行業(yè)新聞
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所謂氣缸數(shù)量，是指單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)擁有氣缸的個(gè)數(shù)。我們常見的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，氣缸數(shù)量有單缸、雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十缸、十二缸等，最多的是十六缸。單缸、雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)一般應(yīng)用在摩托車上，五缸、十缸發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車上比較少見，沃爾沃曾經(jīng)長期使用五缸發(fā)動(dòng)機(jī)，而奧迪現(xiàn)在還有一部分車型使用五缸、十缸發(fā)動(dòng)機(jī)。歷史上還曾經(jīng)出現(xiàn)過七缸和九缸、十一缸發(fā)動(dòng)機(jī)，不過它們是星型布置的，一般應(yīng)用在早期的飛機(jī)上，應(yīng)用于汽車的很少。
縱觀汽車發(fā)展歷史，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)量經(jīng)歷了“少-多-少”的一個(gè)發(fā)展歷程。早年卡爾本茨發(fā)明第一輛汽車的時(shí)候，使用的是一個(gè)單缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)；之后隨著汽車技術(shù)的高速發(fā)展，汽車對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的更高需求，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)量也越來越多，從單缸發(fā)展到雙缸、四缸、六缸，甚至發(fā)起了一個(gè)氣缸數(shù)量的“軍備競(jìng)賽”，在上世紀(jì)六七十年代，六缸、八缸、十二缸發(fā)動(dòng)機(jī)隨處可見；不過隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，升功率逐漸提升，小排量發(fā)動(dòng)機(jī)也可以發(fā)出大動(dòng)力，再加上上世紀(jì)七十年代的石油危機(jī)，讓人們對(duì)汽車降低油耗有了剛性需求，所以發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)量與排量也降低了，直到現(xiàn)在穩(wěn)定在以四缸為主、三缸、六缸為輔的一個(gè)局面。
在這里老侯首先給大家普及一點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸直徑與行程的知識(shí)。發(fā)動(dòng)機(jī)排量就是氣缸直徑與π與行程的乘積，所以氣缸的直徑與行程越大，發(fā)動(dòng)機(jī)排量也越大。對(duì)于柴油機(jī)來說，柴油在氣缸中燃燒時(shí)是多點(diǎn)同時(shí)燃燒，并且是一個(gè)邊噴邊燃的等壓燃燒過程，所以柴油機(jī)的氣缸直徑可以做得很大，有些船用柴油機(jī)的氣缸直徑甚至可以超過一米。
但是對(duì)于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)來說，它的缸徑與行程是不能無限增大的。汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中是用火花塞點(diǎn)燃的，火焰是從中間向四周傳播的。如果氣缸直徑太大，末端的可燃混合氣在火焰前鋒沒有達(dá)到前就自行發(fā)火燃燒了，形成了爆燃，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)是有害的。所以汽油機(jī)的氣缸直徑不會(huì)做得很大。在早期發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比不是很高的時(shí)期，氣缸直徑最大可以做到110mm，比如解放6102發(fā)動(dòng)機(jī)，氣缸直徑102mm；東風(fēng)EQ6100發(fā)動(dòng)機(jī)，氣缸直徑100mm。而現(xiàn)在的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，氣缸直徑基本不會(huì)超過100mm。比如普拉多27氣缸直徑是95mm，在現(xiàn)在的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中是相當(dāng)大的。這樣就限制了汽油機(jī)單個(gè)氣缸排量不會(huì)很大，現(xiàn)在很多汽油發(fā)動(dòng)機(jī)都把單個(gè)氣缸的排量穩(wěn)定在0.5L左右，這是一個(gè)比較平衡的選擇，可以兼顧效率與動(dòng)力。
氣缸直徑與活塞行程的比值，稱為“缸徑行程比”，它是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力取向的一個(gè)參數(shù)。如果缸徑大于行程，發(fā)動(dòng)機(jī)效率低下，但轉(zhuǎn)速極限較高，可以在高轉(zhuǎn)速下發(fā)出較強(qiáng)的動(dòng)力，一般用于賽車；普通的家用車發(fā)動(dòng)機(jī)都是缸徑小于行程，這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率較高，轉(zhuǎn)速極限較低，更趨向于效率；缸徑行程相等的發(fā)動(dòng)機(jī)很少，說是動(dòng)力與效率兼顧，但實(shí)際中更趨向于動(dòng)力，比如豐田
現(xiàn)在我們?cè)賮碚f說為什么同樣的排量，做成不同的氣缸數(shù)量。比如同樣的1.5L排量，有三缸、有四缸的，它們有什么區(qū)別呢？
在這里大家要明確一點(diǎn)，就是發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量越少，零部件越少，摩擦損耗越小，發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率越高。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)量越少，氣缸直徑越大，燃燒室面容比越小，越容易提升熱效率；并且氣缸直徑越大，發(fā)動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下可以發(fā)出更大的扭矩。所以同排量發(fā)動(dòng)機(jī)，氣缸數(shù)量是越少越好。比如同樣2.0L的發(fā)動(dòng)機(jī)，四缸機(jī)就比六缸機(jī)動(dòng)力性更好，油耗更低?，F(xiàn)在基本上看不到2.0L六缸、2.5L六缸的發(fā)動(dòng)機(jī)了，他們都已經(jīng)被四缸機(jī)取代了。
而三缸發(fā)動(dòng)機(jī)比四缸發(fā)動(dòng)機(jī)少一個(gè)氣缸，相應(yīng)的凸輪軸、氣門、活塞連桿等都少一套，所以三缸發(fā)動(dòng)機(jī)在熱效率、機(jī)械效率、動(dòng)力性方面，都是強(qiáng)于四缸機(jī)的。這也是這些年三缸發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用越來越多的重要原因之一?？陀^來講，同等排量下，三缸發(fā)動(dòng)機(jī)確實(shí)比四缸發(fā)動(dòng)機(jī)更優(yōu)秀，是符合節(jié)能減排、降低油耗的大趨勢(shì)的。
大家對(duì)三缸發(fā)動(dòng)機(jī)最大的擔(dān)心是抖動(dòng)。其實(shí)這一點(diǎn)大家多慮了。以現(xiàn)在的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，可以很好地平衡發(fā)動(dòng)機(jī)自身的振動(dòng)，并且可以把發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)與車身隔離開來，振動(dòng)對(duì)駕駛的影響確實(shí)不大?，F(xiàn)在已經(jīng)有很多車型搭載三缸發(fā)動(dòng)機(jī)了，比如寶馬X1、本田凌派、領(lǐng)克、沃爾沃XC40等，而豐田卡羅拉也在今年把1.2T四缸機(jī)換成了1.5L三缸機(jī)。未來在普通的家用車上，三缸機(jī)確實(shí)是一個(gè)趨勢(shì)。新奇駿的悲劇，其實(shí)并不在技術(shù)本身，而是在媒體公關(guān)上，這方面就不再多說了。
那么小排量發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)量是否可以做得更多呢？比如把1.5L發(fā)動(dòng)機(jī)做成六缸，這樣就不用擔(dān)心發(fā)動(dòng)機(jī)不平衡抖動(dòng)的問題了。
這樣做當(dāng)然是可以的，比如F1賽車使用的1.6L發(fā)動(dòng)機(jī)，就做成了V型六缸。不過這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)，基本都是“大缸徑、短行程”設(shè)計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速極高，效率低下，油耗巨高，并且磨損較大，發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命較低，在家用車上是很不實(shí)用的。
