務(wù)實(shí)的突破？

周志華

率先采用三缸發(fā)動(dòng)機(jī)的廠商們或多或少都背上了老一代三缸機(jī)的“鍋”，但是他們依然做出了這樣的選擇，事實(shí)證明或許是一個(gè)務(wù)實(shí)的做法。

三缸機(jī)恰逢其時(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)

汽車(chē)安全與節(jié)能?chē)?guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、清華大學(xué)二級(jí)教授宋健認(rèn)為：從上個(gè)世紀(jì)八十年代開(kāi)始的發(fā)動(dòng)機(jī)電控化導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、節(jié)能與排放性能有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步。發(fā)動(dòng)機(jī)的附件系統(tǒng)（包括進(jìn)氣系，燃油供給系，潤(rùn)滑系，冷卻系，排氣系，啟動(dòng)/發(fā)電，電控系統(tǒng)）均發(fā)生了重要改變。這就導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能升功率從40年前的30kW/L左右上升到100kW/L。

另一方面，汽車(chē)的輕量化要求發(fā)動(dòng)機(jī)降低重量，從而降低排量，而汽車(chē)的節(jié)能與環(huán)保同樣要求發(fā)動(dòng)機(jī)降低排量。典型的混合動(dòng)力系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、動(dòng)力耦合裝置和整車(chē)控制器等組成，由于整車(chē)是由發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)的，因此對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率需求下降導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)排量下降。

不容小覷的1.0 T

不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)下國(guó)內(nèi)汽車(chē)市場(chǎng)上搭載三缸發(fā)動(dòng)機(jī)的量產(chǎn)車(chē)型不勝枚舉，如福特新?？怂古c嘉年華等搭載的1.0T三缸發(fā)動(dòng)機(jī)、東風(fēng)本田十代思域1.0T三缸發(fā)動(dòng)機(jī)，以及上汽通用別克英朗、GL6等車(chē)型搭載的1.0T/1.3T三缸發(fā)動(dòng)機(jī)等等。

這些三缸發(fā)動(dòng)機(jī)的個(gè)頭、排量雖小，但是技術(shù)含量卻絲毫不打折扣。以通用Ecotec系列三缸機(jī)為例，它們應(yīng)用了12項(xiàng)靜音減振核心技術(shù)。

1.0T排量的Ecotec系列三缸機(jī)與目前市場(chǎng)主流的自然吸氣1.5L排量附近的四缸機(jī)相比，新增了帶電子放氣閥的渦輪增壓器、鐘擺式雙質(zhì)量飛輪、雙氣道噴射DPI、機(jī)油冷卻器和冷卻噴嘴等技術(shù)特征，升級(jí)改進(jìn)了中置可變氣門(mén)正時(shí)、分離式冷卻等多個(gè)零件和系統(tǒng)，在性能和節(jié)油方面全面超越四缸機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)成本相比主流自然吸氣四缸機(jī)提高了40%，而排量方面差別了50%之多。

全新一代高性能三缸發(fā)動(dòng)機(jī)在空間方面更加緊湊，更適合與混合動(dòng)力技術(shù)相匹配，上汽通用已經(jīng)制定了清晰的48V和HEV/PHEV的發(fā)展規(guī)劃，這些技術(shù)可以使得驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力和節(jié)油性能進(jìn)一步提升。

三缸機(jī)也能成為明星產(chǎn)品

從另外一家美國(guó)汽車(chē)大廠福特的發(fā)動(dòng)機(jī)序列發(fā)展來(lái)看，從2006年到2016年，總的趨勢(shì)同樣是從5.0、4.0以上大排量，朝小排量發(fā)動(dòng)機(jī)這樣一個(gè)趨勢(shì)。福特1.0L Eco Boost發(fā)動(dòng)機(jī)曾連續(xù)兩年被評(píng)為“沃德十佳發(fā)動(dòng)機(jī)”，連續(xù)三年獲得“國(guó)際年度發(fā)動(dòng)機(jī)”大獎(jiǎng)，連續(xù)六年蟬聯(lián)1.0L以下排量組最佳發(fā)動(dòng)機(jī)稱(chēng)號(hào)，成為了一款名副其實(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)明星。

提供終身質(zhì)保的三缸機(jī)

今年上半年吉利的銷(xiāo)量非常搶眼，它旗下的兩款主力小排量發(fā)動(dòng)機(jī)同樣功不可沒(méi)。這兩款發(fā)動(dòng)機(jī)都是三缸設(shè)計(jì)：1.0TD發(fā)動(dòng)機(jī)，最大功率100kW，最大扭矩205Nm，與上一代1.5L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)相比動(dòng)力性提升32%，搭載吉利繽瑞整車(chē)油耗降低了25%；1.5TD發(fā)動(dòng)機(jī)，最大功率132kW，最大扭矩265Nm，與上一代2.4L發(fā)動(dòng)機(jī)相比，動(dòng)力提升17%，搭載博瑞GE整車(chē)油耗下降了38%。這兩款機(jī)型均可使用92號(hào)以上汽油，排放達(dá)到國(guó)6標(biāo)準(zhǔn)。

吉利汽車(chē)集團(tuán)動(dòng)力總成研究院副院長(zhǎng)趙福成表示，在吉利集團(tuán)動(dòng)力產(chǎn)品規(guī)劃中，其中1.5TD，2.0TD是三、四缸共平臺(tái)產(chǎn)品，可以在吉利全國(guó)布局的5個(gè)新工廠共線生產(chǎn)。1.5TD基礎(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)是吉利與沃爾沃歷時(shí)5年聯(lián)合開(kāi)發(fā)，在此基礎(chǔ)之上吉利集團(tuán)根據(jù)自身需求，開(kāi)發(fā)了系列變型機(jī)，包含微混專(zhuān)用發(fā)動(dòng)機(jī)、，Miller 強(qiáng)混發(fā)動(dòng)機(jī)，插電混動(dòng)專(zhuān)用發(fā)動(dòng)機(jī)，增程專(zhuān)用發(fā)動(dòng)機(jī)，以及靈活燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。這些變型機(jī)零部件通用化率大于90%，扭矩范圍從215Nm到300Nm。僅僅這個(gè)1.5TD發(fā)動(dòng)機(jī)系列，就可滿足吉利集團(tuán)從A00到B級(jí)上百款車(chē)的應(yīng)用?；诳傮w戰(zhàn)略布局，吉利集團(tuán)未來(lái)將更加聚焦于混動(dòng)專(zhuān)用小排量發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)，采用平臺(tái)化、電氣化，大幅提升熱效率。

吉利這款1.5TD發(fā)動(dòng)機(jī)采用九大降摩擦技術(shù)，與上一代四缸機(jī)產(chǎn)品相比，摩擦力總體降低了30%。作為三缸機(jī)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是排氣干涉小，更快的渦輪響應(yīng)，以及大幅降低早燃傾向，而國(guó)六排放法規(guī)對(duì)PN提出了更嚴(yán)苛的要求，GPF成為必選，這將大幅增加排氣背壓，三缸機(jī)在這方面的優(yōu)勢(shì)將更加明顯；由于三缸機(jī)尺寸小、機(jī)艙布置方便，可以預(yù)留更大空間滿足整車(chē)電氣化布置的需求。

在趙福成副院長(zhǎng)看來(lái)，在二十年前，三缸機(jī)NVH抖動(dòng)問(wèn)題是個(gè)世界難題，但今天，隨著技術(shù)的進(jìn)步，例如吉利采用了減振平衡軸，四鐘擺式雙質(zhì)量飛輪等最新技術(shù)，已經(jīng)可以完全解決這個(gè)振動(dòng)問(wèn)題。

在抖動(dòng)問(wèn)題之外，三缸機(jī)的可靠性也是廣受質(zhì)疑的點(diǎn)。認(rèn)為三缸機(jī)的可靠性有風(fēng)險(xiǎn)的人群不在少數(shù)。這對(duì)于吉利來(lái)說(shuō)，卻是不在話下。趙福成表示：吉利所有臺(tái)架驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)都與四缸機(jī)完全一致，整機(jī)壽命不小于15年或35萬(wàn)公里。并且所有的驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)都與沃爾沃一致，其中以1000H交變負(fù)荷試驗(yàn)為例，要求一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在臺(tái)架上不間斷運(yùn)行，不出現(xiàn)任何零部件故障及性能衰減，才認(rèn)為合格。在1.5TD開(kāi)發(fā)過(guò)程中，總計(jì)臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)間超過(guò)5萬(wàn)小時(shí)，整車(chē)道路試驗(yàn)累計(jì)里程超過(guò)1200萬(wàn)公里。正是因?yàn)橛写罅康尿?yàn)證數(shù)據(jù)支撐，所以領(lǐng)克新車(chē)上市時(shí)，吉利有底氣來(lái)發(fā)布終身質(zhì)保的售后政策。

增壓技術(shù)的日趨完善為三缸機(jī)插上翅膀

根據(jù)宋健教授的介紹，對(duì)于內(nèi)燃機(jī)來(lái)講主要就是功率的需求。三缸機(jī)真正快速的提高還是最近一二十年，在此期間發(fā)動(dòng)機(jī)增壓化奠定了這個(gè)基礎(chǔ)。上世紀(jì)八十年代一個(gè)3升發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)在很可能通過(guò)1.2T這樣一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)功率就替代了。在這樣情況下，只要有了功率，最高車(chē)速差不多就可以定格。至于加速能力、爬坡能力等方面則主要是靠變速箱來(lái)進(jìn)行合理的匹配，最后來(lái)實(shí)現(xiàn)。

福特亞太動(dòng)力總成產(chǎn)品研發(fā)高級(jí)經(jīng)理汪洋先生介紹福特的新技術(shù)時(shí)同樣提到了渦輪增壓器。他表示，福特的新模塊提供了滾子搖臂和液壓挺柱，也提供了斷缸技術(shù)，在一定的工況下，一定轉(zhuǎn)速負(fù)載情況下，實(shí)現(xiàn)斷缸。而渦輪增壓器變成徑軸渦輪增壓器，在同樣的流速情況下，可以通過(guò)比較小的渦輪，實(shí)現(xiàn)比較大的壓縮比。

在主動(dòng)側(cè)由于三缸機(jī)抖動(dòng)增加30%左右，福特的新車(chē)設(shè)計(jì)會(huì)引入液壓發(fā)動(dòng)機(jī)懸置，使得被動(dòng)側(cè)可以有效控制到8.4%，經(jīng)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置以及增加平衡軸、飛輪之后，整車(chē)的隔震率反而提升了16%左右。

拋棄了表面的缸數(shù)優(yōu)勢(shì)之后，三缸發(fā)動(dòng)機(jī)的遍地開(kāi)花可謂是務(wù)實(shí)的突破。