李 蒋

（苏州建设交通高等职业技术学校，江苏 苏州 215104）

前言

三缸发动机最早是应用在 A0级小型车上的，而且出于成本问题的考虑，A0级小车搭载三缸发动机在某种程度上可以说是必然做法。对应的消费群体既然能接受 A0级车型的整体品质，那么对于三缸发动机的抖动应该也是可以接受的。

目前各大车厂推出的三缸增压发动机的排量主要集中在1.0T～1.5T区间，其中颇具代表性的有大众 1.0T、雪铁龙1.2T、通用的1.3T、宝马的1.5T等。从发动机的输出功率和峰值扭矩上来看，这些小排量三缸增压发动机已经近乎获得1.6L～2.4L排量的四缸自吸发动机才能达到的动力输出水准。同时这些三缸发动机的燃油消耗量和废气排放表现也更为优秀，轻轻松松就能达到国家排放标准。

表1

因此，在三缸发动机横空出世的一刹那，终于给对纯电动汽车心存顾虑的车友一记强心针。在短暂的兴奋激动之余，不少车友在遨游了网络世界之后，又有了新的疑虑。因为网络上铺天盖地的关于三缸发动机机抖动的描述，瞬间将车友抢购的欲望降格为观望。

1 三缸发动机抖动原因

那么三缸发动机究竟抖不抖呢？通过我们的研究发现，三缸发动机的抖动是肯定存在的。因为三缸发动机的气缸布局不是一个高度对称的结构。四缸发动机为什么不抖呢？因为四缸发动机每个气缸之间的相位差是180°，1-2-3-4四个气缸1缸和4缸向上运动时，2缸和3缸向下运动，这种情况下发动机是不会左右晃动的，再加上相应的减震附件，整个四缸发动机几乎就是没有什么抖动的。

图1 四缸发动机活塞运行位置示意图

然而，三缸发动机每个气缸之间的相位差是 240°，三缸发动机工作时总有一个气缸在单独做功，没有一对同上同下的活塞，1-2-3三个气缸1缸和3缸就会不规则的上下运动，产生的惯性力矩得不到抵消，抖动就这样产生了。所有奇数缸发动机都存在这个问题，曾经的五缸发动机也一样，只不过五缸发动机抖动的没有三缸发动机那么明显，这就是三缸发动机抖动的根源。b

图2 三缸发动机活塞运行位置示意图

2 三缸发动机抖动时间

既然三缸发动机的抖动是客观存在的，那么究竟它什么时候会抖动呢？是像网友臆想的那样无处不在的抖么？我们的研究发现，三缸发动机只是怠速的时候排气管的声音不太规则甚至听起来还有点吵，它的抖动并非存在于汽车的行进过程中，大多数的抖动主要发生在汽车起步和蠕行的时候；自动启停系统开启工作的时候；还有就是突然的负载也是最容易让驾驶员感受到抖动的时候，例如行进中将空调、音响打开（令发动机负荷突然增大）、关闭。

3 三缸发动机的抖动故障解除

宝马B38型，排量1.5T的三缸发动机在三缸领域确实表现卓著，宝马的工程师在 NVH特性研究上着实花了大的气力。为解决振动问题，宝马的工程师将一根平衡轴安装在曲轴箱里，由曲轴带动，其旋转方向与曲轴相反，转速和曲轴转速相同，最大限度地消除发动机的振动；对于噪音问题，宝马的工程师又在发动机的每一个面都增加了高品质的隔音罩，甚至连油底壳都没有放过，着实有效的改善了三缸发动机的缺陷。

图3 宝马B38-1.5T排量三缸发动机

通用公司研发的1.3T排量Ecotec涡轮增压发动机，工程师进行了一系列设计来抑制发动机的抖动和噪音。首先，在传统双质量飞轮上增加一个“吸震器”，通过钟摆式的离心往复摆动，抵消来自发动机侧主动飞轮的扭转振动；其次，优化平衡轴齿轮与曲轴齿轮啮合部分的弹性解耦单元，消除齿轮啮合的冲击；最后，配备静音正时链条，传动时入齿更柔和，冲击更小。毫不夸张的说，通用公司的这台1.3T三缸涡轮增压发动机在怠速状态下的震动几乎和四缸发动机完全一样。

图4 别克Ecotec-1.3T排量三缸发动机

4 三缸发动机还有没有未来？

本文就不一一赘述各大厂商具体的技术手法，更无法逐一进行对比，毕竟“抖”是一个综合性的使用感受，几乎无法客观量化评价。总之，对于三缸发动机的抖动问题，各大厂商也都竭力通过机械手段进行减振处理，但其实，无论是最早的摩擦式减振器、偏心质量飞轮还是目前多数厂商普遍采用的平衡轴，都无法真正从根源上消除三缸发动机的抖动问题，只能是在外围兜圈子，尽量通过 NVH抑制手段来控制传导到驾驶舱的抖动和噪音。一般来讲，刚买到的新车肯定不会抖的那么明显，但随着行驶里程的增长，抖动可能会不可避免的越来越明显。

同时，三缸发动机动力的弊端并不能仅靠增压系统来弥补，虽然动力从参数上看变得更为强大，但老一代（如奥拓1.0）三缸发动机存在的机械特性和缺点在如今的现代三缸增压发动机上依旧隐约存在。可以预见，未来某一天，电动涡轮技术真正普及，小排量四缸电动增压发动机极有可能重新取代三缸增压发动机，因为那会带来更好的体验，或许那才是小排量增压发动机的终极方案。

就目前来看，三缸发动机确实可以做到省油且不输动力。不少人因为缺乏真正的了解而过于担心三缸发动机的抖动，即便如今的技术已经把三缸发动机在各方面都做的近乎完美了。无论我们认可与否，三缸发动机注定会在一个时期内大量抢占属于它的市场份额。随着越来越多的三缸发动机机投入市场，估计人们对三缸发动机固有的“抖”的印象也会逐渐转变，但这也许得需要一段时间。