻。

2)配备涡轮增压的三缸发动机动力并不输于四缸自然吸气发动机。

3)更加节油,用车成本更低。

2、三缸发动机的缺点:

1)工作状态不平衡,更容易造成震动。

由于发动机两边放置的气缸数量不均等,所以在工作中更容易出现抖动,发动机声音或也将更大,虽然采用的平

衡轴技术解决了振动强度过大的问题,但其还要比四缸、六缸等发动机的振动水平高。

2)***的物理美学。

四个汽缸一个缸紧接着一个缸做功,动力输出连贯顺畅,所以直列四缸引擎成为了最常见的动力。而如果气缸数

量低于四个,就无法保证每一个完整的冲程(曲轴旋转180度)都有一个活塞在全程做功,这样就会出现动力输出的空

档期,因此四缸是保证引擎动力输出连贯的最低缸数要求。

3)成本高:

直列四缸发动机是最为成熟的四冲程引擎结果,技术和制造工艺趋于稳定,而三缸为了达到小排量高输出、以及

解决结构不对称所带来的强烈振动问题,需要采用许多新技术。

3、四缸涡轮增压发动机优点:

1)起步、提速加速方面比三缸发动机好些,发动机的稳定性也优于三缸机。

2)技术含量高,发生事故率低一些。

4、四缸涡轮增压发动机缺点:

1)由于四缸发动机都是用在1.3l排量以上的轿车上,排量大,油耗自然大一些。

2)维修费用高。

4楼:纸墨成殇

1、三缸车的发动机只有三个气缸,四缸车的发动机有四个气缸,排量1升以下的发动机常用3缸,1--2.5升为4缸发动机。

2、一般四缸发动机比三缸发动机运转平稳。

3、如果在同排气量的发动机比较,三缸发动机的气缸缸径比四缸发动机的气缸缸径大, 动力性能上三缸机比四缸机大。

二、三缸发动机与四缸发动机的优劣:

1、三缸发动机的优点是:油耗低,发动机结构简单、造价成本低,维修费用少,因此使用成本较低。

2、三缸发动机的缺点是:由于气缸数少、进气量小,起步及加速提速性都没有四缸发动机好,在城里开车动力足够了,而跑长途显得力量不是太够用。

3、四缸发动机的优点是:起步、提速加速方面比三缸发动机好些,是发动机的稳定性也优于三缸机。

4、四缸发动机的缺点是:由于四缸发动机都是用在1.3l排量以上的轿车上,排量大,油耗自然大一些。

扩展资料

汽车发动机性能指标:

1、动力性指标:动力性指标是表征发动机做功能力大小的指标,一般用发动机的有效扭转矩、有效功率、发动机转速等作为评价指标。

2、经济性指标:发动机经济性指标一般用有效燃油消耗率表示。发动机每输出1kw·h的有效功所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率。

3、环境指标:汽车排放标准和汽车噪声水平。中国机动车辆噪声标准(gb/t 18697—2002)中规定,轿车的噪声不得大于79db。

4、可靠性指标和耐久性指标:可靠性指标是表示发动机在规定的使用条件下,在规定的时间内,正常持续工作能力的指标。可靠性有多种评价方法,如首次故障行驶里程、平均故障间隔里程等。

5楼:

二者的区别:

1、从物理结构上说,三缸发动机相比四缸机减少一个气缸,相应减少的还有一个气缸的点火系统、供油系统、连杆和曲轴、凸轮轴对应部分,由于物理结构的变化,三缸发动机结构相比四缸发动机更简单一些,也因此与四缸机工作状态有一定不同。

2、从摩擦损失上说,发动机在工作过程中,各零部件之间会产生机械摩擦,这样会损耗一部分能量,三缸发动机减少了一个缸体结构,也就相当于减少了一部分机械摩擦带来的能量损失。

3、从涡轮迟滞上说,相比于四缸发动机四个气缸接力式地连续排气,三缸发动机各个气缸在排气时有一定的间隔时间,这便使得三缸发动机各个气缸的排气干涉更少。这样各个气缸产生的连续脉冲气流撞上涡轮叶片后可以产生持续加速效果,所以三缸发动机的涡轮迟滞要小一些。

4、从引擎的出力模式上说,三缸引擎的出力就是断续式的,节奏就像出力1秒,断续0.5秒,再出力1秒,又停顿0.5秒;四缸可以保证一个循环,曲轴旋转720度的过程中,四个汽缸就像接力赛一样,一个缸紧接着一个缸做功,动力输出连贯顺畅。

5、从扭矩上看,同排量的三缸增压引擎的低扭表现会比四缸增压引擎出色一些。同排量引擎缸数越少,低扭越充沛,这正是小排量引擎所看重的。每个汽缸的容积就越大,缸径和冲程也会更大,也就意味着低转速扭矩越大。

三缸发动机的优点:

1、油耗相对较低,气缸少了排量自然就小了,油耗方面也会有所下降。

2、体积小,重量轻。体积小了之后,能够优化发动机舱的布局甚至是驾驶舱的布局,与四缸发动机相比布置更灵活。

三缸发动机的缺点:

1、抖动

三缸发动机由于设计缺陷,和四缸发动机相比,天生存在怠速抖动的问题,这一点已经人尽皆知。也正是这一点让很多人对三缸发动机望而却步,比如别克英朗、宝马1系等,都避免不了抖动的通病。

2、噪音

噪音同样是三缸发动机的通病之一,厂商通过在发动机舱增加隔音罩、在驾驶舱使用隔音更好的用料等方式来降低噪音,但在车外仍旧会很明显。

3、动力

虽然现在大多数三缸机都采用了涡轮增压及缸内直喷技术,但在涡轮没有介入前会扭矩不足,也就是说在低速行驶时会稍显无力。此外,偏高的转数设定会导致舒适性和平顺性和四缸机相比也有些差距。

四缸发动机的优点:

1、起步提速加速方面要比三缸发动机好,发动机稳定性优于三缸。

2、技术含量高,发生事故率低一些。

四缸发动机的缺点:

1、排量大,油耗大。

2、维修费用高。

发动机三缸的好还是四缸的好,三缸的带有涡轮增压行不

1楼 匿名用户 四缸属于主流,从性能上比三缸稳定,车抖动小,三缸一般都是增压,不过出三缸的都车企销量都不咋样 2楼 匿名用户 感觉还是四缸好,缸越多,发动机越平稳 3楼 匿名用户 您好!车主 4缸好 没有 三缸涡轮增压发动机好还是四缸自然吸气发动机好? 100 4楼 惠普 三缸发动机的怠速震动较大,...

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1楼 熠诺千金 增压器不足,要分析, 首要是分析进气系统 增压器到发动机 和排气系统 发动机到增压器 是否有泄露 然后拨动涡轮是否能轻松自由旋转, 再一个是扇叶磨损 只有更换 ! 我的别克君越2 0t涡轮增压器出现故障,解码器上显示增压器增压不足, 2楼 匿名用户 你好检查一下,增压器管路是否有漏气...