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三缸发动机和四缸发动机的主要区别

L3_直列三缸发动机比「四缸机」差

  • 仅仅少了一组气缸,三缸发动机差在哪呢?

这一问题的答案对于三缸动力汽车的用户也许会是个打击,然而事实就是事实,其NVH水平之差不是靠「平衡轴」之类的技术可以解决的。作为长时间使用过3/4/5/6缸汽车的用户,解析三缸发动机的缺点应该是有发言权的,下文不以直观感受,以科学原理说明这种机器存在的缺点。

 

点火顺序

  • 1-2-3
  • 1-3-2

气缸直列布局的三缸「往复循环式-内燃式热机」,这种机器的运行原理与普通内燃机没有区别。均依靠油气混合到燃烧室后,通过高温或明火(电弧)引燃产生热能;燃烧的本质是碳氢化合物的氧化还原反应,在反应过程中分子会剧烈且无序的运动。这种运动产生的“撞击力”就是活塞的推动力,然而运动摩擦必然会产生振动,这是“W12缸”发动机也不例外的。(运动状态参考下图)


  • 问题:为什么三缸发动机有明显的「怠速共振」呢?

答案正在于点火顺序以及不同步的动作!偶数缸的发动机在一组气缸膨胀做功时,一定会有另外一组气缸内的活塞连杆做出相同的动作。活塞下行时会产生“惯性作用力”,概念为连带机体垂直向下的“力”;通俗的解释就是发动机会按垂直下沉一次,想要让机体稳定则需要对称气缸做出相同的动作以抵消这一作用力,这是偶数缸发动机运行平稳的原因,在加上平衡轴技术则会达到理想标准。

知识点:三缸发动机是「交替运行」,每组气缸的“进压爆排”四冲程都不同步。那么在膨胀冲程中产生的惯性作用力则为“交替出现”,而且出现作用力的间隔时间较长,在低转速区间机体则等于被“左中右”的交替往下“压”(左摇右摆)。而发动机会通过机脚胶与车架固定,机体的“下压力”则成为车架的“冲击力”,车架振动也就是自然而然的结果了——车架振动会引起空气振动产生声波,也就是所谓的噪音。


点火间隔角

  • 直列三缸发动机点火间隔角为:240度。

四缸发动机为180度,五缸发动机为144度,六缸发动机为120度。这组数据也许不太好理解,但如果将「度」换算成“秒”也许就能明白了。曲轴的旋转是需要时间的,连杆活塞与曲轴连接而运转也需要时间。三缸发动机由于气缸数少,每组气缸需要间隔“240秒”才能做功一次,也就是说三缸机每次出现“摇摆作用力”的间隔时间会比较长。而有更多缸数的内燃机间隔时间短,只要时间足够短就能在“摇摆”到程度很小的时候,通过另一组气缸给“拉回来”而达到稳定的目的,参考五缸发动机的运行状态。

同样为「奇数缸」内燃机,五缸机的点火间隔角仅仅为三缸机的60%,这就等于“摇摆程度”可以降低40%。所以装备五缸机车辆并没有明显的怠速振动,而且升功率的效率也更高。所以奇数缸发动机不见得都不平稳,偶数缸发动机也不见得都平顺,比如三缸动力汽车以及抖动的双缸动力摩托车。对于内燃机热机而言,≥L4的标准应该是最低标准了,L3无非是车企为了降低生产成本的一次“团体炒作”而已。

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