三缸发动机的优缺点、市场新趋势

当爆出丰田将推出搭载1.5T三缸发动机的全新卡罗拉时，这也意味着，全球汽车巨头在中国市场的小排量涡轮增压发动机普及战，进入了收官阶段。

上一轮的小排量涡轮增压普及之战，由大众全面引入1.4T涡轮增压发动机开始，从家用入门轿车到B级轿车，以及各种尺寸的SUV产品，伴随着通用、福特、本田等车企的陆续跟进，国内消费者已经基本接受了1.4T、1.5T四缸排量作为主流购车的动力选取。

而现在，似乎所有的三缸机之战参与者，又遇到了当年类似的景象。

按照2020年CAFÉ第四阶段目标的要求，5L每百公里油耗，成为在中国市场任何一家主流汽车企业都无法躲避的产品开发要求，除了近两年来不断涌现的纯电动、油电混合车型和48V轻混产品之外，占据国内新车市场销量比重最大的家用A级轿车和小型/紧凑型SUV产品，由于用户对价格敏感度较高，小排量涡轮增压发动机的使用，以及更高效率变速箱的开发，将成为传统汽车企业巨头们争夺的主战场。

但对于普通消费者而言，几乎没有人知道CAFÉ的要求是什么？也不明白为何一定要实现5L百公里的综合油耗。这也给全球汽车巨头在中国市场的家用新产品投放，带来个不小的难度。家用轿车逐渐采用三缸小排量发动机，在国内已经有超过15个汽车品牌使用，除了在小排量涡轮增压技术领域实力储备雄厚的通用、福特、本田之外，豪华品牌中的奔驰、宝马、以及本土品牌中的上汽、吉利/领克、长安、比亚迪等，也都涉足了这个领域。

越来越多1.0T、1.3T和1.5T三缸发动机产品的出现，似乎和当年的1.4T、1.5T涡轮增压普及大潮相似，不过，相比之前消费者对小排量的质疑，现在更多质疑来自于，为何越来越多车企选择“少一个缸”？三缸机到底又比四缸机好在哪里？

▎三缸发动机的优劣

发动机是汽车的核心部件，心脏般重要的部件。同时它的心脏也是分为好几种类型。在节能减排的趋势下，小排量发动机越来越多，动力不够可以加个涡轮增压，开起来也没问题。排量小怎么说也是四缸，但现在使用三缸发动机的车也越来越多了。下面一起看下三缸发动机优缺点吧。

三缸发动机优缺点——好处

在环保已经成为普遍共识的前提下，汽车企业为了达到严苛的排放标准，提高燃烧率是一个方面，降低排量也是有效手段。所以，曾经被应用于低端微型车上的三缸发动机，被重新拿回来，其排量更小、制造成本低，不仅可以满足严格的排放政策，而且生产成本上具备优势，因此越来越多的汽车厂商加入了研发三缸发动机的队伍，很多搭载三缸发动机的车型都已经陆续面世。

最初的小排量涡轮增压发动机，各个厂商，包括通用在内都选择的是四缸机，然后一部分厂商开始发展三缸机，通用在今年9月引进国内的Ecotec小排量涡轮增压发动机已经是它们的三缸机的第二代产品。三缸的小排量发动机有啥好处呢？

第一，少了一个缸，则包括摩擦损失，泵气损失和热损失等都减少了，整体效率更高；

第二，三缸机因为少了四缸机的排气干扰，拥有比四缸机更好的低转扭矩和更小的涡轮迟滞；

第三，三缸机体积和重量都更小，不仅能减轻整体车重，并且还能让混合动力布置更方便，从而进一步减少油耗。

三缸机就一定会变弱吗？

更小的排量一般来说会带来一个疑问，就是性能够不够用。够不够的话，看数据就知道了，现在Ecotec系列发动机有1.0T和1.3T两款，其中1.0T的输出功率是92kW，峰值扭矩170Nm，1.3T发动机功率输出120kW，峰值扭矩230Nm。

并且它们的体积和重量都比前一代要更小。看看本田的1.5L发动机输出96kw都被吹成神机，而通用1.0T的性能已经和它相当。在封闭测试场内，搭载1.3T发动机的阅朗可以达到8秒左右的百公里加速，所以这一代的三缸发动机在性能上不同担心。

三缸发动机优缺点——劣势将被缩小

讲完了优点，我们还是要顺道提一嘴三缸发动机的缺点，砍掉了一个缸体在带来种种好处的同时，又使得三缸发动机具有抖动、噪音大、低速扭矩不足等先天不足。但是每个产品自身都有自我迭代升级的本能，比如现在很多三缸发动机都会额外增加配重来平衡惯性力矩，并且还在尽量的减轻抖动和噪音，或许用不了几年这些先天不足就会被一一攻克。

三缸发动机，由于机械结构的原因，工作时候回产生明显的抖动，而且噪音大，动力不足。那么各家汽车品牌对于自己的三缸发动机，都使用了什么独门秘笈来抑制震动和噪音这两大先天缺憾呢？

宝马B系列三缸发动机：

要说以飞机发动机起家的宝马，在汽车发动机技术方面也是首屈一指的，但其B系列下的三缸发动机（B38）一经面世，却引来了不少争议。宝马1.5T三缸发动机，采用了全铝材质，该发动机在抑制震动方面，并没有福特那样繁多，仅仅只有一块配重的平衡轴就承担了所有抑制震动的工作。

试驾过搭载三缸发动机的全新的3系，蜷缩的机舱内的三缸发动机，工作时抖动明显，但是坐进车厢内，几乎就没有什么震感了，这是因为宝马B38发动机在多个位置使用了缓冲橡胶，把产生的大部分震动都留在了机舱内，采用更多更厚的发动机隔音盖板来消除三缸发动机先天的噪音缺憾。

福特1.0T EcoBoost发动机：

要说三缸发动机，不得不提的是荣获多个发动机奖项的福特1.0T EcoBoost发动机。

为了改善三缸机的抖动问题，福特采用了双质量飞轮，来抑制更大的点火间隙(120度)所引发的震动问题,也就是增大物理惯性来提升平顺性;而根据三缸发动机前后力矩不平衡的特性，采用了具备偏心配重块的曲柄进行抑制;最后，加入铸钢的平衡轴进一步抵消发动机所产生的震动，可以说为了解决三缸发动机的这些问题，确实下了不少功夫。而福特1.0T EcoBoost三缸发动机，最大功率125Ps、最大扭矩170Nm，目前搭载于福特福克斯以及翼博两款在售车型上。未来，全新的高功率版1.0T三缸发动机也将会随着全新福克斯在北京车展首发。

三缸发动机的先天缺憾，抖动、噪音、动力性方面不足肯定是存在的；但三缸发动机制造成本低、维护成本低、重量轻、排气脉冲对涡轮有更好的推动效果等优势肯定也是毋庸置疑的。针对三缸发动机先天缺陷，每个厂家都有不同的解决方案，而这恰好是每个厂家发挥技术和展示对用户的关怀所在。还有，搭载了三缸发动机的车型，在价格方面也确实更低，更有吸引力。至于有人提出的三缸发动机耐用性不佳的问题，还需要时间来验证。



▎国内三缸机市场新趋势：丰田2019年引入、大众不再观望

最近有两个爆料，引起了行业的关注：首先，文章开始提到的一汽丰田将在2019年在中国市场推出搭载1.5T三缸版本的新款卡罗拉，采用丰田TNGA架构，面向中国和欧洲市场；另一个则是在中国市场占据较大市场份额的大众汽车，也将面向中国市场引入全新的1.0T三缸发动机产品，替代一部分自然吸气发动机车型，以满足2020年国内CAFÉ限值要求。

对于绝大多数汽车制造商而言，1.0T-1.5T的三缸小排量涡轮增压发动机，都是为了替代传统的1.6L至2.0L自然吸气发动机，这类发动机一般装备在4.4-4.7米之间的轿车和SUV产品上，属于非常主流的家用车型。也就是我们常说的家用A级轿车和紧凑型SUV产品上，这也是目前国内市场销量最大的两个细分产品市场。

目前所以诸如本田、大众、丰田和很多本土品牌制造商都开始在主流市场推出三缸车型，在行业大趋势的背景下，上汽通用在先进的技术加持下也顺势而为，大刀阔斧的将中型车型动力全部切换成小排量涡轮增压发动机，这一点也体现了厂家对于自己三缸发动机的信心。



为了解决用户敏感的抖动、噪音和动力顾虑，多数汽车制造商其实在小排量三缸发动机上的技术和研发投入非常多，以上汽通用别克品牌为例，两款1.0T和1.3T发动机的升功分别为92kW、89kW，远超过同级车型传统自然吸气发动机50-70kW的升功率水平。

为了提升动力响应，别克甚至在小排量涡轮增压发动机上采用了单缸双喷射燃烧系统。由于一个气缸内使用了两个喷油器，很好平衡怠速小流量和高负荷大流量的需求，既保证了怠速燃烧的稳定性，也满足了高功率开发要求；同时，也可以实现不易积碳，降低后续保养成本，使发动机寿命更长。这些也都是为了解决消费者普遍关心的问题。

为了寻找单一缸体的最佳燃烧容积，车企也进行了多年尝试，用最优的单缸燃烧室设计实现最优的缸内气流组织、最优的燃烧控制策略精确实现最佳时刻的喷油、点火、燃烧管理。目前看来，单缸排量行业公认自然吸气发动机0.5L的单缸容积是效率最高，小排量增压发动机增压压力通常1.2-1.5bar, 所以增压发动机单缸0.33L～0.42L应该是最佳的单缸容积。



一般来说，单个缸小于0.3L及单个缸大于0.5L的效率都会受到影响。1.0L一般选择都是三缸；1.2T, 1.3T, 1.4T 排量三/四缸都有，各家车企相对都有自己的选择；1.5T又是另外一个主流；越来越多车企采用三缸架构来设计新一代发动机，比如宝马、沃尔沃、路虎、福特等。采用1.5L排量的背后，是每缸0.5L的模块化架构研发思路，有助于降低新款发动机的整体开发成本，提高开发效率。

同时，为了让用户拥有更好的轻快驾驶感受，一些行业内领先技术，例如电动放气阀涡轮增压，低惯量涡轮增压技术等，也相继出现在了小排量涡轮增压发动机上，相比传统气动增压器，在各种工况下都可以更智能地控制放气阀，不仅更加精确和快速地建立增压压力，而且可以降低小负荷泵气损失，从而提升低速扭矩，得到快的增压响应，改善油耗。

同时，低惯量涡轮增压技术最大程度上改善了传统涡轮增压发动机动力输出反应滞后的痼疾；通过低惯量涡轮解决了迟滞问题，使其在1700-1800rpm时即达到峰值扭矩，满足低转速大扭矩驱动，带来更快的瞬态响应。



一些汽车制造商，也在不断优化用户原先有所抱怨的智能启停系统，例如在上汽通用全新的别克英朗上，智能启停管理系统会持续监测发动机水温、刹车踏板位置、电池传感器及数个传感器参数，使车辆运行在最佳状态。选用大功率启动机，保持极佳的振动噪音控制。通用汽车独特的CoM (Change of Mind)系统让启停响应减少1000ms的等待时间，提高驾驶乐趣。车速<10km/h的怠速自动停机，省油高达3-5%；35万次启动保证，系统终身免维护。

除此之外，福特、PSA和宝马在欧洲市场销售的1.0T-1.5T三缸涡轮增压发动机产品，其实市场反馈来看，消费者并没有太多关于发动机本身的抱怨，相比之下，更低的油耗、更强劲的动力，以及低廉的售后维护保养费用，也成为搭载这些发动机车型在海外成熟市场颇受欢迎的原因。

在2017 年世界发动机年度大奖榜单上，2.0T以下发动机都是三缸机，而且在13款上榜机型中占据了三席。目前，越来越多的技术型主机厂采用三缸架构，如BMW、丰田、沃尔沃、福特等，1.0T、1.2T、1.3T、1.5T排量都有； 几乎所有的OEM都在开发三缸1.0T发动机，1.0T大有逐渐代替目前1.5L、1.6L自然吸气发动机，成为新的黄金排量趋势。

▎如何让消费者更好接受小排量涡轮增压发动机？

无论多先进的技术，如果不能让消费者找到购买需求或消费痛点，就很难被主流市场所接受，中国市场目前小排量涡轮增压三缸发动机在市场推广中所面临的问题，也是消费者对新技术不了解、对缸数的误解、以及对驾驶使用和后期维护保养方面的顾虑。

这种情况，和多年前涡轮增压发动机进入中国市场非常类似，消费者也不喜欢这种排量偏小、涡轮增压的1.4T-1.6T车型，普遍装备在B级轿车和紧凑型/中型SUV身上，甚至初期的1.8T和2.0T发动机进入豪华品牌轿车和SUV产品序列时，也面临着同样的问题。除了排量小影响消费者所谓“面子”问题之外，涡轮增压的可靠性和后期维护保养费用等，都是消费者当年对涡轮增压持偏见的重要原因。

但是随着时间的推移，目前1.5T左右的排量已经成为绝对的市场主流，2.0T也成为绝大多数在售中大型轿车和SUV的主要动力选择，曾经的大排量、V6、V8等，已经成为极少数汽车爱好者念念不忘的历史，税费对改变消费者排量观念，起到了非常重要的作用，这种作用类似于K-CAR在日本市场强大的影响力。



如今，1.5L-1.6L自吸发动机，已经成为国内家用轿车市场绝对的主流排量，1.4T-1.5T发动机也已经成为多数轿车和SUV产品的主流动力。持续多年的1.6L以下排量购置税优惠政策也起到了重要的推动作用，当然各大汽车制造商在中国市场都主推类似排量和技术的产品，也让消费者可以更加放心的购买。现阶段小排量涡轮增压三缸机所面临的市场情况，和当年非常相似。

其实，在三缸发动机的研发和技术路径上，各大汽车制造商也基本采用了类似的思路，同类型的产品也会在2019年和2020年大规模进入市场，以满足2020年CAFÉ标准的要求。目前国内已经有超过40款车型搭载三缸涡轮增压发动机，2019年这个数量可能会翻倍。