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为什么不把三缸车改成两缸,而是保持不平衡的三缸设计呢?

2025-07-09 09:56 发布

三缸发动机的曲轴夹角为120度,曲轴旋转时,惯性力的合力为零,所以在垂直方向上基本没有振动。然而,曲轴旋转的惯性矩无法平衡,在水平方向上左右摆动的趋势很明显。如果把三缸发动机改为双缸发动机,振动会非常强烈。

双缸发动机的曲轴布置方式与三缸发动机不同。双缸发动机的曲轴质量分布在同一侧,转动时会产生偏心效应,就像建筑工地上的电动夯锤在夯实地基时的弹跳。此外,气缸工作间隔为360度,击打效果较差。发动机之所以能输出动力,是因为气缸内的点火燃烧产生推力,而气缸在点火燃烧前必须完成排气、进气和压缩三个行程。因此,只有气缸每转两圈才能有一个行程。如果一台发动机只有一个气缸,汽缸每转一圈就必须完成很多工作,至少要保证点火燃烧能使发动机转两圈,否则发动机就会熄火,更谈不上汽车起飞了。

此时发动机的动力输出是零星的,每次工作都非常暴躁。单缸发动机容易出现燃烧问题,汽油燃烧速度很高,从喷油器喷入气缸的汽油燃烧后形成的火焰范围较小。如果将汽油机缸径做得过大,喷油器重新喷入新的燃油,新喷入的燃油很容易在前端燃烧火焰的末端开始快速燃烧,造成气缸有多个燃烧中心,从而导致气缸爆燃,也称为“汽缸爆震”。这会导致发动机汽缸发出异常的爆震声,并对发动机造成不可逆的损坏。单缸容积越大,每个循环产生的振动越大。

三缸和双缸发动机的单缸容积较小,约为0.33升,以达到可以忍受的平顺性。而如果双缸的单缸容积高达0.84升,这种震动是难以忍受的。因此,为了达到可以忍受的平顺性,目前的双缸排量只有0.33到0.5升之间。

发动机的动平衡技术在不断进化,未来可能会有10吨的双缸发动机。然而,即使现在0.66升双缸配备涡轮增压器,性能仍然太弱。发动机的汽缸数与运转平衡之间没有必然关系。偶数气缸更容易平衡,但这并不意味着奇数气缸不平衡。除了左右对称外,相应的机构还可以适应轴对称排列。

四冲程发动机的基本原理决定了单缸和双缸发动机的抖动和颠簸问题难以解决。内燃机的辉煌时期已经过去,在内燃机最后的荣光岁月,即使是最激进的通用汽车也在逐渐改回四缸发动机。可以预见,在未来一段时间内,四缸发动机仍将是主流。对于此事,您有何看法呢?

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