三缸发动机抖动严重主要因每两缸做功间隔长,曲轴受力不连续,形成脉冲力,导致不平衡。其设计初衷多为降低成本,但增加减震措施难掩根本缺陷。长期使用后,三缸机易出现动力不足、震动噪音加剧等问题,尤其行驶10万公里后更为明显,影响驾驶体验。
网上很多人在写话题,看了一遍,要么太深,涉及一阶和二阶惯性力这种绝大部分人搞不明白的东西;太浅,就跟你举个四条腿、三条腿走路的例子。
力学部分比较麻烦,从一阶和二阶惯性力确实能够分析发现,三缸机两个都不行,必然是抖得最厉害;今天就用大白话,用基本的常识去了解为什么三缸机最抖。
1、首先,得知道的发动机结构,现代车用发动机都是四冲程的,每缸燃烧室做功于活塞,推动活塞下移,再通过连杆传递到曲轴,最终曲轴承受了所有缸的力。
上面这个动图很直观展示四冲程发动机的工作过程,曲轴只在做功冲程才受力,其他三个循环都不受力。
2、其次,对于多缸发动机来说,涉及到顺序,这里面很复杂,不展开说。原则是,相邻点火的两缸尽可能离得远一些。
对4缸机来说,可以是1-3-4-2,也可以是1-2-4-3,这里面不可避免的还是有两个缸是相邻时刻点火;但是6缸机就可以按照1-5-3-6-2-4或者1-4-2-6-3-5来,这样就可以确保相邻两缸点火顺序错开。
3、上面提到,曲轴只在做功冲程才受力(冲击),而做功冲程的开启就是点火——点着火了才能燃烧,继而膨胀,不过现在基本都是提前点火,为了让燃烧更充分。
发动机进气门、排气门都是提前开,迟后关,点火也是提前。这一切都是为了让燃烧更充分,单位质量油品榨更高能量,提高热效率和动力性,同时改善排放。
4、上面铺垫很多基本知识,现在我们看一下不同缸数发动机点火做功顺序图,分析一下便知。
上面提到做功冲程,曲轴才受力,如果这个力能连续,那么曲轴受到的冲击就越小,换言之抖动就越小。
三缸机,相邻两个做功之间是间断的,且间断时间比较长,这就几乎相当于是个脉冲力,曲轴受力最不平衡。
四缸机,相邻两个做功冲程基本是挨着的,一个结束,另一个开始。但不可避免的还是在衔接处会有一定冲击,相比三缸机好太多了。
直列6缸发动机,一缸的做功的时候,两缸也在做功,这样的话,曲轴承受的力是连续的,几乎没有什么冲击,并且这几个缸之间的冲击可以抵消一部分。所以,大名鼎鼎的宝马直列6缸发动机一直被称赞平顺性,到现在还在岗,这是根本原因。
现在有很多声音在洗三缸机,说是三缸机更节能环保,这块研究一下再写一篇。最想说的是,三缸机最初是降本任务下的产品,根本就不是什么为了节能环保。减少一缸,就能减少一缸整体的零部件,气门组,凸轮轴相应减少,少一个喷油器、火花塞,对应线圈也少一个,活塞连杆组少一套,曲轴少一组轴颈结构。
结构上确实简化了很多,但是别忘了,为了三缸机的抖动,又得至少增加一个平衡块,有的还搭配双质量飞轮。这就导致,有的车企试来试去回到4缸机了。典型代表别克英朗,现在回到4缸时代,还把双离合取消了,全系6AT,只是1.3T三缸机依然保留着。
三缸机的抖动是改变不了的事实,无论怎么吹减震都没用,毕竟发动机是动力源,是一切动力和震动的源头,想要动力,就必然有震动。
再者:要是能做的跟NVH性能一样,降本的钱能覆盖为减震增加的成本吗?即使中间略有盈余,但冒着销量下降的风险去做这些工作,似乎有点得不偿失。
这个其实看看通用就能感受到了,通用国内第一家大量推广三缸机的车企,当年英朗动则3、4万月销量,换3缸之后销量脚踝斩,痛定思痛之后,回到四缸机,销量立马回升。
以上只是理性分析,降本对任一家车企都极具诱惑力,尤其是在成本能下降很多的情况下,后续三缸机依然会此起彼伏。但作为消费者本身来讲,选择之前多一些了解,也没啥不好。
好多的车友都在反映的发动机使用时间长了就会有很多的弊端,三缸发动机使用后期抖动真的会很严重。汽车搭载的机在四个冲程中只有一个做功冲程是在加速,而排气吸气压缩三个冲程都在减速。而三缸机却是在每个周期即运转四个冲程的过程中只有三个冲程做功这就意味着在每两个气缸的做功冲程中间明显的动力中断,因此引发了比四缸机更加严重的震动和噪音。
既然三缸发动机后期使用严重,10万公里以后的三缸发动机会变成怎么样也是许多消费者要考量的问题,以下是具体情况:
1、动力不足。传统三缸发动机的进气方式是自然进气,气缸数量的减少,导致发动机进气量小,相应的,喷油量就少,汽车在起步加速时动力不足,行驶10万公里后这种动力不足感会更加明显。
2、震动和噪音过大。三缸发动机发生的震动主要是由工作过程中机件的周期性运转所产生的旋转惯性力和往复惯性力所致。两个气缸同时,而另一个气缸单独做功,它们做功所产生的力无法完全抵消,因此出现抖动,气缸的抖动又加大了机的震动和噪音。经过10万公里使用磨损,震动和噪音只会更加严重。
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