面對緊湊級市場越來越多的三缸發動機，許多想要購車的朋友開始不知所措，今天叫獸就相對三缸發動機的問題詳細解讀一下。開始之前，叫獸想問大家一個小問題：為什麼消費者這麼排斥的情況下，幾乎所有的品牌都對三缸發動機趨之若鹜？

成本，沒錯，三缸發動機相比四缸發動機減少了整整一套進排氣組件、活塞連杆結構，成本方面有相當大的優勢。同時，廠商還有第二個不得不選擇三缸的理由，這就是目前實施的“雙積分政策”，這個政策逼着幾乎所有廠商，在重壓之下一起走上了三缸的不歸路。

“雙積分政策”規定：乘用車平均燃料消耗2018年至2020年的目标值分别為百公裡6升、5.5升和5升，當年的正積分可以結轉，負積分可以通過關聯企業的正積分抵償歸零或新能源汽車正積分抵扣。

很多人可能有疑問了，三缸機就能省油？我怕不是廠商派來的托吧？這大家大可放心，因為三缸機還有一堆問題要和大家娓娓道來，但三缸機的确更加省油。

更加省油的三缸發動機

想要了解三缸發動機能達到省油的目的，我們需要先搞清楚，對于一輛汽車而言，有哪些因素影響油耗：

● 空氣阻力：也就是風阻，對于一輛車來說，其風阻系數（Cd值）由車身設計決定，風阻系數越低，同樣的速度下油耗就越低，而速度越快風阻越大，相對油耗就會升高。

● 車輪滾阻：也就是輪胎阻力，與輪胎寬度、輪胎型号、溫度和天氣都有一定關系。

●整備質量：也就是車重，這個比較容易理解，車重越大油耗相應就會越高

●車身系統内耗：這裡主要代指變速箱、傳動系統所産生的動力消耗。

●發動機熱效率：指發動機有效與所消耗燃料的總能量的比，這項數值與發動機本身的技術有關。

有目共睹的是，汽車廠商以及輪胎廠商在前三項工作上都取得了可喜的突破，采用鋁合金輕量化的中級車車重可降至1.5噸左右，優化風阻設計後Cd值普遍也能到0.30以内，輪胎各種型号的輪胎中，更有專門的一欄是留給低滾阻經濟性輪胎的。

降低車輛油耗，一方面是滿足消費者對低日常成本的需求，另一方面也是政策的不斷壓迫，每一處能偷油耗的地方，廠商都在進行着各種努力。而現在廠商使用三缸發動機，就是現階段成本最低、效果最好的最優解。

三缸發動機的排量一般都小于1.5L，但現如今渦輪增壓技術成熟，在“工況穩定”的情況下，三缸渦輪增壓發動機的升功率普遍超過80kW，未來甚至可以超過100kW，這就意味着1.0T的小排量渦輪發動機的動力絲毫不遜色于傳統的1.5L、1.6L自吸發動機，并且在扭矩輸出方面也更有優勢。

三缸小排量發動機降低油耗的原理也非常簡單，主要有以下幾點原因：

●小排量：在同樣轉數下，活塞環與氣缸内壁的摩擦更少，降低了發動機的内耗。

●三缸的運動副減少：相對于四缸發動機，三缸發動機減少了一組曲柄連杆機構、活塞冷卻噴嘴，同時也減少凸輪軸軸承、挺柱等運動副的摩擦功。

●體積和重量降低：重量降低直接影響到油耗，與車身減重同理；同時體積減小，發動機的缸散熱量也會降低，有利于降低油耗。

這裡你可能要問了，既然減小缸數能提升發動機效率，那為什麼不用單缸或者雙缸發動機？

你真以為汽車廠商不想？相信我，假如條件允許他們真的會這麼做，但兩個難題的确難以克服。首先就是NVH，三缸發動機在平衡軸等技術的引入後，NVH表現尚且無法令人滿意，單缸和雙缸在這方面就更加要命了。

其次，也是最關鍵的，單缸和雙缸無法很好的匹配渦輪增壓技術，這是因為單缸和雙缸發動機的排氣連續性不足。

發動機一個循環周期為720度，也就是旋轉兩周。一個正常的排氣周期為180度，假設排氣門打開提前角為30度，關閉滞後角為30度，那這樣一個排氣沖程大約為240度。這就意味着，單缸發動機在一個循環内2/3的時間（720-240=480度）沒有排氣脈沖，而雙缸發動機在一個循環内則有1/3的時間沒有排氣脈沖，這就會導緻渦輪壓力不足。三缸發動機則沒有這個問題，240 240 240恰好等于720度，排氣脈沖可以覆蓋整個發動機循環，即便排氣門的開啟提前角與關閉滞後角沒有這麼大，也足以保證整個渦輪系統的運轉。

四缸發動機匹配渦輪尚且還要對排氣歧管設計進行優化，以避免排氣幹擾的産生，而三缸發動機卻能完美的避開這個問題。

并且三缸的渦輪增壓技術積澱深厚，把點火順序為1-5-3-6-2-4的V6雙渦輪增壓發動機上切除一半，其基礎結構恰好與三缸發動機完全相同，而後者早就被廣泛應在了各類中大型轎車以及各類跑車之上。

正因為三缸發動機擁有較低的技術門檻和成本，廠商為了降低油耗，滿足法規政策，才會對這個并不完美的發動機結構趨之若鹜。但不可否認，三缸發動機存在一個嚴重問題。下一部分，我們就将詳細展開說明。

三缸發動機的先天缺陷

在“傳說”之中，三缸發動機有着種種的不好，例如振動大、噪音大、加速無力、壽命短等一系列問題。但某種程度來說的确對三缸機有些“過敏”了。

三缸發動機的結構可以簡單的看做是半個V6發動機，性能方面我們上一部分說過，1.0T的三缸渦輪增壓發動機性能方面是超過1.5L自然吸氣發動機。并且在發動機的驗證測試環節，三缸發動機同過去的四缸發動機、六缸發動機一樣，同樣要經曆耐久疲勞測試、深度冷熱沖擊測試，還需要在系統的測試後重新驗證其标定性能，這些的測試強度遠超日常使用車輛的負荷，所以對發動機品質問題大可不必擔心。

不過受制于結構的問題，三缸發動機的抖動影響車主的日常體驗，即便廠商為三缸發動機的抖動提供的優化比過去四缸發動機多得多，但先天性不足的三缸機的确很“抖”。

發動機之所以會産生振動，是因為在一個發動機的循環周期（曲軸旋轉兩周）内的不同時間節點上，每個氣缸中的運動副（活塞、曲軸、連杆）都處于不同的工作狀态，任一時刻下系統的力和力矩出現不平衡就會産生振動，從力學的角度看有四個因素需要分析：

●往複慣性力

●往複慣性力矩

●離心慣性力

●離心慣性力矩

如果我開始寫公式，相信大家都要開始關閉閱讀了，所以我們幹脆換一種直觀的方式先來看一看這個問題。

通過圖片我們可以看到，直列四缸發動機中1缸、4缸相對，2缸、3缸相對，其活塞的運動方向總是兩上兩下，并且相對位置相同，這就平衡了往複慣性力。而往複慣性力作用在曲軸上的力矩，也像跷跷闆上左右各坐了兩個體重體型相當的人，也就保持了往複慣性力距的平衡，直列六缸發動機同理。

而三缸發動機的三組活塞的曲柄結構成120度布置，其三活塞結構看起來就不那麼平衡，但通過計算我們就可以知道，三缸發動機的往複慣性力是動态平衡的。但在曲軸上，三組運動副分别産生的往複慣性力矩卻非常雜亂，自身結構根本無法平衡，這些雜亂的力矩就需要曲軸來承受，于是就産生了不規律的扭曲振動。

要了解三缸機的振動有多嚴重，我們就必須先科普一個小知識，關于發動機的1階、2階、3階...n階振動。在發動機的振動優化階段，工程師會對發動機振動波進行取樣分析，再通過傳統工程上的“傅裡葉變換”可以将複雜主振波型拆分成獨立的不同頻域下的振動，根據振動頻率的不同，可以将這些周期性的振動波分為1階、2階...n階振動。

由于振動都是由某一系統性的結構不平衡産生的，所以不管是1階振動還是2階振動，都是周期性的。工程測試上發現，三缸發動機的主要振動來自沖擊感強的1階振動，其比例接近80%，而2階振動的比例隻有20%，3階以上振動相比之下可以忽略不計。我們常見的直列四缸發動機不存在1階振動，所以振動程度遠小于三缸發動機。

并且，由于1階振動的頻率隻有2階振動頻率的一半，所以振動所傳遞的“脈沖感”更強，而高頻率振動感受更加綿密，沖擊感低。

雖然我們常說直列六缸發動機和水平對擲發動機是完全平衡的，但發動機在真正工作時并不存在完美平衡，由于缸内的燃燒沖擊，系統的總傾覆力矩無法被完全抵消，隻能通過增加缸數和平衡點火時間可以盡量減少燃燒沖擊帶來的影響。

由于缸數少，三缸發動機在同樣動力輸出的條件下，單缸單次做功更多，這也進一步加劇了振動。由于這樣的先天缺陷，三缸發動機的确“抖”的更厲害。

無法消除的抖動，隻能被優化

從理論上說，隻要可以測定出振動的主要來源，就可以通過設計平衡軸，優化飛輪、曲軸動平衡，設計偏心活塞達到慣性平衡，并且許多四缸發動機上也有相應的設計，但想要完全平衡三缸機的振動尤其困難，甚至沒有廠商會這麼做。

三缸發動機要完美解決振動問題需要四組平衡軸裝置，不僅成本過高，這樣的三缸發動機在體積和重量上也失去了優勢，更何況每個平衡軸的運動也會産生響應的摩擦阻力，最終相對四缸發動機的油耗優勢被消耗殆盡。

所以三缸發動機的振動問題，注定隻能被優化，而不可能被完全解決。

好在汽車工業經過了這麼多年的發展，技術積累相當豐富，目前市面上優秀的三缸發動機已經拿出了相當多值得借鑒的優化技術：

●平衡軸：通過一根旋轉軸的結構，同步與發動機工作，對某1階的周期振動進行平衡。當然發動機可以通過設計多組平衡軸起到更好的平衡效果，但由于空間、成本等客觀原因，通常三缸發動機隻設計有一根平衡軸對1階振動進行平衡。

●偏心式飛輪/曲軸平衡塊：減少整體結構的偏心程度，消除離心慣性力，從而減少振動的産生。

●腹内輕量化：通過輕量化的活塞連杆結構，減少不平衡的慣性力，從而減少振動的産生。

●偏心活塞：通過調整活塞的質心位置，平衡活塞運動中的不平衡問題。

●優化點火時間：通過調整氣缸的點火時機，在保證燃燒的情況下，減少不必要的振動産生。

但是這些技術不像缸内直噴、雙凸輪軸技術，沒法照貓畫虎，拿過來沒法直接用。所以即便市場上許多廠商宣稱他們做了各種優化，但其發動機表現仍難差強人意。技術提升需要大量的數據沉澱，系統優化也“牽一發而動全身”，因為不确定的“X因素”太多，所以優化三缸發動機難度很大。

對市面各類三缸發動機的用戶投訴進行統計也可以發現一個有趣的現象，那就是同為三缸發動機，不同品牌、不同型号之間，其抖動問題的表現和抖動嚴重的轉速區間都存在很大不同，這也說明不能隻用“三缸”就定性所有三缸發動機的表現。

三缸發動機的振動優化類比來看更像對底盤的調教，頗有些玄學的味道，需要廠商深厚的技術沉澱和不計成本的嘗試，所以市面上的确存在在我看來振動表現可接受的三缸發動機，不過對于某些品牌的三缸發動機，我則隻能抱有敬意，默默遠離。

所以，三缸發動機有未來嗎？

通過前面聱牙且漫長的說明，我們了解了三缸發動機為什麼會抖，以及三缸發動機的抖動優化難在哪裡，既然完全平衡三缸發動機本身是幾乎不可能的，那你可能要問了：三缸發動機有未來嗎？

對此，我給出的答案是肯定的。首先市面上的确有一些振動表現不錯的三缸車型，為了避免有廣告嫌疑，具體車型就不展開去說了，但這部分“優質”三缸發動機的出現足以證明：三缸發動機在優化水平過關的情況下，其振動問題遠沒有達到令人無法忍受的地步。

當然，目前的客觀情況是：市面上大部分三缸發動機及整車的NVH優化都有待提升。

車輛真正傳達到用戶層面的NVH表現是包含整車NVH優化的，廠商可以通過對發動機懸置、整體振動隔絕在三缸發動機振動無法完全解決的前提下，進一步提升用戶層面的體驗，并且如果你能接受三缸發動機在振動方面相比四缸、六缸發動機的先天差距，你還可以收獲更為低廉的購車價格。

改換三缸發動機的别克英朗車型經曆了一段時間的銷售低谷，但最終在終端優惠變大後銷量迅速回升，上個月已經達到了單月單車銷售3萬台的水平，在車型總銷量榜上排名前5。

而三缸的寶馬車型也有類似情況，其B系列發動機的1.5T三缸目前搭在在1系三廂、2系、3系以及SUV入門級車型X1身上。同其他品牌，大家普遍也對三缸發動機的寶馬嗤之以鼻，但市場統計結果給出了截然不同的反饋，寶馬1系三廂車型的銷量85%都來自搭在1.5T三缸發動機的118車型。

同樣，寶馬的入門級SUV X1車型80%的銷量也來自其兩驅1.5T三缸發動機版本，甚至最有寶馬精神的3系車型，搭在三缸發動機的318車型也有着月銷過千的出色表現。

把這幾款三缸發動機的寶馬車型銷量進行簡單的相加就能發現，三缸的寶馬車型每月的銷量都穩定超過10000台。一個豪華品牌尚且如此，對于一些更為廉價的買菜車型，如果三缸發動機的優化過關，并且能夠大幅降低我的購車成本，那麼購入一台優化夠好的三缸車型也未嘗不可。

前面，我們一直強調三缸發動機除了省油外，還有體積小、重量輕的優點。在結合新能源技術時，采用三缸發動機更有助于整車的輕量化和動力系統的布局優化，同時在電機動力的加持下，還能完美避開三缸發動機怠速抖動的毛病，最大化的發揮出了三缸發動機的優勢。

當然，盲目迷信小排量省油的說法是站不住腳的，小排量渦輪發動機在工信部的測試上的确更有優勢，但如果你需要急加速，燃燒條件的惡化會讓小馬拉大車的小排量三缸發動機變得更加費油。

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