浑然天成”的四缸机
发动机里的活塞是个大铁疙瘩,很重的,它在工作的时候上下来回运动,本身就会产生振动。
这时候旁边有个活塞跟它往相反的方向运动,你往上,我就往下。这样就能抵消掉单个活塞上下运动产生的振动。
但是也会引发新问题,因为两个活塞并排,所以在一上一下的时候,就会像打王八拳或者自由泳一样,左右手抡圆了,虽然中心点能保持稳定,但是身体会跟着左右摆动,或者叫扭动。
(像自由泳一样,身体左右不断翻动)
这时候再给旁边加一对儿活塞,跟它俩镜像运动,就把这个扭动也平衡掉了,正好就成了四缸机。
四缸轻易做得到,而三缸机还得努努力才行
四缸天然平衡,可三缸机就不行了呀,它的中心点是中间的2号缸,1、3缸就在两边继续打王八拳,还不是抡圆了两只手臂呈180°那种,没有任何反向运行的零件跟它们去平衡。
而且活塞也是总有两个在同向运动,而一个在相反方向运动,两个往上,一个就往下,两个往下的时候,一个往上。
所以3缸发动机就会像跷跷板一样左右摇摆,曲轴旋转一周就发生一次,这个就叫一阶振动,这也是3缸发动机振动的最主要来源。还有曲轴旋转一周发生两次的,也就是半圈一次,就叫二阶振动,以此类推N阶振动等等,但对三缸机的而影响都没那么大。
但现在通过加一根反向旋转的平衡轴、双质量飞轮、优化发动机悬置等方法,已经可以很好地把这种振动抵消掉了。
(金色那根就是平衡轴了)
这就是之前有些人做过三缸机盲测,给体验者蒙上眼,不告诉他们这是几缸机,结果很多人坐在车里根本无法分辨,但依然不影响心理上觉得它抖。
但是,三缸机也有一个无解的BUG,就是做功不连贯。四冲程发动机的4个冲程:吸气、压缩、做功、排气,分给4个缸刚好够用,如果只有3个气缸去分摊,总会出现间隙。这也是为什么3缸机更容易在低转速的时候露馅,比如怠速。
三缸机不平衡,那再少一缸怎么样?
在电动化趋势进一步推进的未来,三缸已经让发动机体积进一步缩小了。未来有没有可能再少一缸进一步缩小呢?我认为可能性不大。