说到三缸发动机,我想人们最熟悉的应该是宝马1系轿车。宝马采用三缸发动机以操控性著称,因此三缸发动机是未来的趋势。以前人们提到三缸发动机,首先想到的是A00级或者A0级微型车,比如李霞、奥拓、奇瑞QQ、比亚迪F0等,往往给人动力不足的印象。同样,三缸发动机的振动大、噪音大等先天缺陷也让它感觉很廉价。虽然如此,汽车厂商仍然投入大量精力和财力来克服三缸发动机动力弱、噪音大、抖动严重的缺点。原因是随着人们环保意识的提高,汽车紧凑化、发动机小排量化的趋势不可避免。
三缸发动机最明显的优势是减小了体积和排量,达到了环保的目的。但随着涡轮增压技术的普及,新一代三缸发动机无一例外都采用了涡轮增压技术,而且大多是低惯性涡轮(发动机转速很低时可以介入),有的甚至采用电动涡轮(独立驱动涡轮,不受发动机转速影响),从而在一定程度上消除了三缸发动机扭矩低、疲劳的问题。因此,许多三缸涡轮增压发动机的动力输出水平已经达到了1.6升、1.8升甚至2.4升四缸自然吸气发动机的水平。以福特的1.0T三缸涡轮增压发动机为例,与自家的1.5升四缸自然吸气发动机相比,最大功率11千瓦(可达92千瓦),最大扭矩30牛·米(可达170牛·米)。现在不用再担心三缸发动机的动力。
再来看四冲程三缸发动机。其点火顺序一般为1-3-2或1-2-3。同样的曲轴旋转720度进行吸气和爆炸冲程,但只有三个气缸在做功。每个气缸都做功,同一个曲轴旋转180度,因此有一个动力空档期(灰色部分)。当前一个气缸到达下止点做功时,需要等待曲轴。因此,三缸发动机的输出是间歇的,节奏就像输出1秒,间歇0.5秒,输出1秒,停顿0.5秒。设计四缸四冲程发动机是非常聪明的,可以保证一个奥拓循环。在曲轴720度旋转的过程中,四个气缸像接力赛一样,一个气缸挨着一个气缸工作,因此动力输出连贯顺畅。因此,L4发动机现在成为最常见的动力。但如果缸数少于四个,就不能保证一个活塞在全冲程做功(曲轴旋转180度),因此会有一个动力输出的空档期。因此,四缸是保证发动机动力输出一致的最少缸数。