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如何看待 18 款英朗及 GL6 采用三缸发动机?
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如何看待 18 款英朗及 GL6 采用三缸发动机?

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2008-03-15
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简单的来说,内燃机性能的提升促进了排量的下降,而小排量用3缸综合效率更高是各大企业寻求三缸机的根本原因。

我们先看看这些车型:

1960s 上海牌SH760家用轿车,搭载2.2L发动机 6缸发动机,输出功率 60KW

1970s 伏尔加嘎斯24,2.445L 6缸发动机,输出功率72KW

1980s 第七代皇冠 超豪华级顶配 2.8L 六缸发动机,输出功率 128KW

1990s 夏利  1.0L 三缸发动机 输出与功率39KW,扭矩77NM (三缸机的很多黑暗的回忆都开始与此)

2000s 国民家用轿车: 老凯越  顶级版 1.8L 4缸发动机  88KW  158NM

2010s 老英朗 豪华1.6T  4缸发动机  135KW / 235NM(2200-5600RPM) / 自动时尚版 1.6L 89KW /150NM




2018 GL6 1.3T 3缸发动机 120KW/230NM (1800-4400RPM)

2018 新英朗 1.0T 三缸发动机  92KW / 170NM




欧美系在2010年后基本确定了downsize Turbo化的发动机发展方向。一方面,在正常的运行工况下提升发动机的综合性能(并非刻意的通过提高转速和变速箱调节调节来实现),令发动机的升功率性能不断提升;另一方面,重视低速扭矩的驾驶习惯,令发动机的增压化与增压介入转速提前成为了提升客户良好驾驶乐趣的必然手段。

因此我们可以看见,随着发动机综合性能的提升,1.3T发动机的输出接近上一代1.6T发动机的输出水平,大幅超越目前在售1.4T发动机水平(106KW/200NM),1.0T发动机大幅超越了1.6L上一代发动机和目前在售的新英朗1.5L发动机的性能(84KW/143NM).

所以我们解释了小排量的问题。

在发动机设计领驭,一般来说0.8L-1.3L排量的选择以3缸为主,1.3L-1.5L是一个灰色地带。为什么呢?这里的核心是单缸燃烧性能与整机机构摩擦功。

随着发动机排量的缩小,发动机的缸径也在不断的缩小。可是作为一个先进的燃烧系统设计,气门/凸轮轴机构/燃烧室和气道造型/火花塞结构等一个都不能少,这就是在螺蛳壳里做道场。

1.3T发动机缸盖结构




4缸机的下限一般在1.2L排量左右,单缸排量只有0.3L。这个排量比公认的小排量最低档的0.33L黄金排量还要小10%,在系统效率方面并不会占据多大的优势。

例如:丰田的1.2T 4缸增压版,热效率为36.2%,作为其重大卖点来宣传,其输出功率为85KW,185NM。和Ecotec3缸机1.0版的数据接近。尽管这款发动机本身已经在通过牺牲部分性能来尝试达到高热效率的目的,但是受限于其糟糕的单缸容积范围,尽管丰田进行了很多有效的努力和优化,但是也难怪连吃瓜群众都觉得只有36%热效率为什么要宣传(其实对于这个单缸条件来说确实颇难,我再重申一遍,单缸排量在一定范围内越大越容易达到较高的热效率)。而三缸机在0.33L和0.43L的2档黄金排量的条件下,可以轻易的实现小排量、高性能与高燃效的结合。还是那句话:“顺天者逸,逆天者劳”。可以看看下面的数据对比。

在这个方面做得比较绝对的是BMW。其设计理念将单缸最优系列化开发的文化发展到了极致,从而出现了在BMW X1上出现的1.5T 三缸机。(当然我个人其实并不太认同这个做法,其系统的平衡性略有失衡,为了平衡,这款3缸机未能发挥全部,在BMW还有差异性能的调节版本)

                                                                     BMW 1.5T 三缸机

此前网上传闻宝马要卖掉三缸机生产线。其实想想你就知道,目前宝马1系3厢的91%、X1销量的64%来自于1.5T,每月的销量在1万左右,占宝马全系列销量的15%-20%,我觉得会相信宝马会卖掉1.5T停产三缸机的新闻可真是蠢透了。这次卖掉的是主要生产1.2T三缸机的一条较老的国产线,是华晨为了提升自身的制造能力从宝马工厂移交一条生产线,其最新的德国进口生产线还在满负荷的制造1.5T发动机。

宝马选择比较大的0.5L最优单缸还是因为其毕竟是豪华运动牌子,技术积累在大排量这块经验丰富,而且在欧洲汽油机和柴油机并重,其3.0L和2.0L甚至可以实现柴油机和汽油机版本70%以上的零部件共用化。此前由于其电动汽车需要增程式发动机,他还使用过一款1.0T 2缸发动机(其实就是四冲程摩托车发动机了),简直是令人发指。




从更好的摩擦功表现来说,减少一缸那么占整机摩擦功大部分的曲柄连杆机构以及阀系等系统的机械摩擦损失可以显著降低,从而有效的降低燃油耗。

                                                       Ecotec 1.3T 发动机机械结构

与当年夏利39KW的三缸机差异。Ecotec 三缸机不仅不是廉价机型的代表,其中使用了包括双喷、超高性能球铁、粉末冶金以及铝合金还有包括硬度相当于不锈钢的十倍、20万公里整车耐久磨损只有头发丝千分之一的无氢类金刚石涂层和碳纤维高聚物涂层在内的领先技术,实现了摩擦功和整机重量的显著下降,令其结构更加紧凑,输出更加高效。

其中一个彩蛋就是,如果你是“机油混合动力”汽车的车主,建议你可以尝试一下这款车。在这一系列的全球同级别车型没有、仅在豪华车和跑车上使用的多种黑科技结构及涂层组合的法力加持下,这款发动机不仅燃油耗低,机油耗是目前地表所有竞争对手的40%以下,和某些友商比起来简直可以说是“零油耗”了。(突发奇想,其实可以组织一个机油耗比赛)




关于三缸机天生的震动不平衡问题,首先是此前我发过的一个普及专栏文章:

浅答发动机“平顺性”

这里面已经非常详细的介绍了三缸机和4缸机的差异。

三缸机由于720度发火顺序和次数的天生差异,在NVH表现方面的短板是必然的。汽车工程师采用的是削弱与消除结合。对于0.8L-1.0L,采用的是超轻量化结构设计消除基本值,然后通过优化的曲轴平衡设计将剩余无法消除的不平衡力矩引导到客户感知不敏感的区域。对于1.1-1.3L,在采用轻量化的同时,增加了平衡轴系统,对客户感知明显的1阶不平衡力矩进行彻底消除,结合整车系统优化,达到和4缸机完全类似的NVH体验。

为了彻底消除客户对于NVH担心,在Ecotec上还引入了在欧洲高端大排量高性能柴油机上才会使用的橡胶减震齿轮,使用的均为全球供应商产品。(价格真的是高到离谱)。连同齿轮冲击噪音也一并消除了。

谁说的三缸机 = 没有底线的廉价?




在这里,我再提供一个很多媒体没有注意的细节:

注意红圈位置有一个二维码。

这个二维码的作用,是将Ecotec所有的活塞实现单个活塞精确控制,全程数据可追溯。我再说的明白一点,目前99.99%的市场车型,甚至包括很多豪华跑车,活塞等小部件依然采用的是批次追溯。就好比这次神户制钢产品出现了问题,一公布就说我这批有问题的批次一追溯就是5000吨。因为是采用抽检和批次追溯的。而精确追溯就意味着,我可以直接告诉你,经过数据追溯,一共有4根钢棒有问题需要追回了,区别是编号3#,18#,66#,72#,剩余的20万根可以继续使用。

Ecotec 全系发动机实现了活塞等关键零部件单个精确,可以追溯十年以上,所有测量数据一一对应。这是美系顶级的制造质量管理体系结合智能化自动化工业4.0的最新成果,应用在了国民级家用轿车上。这在全球都是罕有的。这在我此前的文章中其实有所提及:

JackyQ:如何看待日本钢企神户制钢长期造假事件?




所以可以看见,当前以Ecotec 1.0T/1.3T发动机,在性能上满足客户要求,在低油耗方面行业领先,在产品质量上结合了最先进的自动化和智能化技术,可以说代表了目前通用汽车工程和制造实力在小排量增压发动机方面的最强集合。




你可以看不起三缸机,但是至少先尝试一下Ecotec,再重新考虑一下三缸机真的是和廉价无能划等号吗?




Jacky




-------我相信有人会说我收钱打广告,这个问题我很难回答,这款发动机,我是利益相关方,很多内容我确实了解,(但这篇文章中所有的图片和原始数据来自于公开源,主要是分析一下目前媒体没有关注到的一些特色,未使用内部数据。)当然我也认为我尝试着从技术角度以及深入浅出的角度来解释三缸机的很多特点,希望各位看了这篇文章后有所收获,这也将会是我后续首场Live的议题。(拖延症中)




我的专栏:JackyQ的汽车漫谈




------- 请上汽通用公关看见后联系我,分我一点宣传稿费吧---------




JackyQ的汽车漫谈开公众号了,其实主要是被知乎app超弱智的转发文章机制和图文编辑功能忍无可忍了,同时也是自己的文章在各类公众号抄袭得一塌糊涂,还不如自己发布一个平台呢。通过公众号你可以看见作为汽车工程人员日常关注的汽车行业新闻以及纯技术点评,在千篇一律的体验类汽车公众号中给你一个最扎实的汽车技术快讯。




JackyQ的汽车漫谈(或在微信众直接搜索公众号: JackyQTalk)

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