如果将三缸发动机设计成三角型排列,能否解决抖动问题?

机器之心

如果将三缸发动机设计成三角型排列,能否解决抖动问题?三缸发动机布局为三角形排列:最低等级的星型发动机诞生了!

曲轴在中间、活塞以圆周形排列,以曲轴作为原型则成为连杆活塞成为半径,这是典型的星型发动机。这种发动机无法避免抖动振动的问题,因为星型发动机的转子是偏心式,三缸单排星型发动机无法做到曲轴对称的配重,旋转运转时气缸爆燃做功必然会产生非常大的惯性作用力。

直列三缸发动机活塞惯性作用力朝下,总成等于“躺在”发动机舱内,产生的作用力会以中间气缸为支点,两侧气缸交替运行时就像给跷跷板两端加力的概念一样,导致发动机左右摇摆;这是直列三缸机必然会抖动的原因,无法避免。

星型三缸发动机是竖向放置,也就是“站在”发动机舱内,那么产生的作用力则会让发动机成为大钟的摆锤一样摇晃,震动只是从水平两侧的摇摆变成了立体两侧的摆动,体验上是没有任何区别的。

所以三角形排列的星型三缸发动机NVH同样会很差,想要单排三缸机获得先对平顺理论上必然“×2”。也就是做出一台单排三缸双排六缸的星型发动机,这种发动机是可以做出很多排的,只要把曲轴设计的特殊一些则可以让让前排气缸A点进行压缩冲程时,后排气缸对称的B点同时进行压缩,依次方式可以适当的减少星型发动机的震动,然而也只是适当减少。

其次从成本与设计的角度考虑也不能如此设计

星型布局的发动机最早应用在飞机上,使用螺旋桨的飞机都是这种机器。其结构特点因星型发动机转速合理无需使用变速箱,所以曲轴端可连接螺旋桨实现直驱;那么直驱则发动机的一定是竖向布局,如果汽车使用这种发动机则为前置竖向布局发动机的后驱。各大车企使用三缸发动机的真实目的是为了节省制造成本,与节油绝对无关;那么节省成本的最理想方式则横置前驱,因为省去了复杂的传动结构能节省很多成本,所以竖向纵置的星型发动机不划算,而且研究特殊的变速箱也会增加成本。

其次星型发动机的散热主要风冷且对散热要求很高,飞机使用这种发动机是将其直接裸露在外的,正面撞风可以有效的冷却发动机。汽车使用这种发动机也得如此设计,于是车头就得裸露出一块将发动机暴露出来,这种设计肯定会增加风阻导致油耗升高;而且造型也过于奇葩,同时会遮挡视线。

有这几点无法克服的缺点,三缸发动机则没有任何理想的布局方式,直列会造型抖动、星型会造成摆动,总而言之这种发动机“不安分”。对于搭载三缸发动机的汽车其实很容易决定是否应该选择,只要同价位有性能相当或更强的四缸发动机,选择三缸车1000%是错误,仅此而已。

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来自优质汽车领域网友“信智汽车”对如果将三缸发动机设计成三角型排列,能否解决抖动问题?的观点:

不如把宝马摩托的750cc扩缸到1.0T,水平对置双缸发动机,直接跳过3缸。

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