三缸机:突破瓶颈前夜

主机厂
汽车产经
梁秋梦
2019-06-17 · 18:15
[ 亿欧导读 ] 尽管市场仍对其戒心重重,但随着越来越多成员加入战局,三缸机技术瓶颈突破后,似乎进入了突破市场瓶颈的前夜。
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【编者按】近期,由于全球各地对汽车的排放要求越来越严格,各大车企正在不断加大三缸机在旗下车型上的搭载力度。然而,由于消费者对于三缸机仍存在偏见,相关车型的销售仍不理想。

本文转自汽车产经,原文作者为梁秋梦,由亿欧汽车编辑转载,供业内人士参考。


今年,三缸机的声量越来越大了。

先是丰田的1.5L自然吸气三缸发动机生产项目得到批准,后是上汽通用发布“跟车不跟人”的8年或16万公里的超长质保政策。

丰田拉开三缸序幕意味着什么?作为全球最稳重的一个汽车企业,从其现款凯美瑞都还依旧使用自然吸气发动机,就可以推断丰田对于某些创新技术的保守以及对于稳定性的极致追求。如果三缸机技术不是已经到了一个高度成熟的阶段,丰田绝对不会贸然使用。

通用的超长质保意味着什么?就连大家印象中质量更好、可靠性更高的日系豪华品牌都仅提供“4年或10万公里质保”,如果不是能够保证其车型在全寿命周期都维持良好的状态,自信它不会带来额外的后期巨大成本,上汽通用不会推出这么“猖狂”的政策。

从今年的信息来看,尽管小排量三缸机依旧受到诸多消费者的质疑,但似乎开始进入突破市场瓶颈的前夜。

三缸,你比四缸少一缸?

其实,大部分消费者对三缸机的概念还停留在中国造车初期那批车型,由于旧时的技术与工艺有限,铃木奥拓、比亚迪F0、奇瑞QQ、一汽夏利等这些微型车身上的三缸机因抖动、噪音与熄火问题频发,给人们留下了“低端”“劣质”的印象,以至于现在怼三缸机已经成为了广大车友们的“政治正确”。

从技术原理来讲,发动机平不平顺,确实跟气缸数有直接关系。因为每台发动机都有进气、压缩、做功、排气这四个工作步骤,在一个周期内,四个气缸依次进行这四步,任务分工刚好和谐。当然气缸越多,重叠干活越多,动力也越平顺。相反减少气缸,在一个工作周期内,交替做功的间歇变长,动力输出就会有点中断,表现出来就是抖动。

当前,三缸机在NVH后天优化方面的提升思路已经非常清晰——既然天生抖动无法避免,那就通过后天的优化,实现在车内难以察觉的地步。

比如,除了平衡轴之外,福特EcoBoost发动机采用了偏心式的飞轮来减少振动;通用新一代Ecotec在飞轮上采用了带有吸振器的钟摆式双质量飞轮,通过飞轮上的钟摆往复运动,抵消一部分从曲轴上传递的振动;而在宝马的1.5T三缸机上,覆盖有一个厚实的罩子,填充了耐高温且弹性强的PUR材料,并预留足够的缓冲空间,以吸收发动机的振动与噪音。

关于三缸机的抖动,上海交通大学教授、汽车工程研究院院长徐敏教授曾这样评价:“具体要看搭载的车型,要看设计和开发的过程是否足够精细,如果是经验比较丰富、技术成熟的厂家,产品在推出之前都会反复验证,做到抖动在可接受的范围,甚至有些和四缸机差别不大。”

除此之外,很多厂家也在设法解决小排量发动机低扭不足的劣势。以别克的发动机为例,通过应用双电喷以及双VVT可变气门正时等技术,别克1.0T和1.3T两款发动机的最大扭矩已达到了普通2.0L自吸发动机的水平。通过对比,别克这两个发动机在动力上甚至超过了不少市面上主流车型所搭载的四缸发动机,直接媲美B级车

跟四缸机的油耗对比,三缸机优势明显。目前三缸机的油耗能做到5L/100km以下,这基本上是除了混动技术以外唯一能到达这个数值的车型种类。

在成本方面,三缸机比四缸机少了一个缸,原则上是比四缸机便宜。但三缸机为了解决动力、震动等方面的投入也在增长。

吉利控股集团总裁、吉利汽车集团总裁兼CEO安聪慧曾在演讲时多次强调这一点。“千万别认为减少一个气缸就降低了成本,完全不是这样的。”他指出,认为三缸机是车企为了减少成本而推出的看法,是不正确的。

总的来看,三缸机的生命力和技术支撑比持成见者所想的要更为强大。不过由于缺少实际的三缸机四缸机全寿命周期成本的可靠对比,因而具体的量化对比还是需要三缸机在市场上盘桓一定时间后才能给出可信的答案。

质疑越狠,我心越荡

由于抖动的先天缺陷,三缸机一度被各车企“打入冷宫”。然而,在2010年前后,各个国家和地区出台了严厉的排放法规——2020年欧盟要求百公里油耗达到3.8L,中国要求达到5L。由此,油耗更低的三缸机又被请出江湖。

从前期几个大集团象征性展出成品,到美国、日本、欧洲、中国四大区域纷纷接力,三缸发动机在汽车行业已经呈现全面开花之势。截至目前,除了现代起亚暂时没有三缸车型、FCA和丰田的三缸机车型还在计划中,全球前十大汽车集团中,平均每个集团已经推出了约4款三缸车型

不过在市场端,车企如何在车型销量与消费者对三缸机的接受度之间找到一个平衡,依然考验着各企业的智慧。

有些厂家采取了更稳妥的方式——将三缸机与四缸机混搭销售。如今年4月,领克03推出2.0T四缸版,与原来1.5T三缸机车型形成“双机战略”。在吉利的缤瑞、缤越等车型上,也是两种缸体共同销售。然而,与四缸机车型对比,搭售的三缸机车型销量显得十分低迷,他们似乎更多是为了拉低车型售价而存在。

跟大多数车企的试水态度不同,通用和福特在三缸机的普及工作上比任何一家车企都要果断。2017年,别克三缸机车型首次国产便选择了三款主力车型。然而这一举动却使其销量遭遇了严重下滑,以别克英朗为例,2017年其全年销量为40万,在紧凑型车中排行前三,到了2018年却急剧下滑到28万辆,同时跌出前三名榜单。

尽管下滑严重,但通用仍旧态度不变,其甚至计划到2020年,让旗下近70%的车型都搭载新一代驱动系统,除了2.0T为可变缸外,1.0T与1.3T均为三缸发动机。

有意思的是,并非所有车企推出的三缸机车型都不受待见。广汽本田凌派搭载三缸机换代上市之后,反而获得了一个梯度的销量上升,最热销的时候达到了月销17763辆。据汽车产经了解,相对“抖动”的毛病,购买凌派的消费者更看重其价格、空间、外观内饰以及配置。

一位凌派销售这样评价三缸机的售卖情况:“花8万块买三缸机车型,人们会觉得理所当然;但是如果要花18万,那个车型就等着凉凉吧。”

而且,购买紧凑车型的用户多为首购用户,对于怠速和启动时的抖动会更为宽容。可想而知,三缸发动机并没有那么致命,对车企而言,深入研究消费者的需求,推出有显著竞争力的产品才是关键吧。

三缸机的远方

既然三缸机更符合未来的油耗法规,那三缸机是否就代表未来的发展方向?

在一次联合国气候变化大会上,德国、英国、荷兰、挪威以及美国18个州等在内的国家和地区承诺到2050年实现零排放,也就是100%车型实现电动化。如按照这个时间点,那么其中有很长一段时间是需要小排量车型去承担减排角色的,这也让三缸机成为车企的一个必然选项。

实际上,因为欧洲排放标准更为严苛,目前最先进的三缸机已经在欧洲开始大量投放使用。

当然,承担减排角色的不止三缸机一个,在内燃机向电机绝对屈服的进程里,有多家车企如丰田、本田,都押宝“混动”技术。

目前“混动”最大的问题是,现在同一款车型,混动版一般要比燃油版贵3万元左右。对于普通家用消费者来说,需要长达近十年的时间,省下的油钱才能抵消混动车型的差价。

不过,混动技术似乎也逐渐找到了减低成本的脉门,那就是搭配三缸机。业界甚至有不少人评价说,三缸机是混动技术的最佳归宿。

混动车的最大特点在于在车辆怠速和起步时,是由电动机参与工作,当电动机将转速拉上来了,发动机再参与工作,这里就完美避开了三缸机的最严重抖动时期,对提升行驶品质有很大的帮助。

不仅是三缸机选择混动最佳,三缸机也是混动系统的最佳伴侣。三缸机的体积因为比四缸发动机少了一个缸,体积更小,可以为寸土寸金的发动机舱提供更大的空间,让发动机跟电机的排序更加合理。同时,电动机和三缸机结合还能得到更佳的燃油经济性、更强的动力性能,也能解决续航焦虑。从哪个角度看,两者都是相辅相成的。

另外,按照混动技术的思路,内燃机在整个动力系统里的作用将会逐渐减弱。不管是搭载插混/48V轻混,还是作为增程式电动车的增程器,内燃机的生存空间会进一步被压缩。也就是说,内燃机将从100%动力介入向50%、20%转变,2缸、单缸或将成为动力系统的发展方向

IHS就曾经发布过一份数据:到2025年,单缸、双缸和三缸机全球年产量将突破2,500万台,虽然和四缸机的7,700万台差距明显,不过较当前销量翻了一倍以上。

总言之,在新能源汽车已经成为国策的今天,三缸机对于新能源的意义和价值将越来越重要。

其实,回想当年大众推出TSI+DSG这套黄金动力总成的时候,市场也是一片骂声,但若干年后的今天,双离合变速器已铺天盖地,涡轮增压发动机更是百花齐放。今日的三缸机,跟当年的涡轮增压发动机其实有着许多相似。

我们不妨大胆猜想,倘若电池技术突破的时间点无限延长,那么这些现在看起来十分冒进的车企,如通用、福特,他们已经在三缸机领域深耕几年,未来站在金字塔顶端的也许就是他们,技术以及市场的积累都会是它们成功的资本。

只是,市场仍对三缸机戒心重重。如何在保持领先优势的同时,稳住基盘,对企业来说始终是个无法逃避的课题。


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