三缸
關注創(chuàng)建者：琳泓comsol 創(chuàng)建時間：2019-10-27
三缸的實例教程
而觀察時下的三缸機，幾乎都有渦輪增壓技術的加持。是的，渦輪增壓技術正欲“故伎重施”，匡扶三缸機而覆滅四缸機，以進一步深化發(fā)動機小型化的戰(zhàn)略。
可以看出，小排量三缸渦輪增壓發(fā)動機的核心性能參數接近甚至超過了1.5自吸這一黃金排量，這意味著三缸機已經具備了替代四缸機的必要條件。
當然，加入渦輪增壓技術只是增強三缸機動力的一個方案，與三缸機更為相得益彰的是混動技術的加入。劉工表示，“三缸機的一大優(yōu)勢便是體積更小，而這正為三缸機與混動系統(tǒng)的集成埋下了伏筆。”
在混動技術的加持后，三缸機不再提供唯一驅動力，在機艙增加的一缸空間里可以塞進馬力更大的電驅動系統(tǒng)。可以說，愈發(fā)成熟的三缸機，為插混或者增程混動提供了更多的可能性。
不管是渦輪增壓三缸機，還是三缸機混動系統(tǒng)，一個很顯著的變化是，今日之三缸機早已非昨日之三缸機，那個魚腩也早已實現華麗的轉身蛻變成香餑餑。
內燃機最后的情懷寄托
在2018年國際發(fā)動機大獎評選中，2.0升及以下的中低排量全是直列三缸機，除了保時捷2.0T渦輪增壓水平對置發(fā)動機，直列四缸機全軍覆沒。
看到這個結果，同事小林在震驚之余，發(fā)出一記吶喊，“四缸機很快會成為一種情懷供后人瞻仰的。”
通過以上技術路線分析，三缸機已經具備了取代四缸機的必要條件，所以他的判斷并無不妥，替代只是個時間問題。而從三缸機的市場化進程來看，這個時間節(jié)點會很快來到。
展開 四缸機和三缸機
以上是理論分析，這一節(jié)我們看它們如何應用到具體的發(fā)動機上。近些年不少主機廠的新車型都采用了三缸機，很多人對三缸機的NVH問題深有疑慮。那么三缸機的NVH挑戰(zhàn)到底在哪里？ 下面我們就對傳統(tǒng)的直列四缸機和直列三缸機的不平衡做一下對比分析。
首先我們來看四缸發(fā)動機，四缸發(fā)動機的點火順序1-3-4-2，平均點火間隔為180度。通過上一節(jié)的公式，我們可以得知一階往復慣性力完全抵消，合力為零。而二階往復慣性力則得到了增強。具體見下圖。
對于三缸機來說，點火順序為1-3-2，平均點火間隔為240度。同樣通過公式計算，我們可得知三缸機的一階往復慣性力合力為零，同樣二階往復慣性力合力同樣為零，是不是有點吃驚呢？那這樣是不是就意味著三缸機的平衡性要比四缸機要好呢？并非如此。
上面三缸機的圖從主觀感覺還是有點“不平衡”，其實是存在慣性力矩。我們看四缸機的一階慣性力，缸1和缸4慣性力方向相同，缸2和缸3慣性力方向相同。但三缸機就不同了，缸1和缸3慣性力方向相反，這會帶來什么問題？轉動！用圖或公式不好演示，直接上視頻。
三缸機的一階，二階慣性力合力是零，但會產生Pitch轉動(如果我們再考慮轉動不平衡，還會有Yaw)，這是三缸機天然帶來的不平衡。
針對這些不平衡一般有什么措施呢？平衡軸是一個選項。既然四缸發(fā)動機存在二階慣性力，那么我們就增加轉速兩倍于曲軸的平衡軸。而三缸發(fā)動機的平衡軸在上面視頻最后有展示，主要來抑制往復不平衡帶來的Pitch轉動。當然平衡軸會帶來額外能量的損耗，所以也有廠家通過飛輪及皮帶輪的設計來抑制不平衡。
展開 近年來，受節(jié)能減排和油耗方面的影響，發(fā)動機技術風潮已經由大排量自然吸氣轉向了小排量渦輪增壓，甚至發(fā)動機的缸數也越來越少。汽車公司已經引入了許多小排量三缸發(fā)動機，試圖降低成本和增加利潤。
三缸發(fā)動機并不是新生事物，早在幾十年前就已經被嘗試過（比如老夏利）。那時觸碰三缸發(fā)動機，更像是一種嘗試摸索，現如今研發(fā)三缸發(fā)動機更多的是無可奈何。隨便打造出一款很抖的三缸發(fā)動機很容易、成本也不高，但想打造出一款很平順、高品質的三缸發(fā)動機卻很難。
▲老夏利三缸發(fā)動機
將同排量的四缸機打造成三缸機，可以減少一部分零件的使用，這意味著同排量下的三缸機要比四缸機重量更輕，而未來內燃機的發(fā)展趨勢就是小型化、輕量化、渦輪增壓化，三缸機具備這三點優(yōu)勢，所以也就開始逐漸的普及。
除了重量上的優(yōu)勢，三缸機運行時所產生的摩擦功損耗也更少一些，活塞在氣缸里上下運轉必然造成摩擦，而摩擦的大小取決于活塞周長與形成的乘積大小。簡單點說，就是把活塞運行的軌跡看作一個圓柱體，圓柱體的高是活塞行程，而圓柱體側面積大小等于摩擦功損耗的大小。
不管是三缸機也好，四缸機也罷，只要是在道路上跑的汽油車，它們都有一個共同點，就是四沖程（吸氣、壓縮、做功、排氣），這四沖程循環(huán)又稱為奧托循環(huán)，所有四沖程發(fā)動機都是這樣循環(huán)工作的。
四沖程的三缸機比四缸機少了一個缸，少了一個氣缸的點火和供油，這樣的發(fā)動機已經是在物理結構上發(fā)生了變化，與四缸機相比有著較大的差異。三缸機不能保證一個完整的沖程，曲軸在旋轉180度，都有一個活塞在全程做功，這樣導致最直接的后果就是動力輸出會出現空檔期。
展開 談機油色變，談三缸發(fā)動機不敢買。
某消費者進一寶馬4S店，為了那所謂能開上豪華車，準備買一寶馬X1。詢價、砍價、貸款一系列流程問下來累的夠嗆，等快要提車呀，銷售猛地一句話，搭載三缸發(fā)動機。
什么三缸發(fā)動機，還有三缸發(fā)動機，什么鬼？一番了解下，缺少了一個缸的發(fā)動機。在它腦海中，汽車發(fā)動機怎么也得四缸。網上都說，三缸發(fā)動機抖，而且用不住。
事實上，在百年汽車工業(yè)史中，三缸發(fā)動機曾出現過，但又被斃掉了。
所以，后來我們見到的大多是偶數缸發(fā)動機，例如4缸、6缸、8缸、12缸等。而平時所見到的摩托車、拖拉機是單缸的。但是，三缸機誰也不熟悉、不了解。而自汽車進入中國后，哪有什么三缸機。
三缸機也就是近兩年的產物。寶馬搭載三缸機發(fā)揚光大，福特、別克等沖在前面。寶馬搭載車型有1系、X1等。后來好多消費者買了，但是確實是抖、震動大、噪音大，關鍵油耗也還高，銷量蹭蹭下滑。
所以，后來寶馬把三缸生產線就賣了。但是三缸機怪風早已刮起來了，國產車也開始跟風，開始大量宣傳。三缸機成本低、油耗低，關鍵動力還很強。
其實這些并不可信，三缸機先天缺陷（有違背力學、設計等定律）注定讓其夭折。
福特、別克這都是搭載三缸機的合資品牌大戶，現在看它們產品銷量，都不忍直視。福特翼博2018年4月銷售1703輛，其中1.0T三缸銷售3輛，而同樣1.5L三缸銷售1695輛。不可思議的是，1.0T馬力是125，1.5L卻是120馬力。
此外，國產車跟風造三缸原因是為了節(jié)能減排。國家規(guī)定，2020年汽車平均排放量要從現在的6.9升/百公里下降到5升/百公里。如果主機廠不能達到排放標準，將來生產許可證或可用產能都會受到很大的影響。
所以，生產三缸機是沒有辦法的辦法。但現在國產品牌連四缸都造不好，還敢指望出成本低，馬力大又可靠的三缸機？
展開 于是乎，諸多車企都將注意力放到了三缸發(fā)動機上，這也是搭載三缸發(fā)動機的車型在最近仿佛雨后春筍一般出現的原因之一。
三缸不“三缸”
最近幾年，三缸發(fā)動機仿佛又被注入了新的活力，不僅搭載在許多汽車品牌的車型上，而且還在國際大賽中頻頻現身。究其原因，很大程度上是因為排放法規(guī)的“督促”，以及追求更高的熱效率。
缺少一個缸，不代表三缸發(fā)動機廉價，畢竟不是所有人都能用一把皮尺就做出來一款發(fā)動機的。哪怕只是一個缸的差距，僅僅只是各種參數（如點火提前角、噴油時刻與噴油量等）的重新標定，就會耗費主機廠大量的時間與精力。后續(xù)在抖動、噪音方面問題的改善，也是一項巨大的工程。而且現在甚至可以說，有些三缸發(fā)動機的研發(fā)成本，都已經超過四缸發(fā)動機了。三缸發(fā)動機在某些方面確實不如四缸發(fā)動機，但是在行業(yè)大勢的情況下，三缸發(fā)動機的普及已成必然。
微于身、長于技
2012年誕生了一款集眾多技術于一身的福特1.0T三缸發(fā)動機，在同年即奪得了當年的國際年度發(fā)動機大獎中1.0L以下組別的榜首，并在隨后的數年之中共獲得八項國際年度發(fā)動機大獎獎項。有人都曾戲說，“四缸減為三缸的壞風氣”就是福特的這款發(fā)動機帶起來的。
對數據比較敏感的人，會發(fā)現以福特1.0T為首的三缸發(fā)動機，其實在參數上并不比四缸發(fā)動機差，甚至猶有過之。而且在油耗方面的優(yōu)勢，讓人無法忽視。原因就是這款發(fā)動機融合了缸內直噴、雙獨立氣門可變正時系統(tǒng)及渦輪增壓，三大提升燃油經濟性及動力性能的關鍵技術，不僅保證了澎湃的動力輸出，而且優(yōu)化了燃油經濟性高達20%，還能降低15%的二氧化碳排放。
值得一提的是，具有賽車基因的福特，哪怕是家族最小的發(fā)動機，也會在動力上迸發(fā)出一點驚喜。啟動這款發(fā)動機的超增壓模式（Overboosted）后，車輛扭矩瞬間飆升至200N·m，可惜這種模式比較傷車且只能持續(xù)30s。
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三缸的最新內容
三缸同步回路：使用兩個規(guī)格適宜的分流集流閥，按圖示連接，可以保持三只液壓缸的速度同步，它利用該閥分流和集流流量一致的特性。該回路同步精度僅為5%~10%，功率損失較大。
四缸同步回路
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三個分流集流閥按圖示連接，閥1通過的流量是閥2流量的兩倍，在閥1分流基礎上再經過閥2分流并分別控制四只液壓缸的同步。
三缸往復式發(fā)動機教程模型就是這樣一個例子，除了中央連桿之外的所有零件都必須建模為剛體。你可以通過剛性域選擇菜單解決這類建模問題，該菜單列出了所有可用的域選擇。為所有剛性組件創(chuàng)建一個新域選擇，如果不存在，在剛性域選擇中將其設置為輸入。在這種情況下，僅為選擇的那些對象創(chuàng)建剛性域。
在三缸往復式發(fā)動機模型中，創(chuàng)建了一個名為剛性域的新的域選擇，其中包含除中央連桿之外的所有域。
理想L系列車型的1.5T四缸增程器由理想汽車自主研發(fā)，NVH團隊為它準備的優(yōu)化對策多達12項，相比之前的1.2T三缸增程器，它的NVH性能有了大幅提升。
本文以某汽車三缸發(fā)動機為研究對象，運用多體動力學理論分析了發(fā)動機缸蓋、缸體和側蓋處的振動和噪聲源特性。利用有限元理論分析了氣缸蓋、缸體和側蓋在振動噪聲源頻段內的模態(tài)。最后，利用邊界元法對優(yōu)化后的車身覆蓋層效果進行了預測。從仿真的角度對三缸發(fā)動機機體各部分的模態(tài)進行了研究，并提出了改進措施，對汽車發(fā)動機減振技術的發(fā)展具有重要意義。
設備形式為L型兩列三缸水冷無油潤滑往復活塞式,排氣壓力2.5 MPa。
（8）制冷機：1臺。考慮到環(huán)保需要,工質選用對大氣臭氧層無污染的環(huán)保型多元共沸R404a制冷劑,制冷壓縮機為螺桿式,機組配有儲液器、冷凝器、油分離器及電控柜等輔助設置。
（9）冷換系統(tǒng)：1套。貧富液換熱器、貧液冷卻器、洗滌液冷卻器等選用板式換熱器,板片選用高效板型以提高換熱效率,主材為不銹鋼。
汽車公司已經引入了許多小排量三缸發(fā)動機，試圖降低成本和增加利潤。
三缸發(fā)動機并不是新生事物，早在幾十年前就已經被嘗試過（比如老夏利）。那時觸碰三缸發(fā)動機，更像是一種嘗試摸索，現如今研發(fā)三缸發(fā)動機更多的是無可奈何。隨便打造出一款很抖的三缸發(fā)動機很容易、成本也不高，但想打造出一款很平順、高品質的三缸發(fā)動機卻很難。
「第一代DM混動系統(tǒng)」的設計理念主要以節(jié)能為技術導向，通過雙電機與單速減速器的結構搭配1.0升自吸三缸發(fā)動機
塑料必須能滿足日益精密的成型要求和三缸發(fā)動機蓋的溫度。”
Dufour先生繼續(xù)說道：“HBK能夠符合所有這些標準，并引導我們找到可能的最佳解決方案，V8900振動臺能夠執(zhí)行我們當前和未來的各種測試：
未來傾向于電動汽車和氫發(fā)動機的發(fā)展
。”
目前科沃茲全系搭載三缸發(fā)動機，其市場表現并不理想，截止2021年11月，它的月均銷量也就在1,800輛左右。減產后，科沃茲月產能為1,600輛左右，和目前的銷量基本吻合，即便減產應該也能夠滿足供需關系。不過隨著電動車的大力發(fā)展，不排除后續(xù)會徹底停產科沃茲，為新能源車型讓路。
發(fā)動機在體積上變化，逐漸小型化，三缸機在混合動力車上也是較為常見的，而且發(fā)動機的排量一般在1L以下,這樣就會導致缸內的壓力增高。
