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三缸，想说爱你是不是并不容易的事？

三缸，想说爱你是不是并不容易的事？

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作者：
来源：新车网
时间：2019-02-23

三缸机的NVH特性较差的问题，就给大家详细的分析一下，到底是怎样的原理导致它的NVH特性会比常用的四、六缸发动机差？主机厂又是使出了什么招数，让消费者坦然接受的呢？来，咱继续说！

☆1、三缸机为啥火了起来？

在排放要求日益严苛的汽车行业，各大厂商可谓是使出浑身解数。纯电动、混动、轻量化设计等手段层出不穷。其中，有一个比较重要的手段是将原来的多缸发动机替换成现有的一点几升的三缸机。首先就有一个问题，放着好好的四缸机不用，主机厂为什么开始热衷于使用三缸机了呢？

第一，成本低：“啊~~三缸，你比四缸少一缸！”大家还真不要小瞧少的这一缸，这会直接减小其加工难度，降低其制造成本，使得整车的价格也会随之降下来。在各大厂商都在追求降成本的今天，采用三缸发动机无疑是一个很好的选择。

第二，排放小：从发动机结构来看，经过众多“攻城狮”们的试验验证，对于一般的四缸机而言，0.5L的单缸排量可以保证其具有较好的燃烧效率。三缸发动机的最优单缸排量一般为0.33L-0.5L。因此，目前常用的三缸机主要有1.0T、1.2T、1.3T以及1.5T。相比动辄3.0的V6而言，其排放少、油耗小，且对于小型车型，动力性足以满足要求。

ZEOD RC 油电混合赛车

第三，重量轻：少了一个缸，整体尺寸变小，其重量自然降低。2014年的勒芒24小时耐力赛上，NISSAN派出了ZEOD RC 油电混合赛车原型机[1]。值得一提的是，其搭载的三缸发动机重量仅为40Kg，最大可输出400马力，380牛米的动力。其性能可见一斑！

ZEOD RC上搭载的三缸发动机

而其整体长宽高尺寸仅为0.4m*0.2m*0.5m。这样的精巧的结构安装到车上，不仅占用空间小，而且其重量轻，也非常有利于整车的轻量化设计。

重量仅为40Kg

第四，效率高：少了一个缸，使其摩擦损失，泵气损失和热损失等都相对降低，三缸机整体的效率也得到了一定的提升。如GM新一代Ecotec系列三缸机在摩擦功损失方面相比四缸机降低了10%-15%。

GM Ecotec 三缸机

当然，如果三缸机全是优点，各大主机厂也就一点不用纠结，放心大胆安排上了。但是，大家还是都有一个共同的顾虑。上期讲堂也讲到过，三缸机振动噪声特性比较差，其结构特性决定了其较差的NVH特性。如果不进行改进，很难让消费者欣然接受。那么，到底是怎样的结构特性决定了其怎样的NVH特性呢？可以采用什么办法来改善这种状况呢？

☆2、三缸机NVH特性为什么比较差？

这首先得从发动机的工作原理说起。

发动机工作原理图

我们知道，发动机（以内燃机为例进行说明）是将燃油的能量通过燃烧的方式进行释放，其产生的动力推动活塞运动，活塞通过曲柄连杆机构推动曲轴旋转，将动力进行输出。

在发动机运转的过程中，有活塞的往复运动、曲轴的旋转运动。这中间需要依靠连杆机构进行力的传递。那么问题来了，振动具体是怎么产生的呢？为了便于大家的理解，我们先以单缸为例进行说明。

单缸发动机简化模型

往复惯性力的大小实际上就是往复运动的质量与其加速度的乘积。其方向是与加速度方向相反的。比如，当活塞向下加速运动时（加速度方向向下），其产生的惯性力实际上是向上的。因此，想知道往复惯性力有多大，首先要知道其加速度有多大。那么，加速度应该怎么求呢？我们知道，加速度可以由速度求导得到。而速度又可以通过位移求导得到。因此，直接对位移求两次导，可以直接得到加速度。而在往复运动中，活塞的位移怎么表示呢？

上述两部分，就是我们说的一阶往复惯性力和二阶往复惯性力。那么，这里所说的“阶”代表的是什么呢？这里可以理解为曲轴转一圈，力的冲击次数。因此，我们可以看出，一阶惯性力在曲轴转一圈时，其正负号变化一次，即冲击一次，因此称为一阶往复惯性力。而对应的二阶惯性力在曲轴转一圈时，其正负号变化两次，即冲击两次，即二阶往复惯性力。