失传技术研究所小讲堂 篇一:我为什么不买三缸车

2019-04-21 18:00:51 70点赞 201收藏 158评论

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创作立场声明:我宁可买个电动车,也不会买三缸车的

我宁可买个电动车,也不会买三缸车的

最近怎么说呢,在网上关于三缸车的争论又比较厉害了。其实三缸车作为在我们普通老百姓还在骑摩托车的时候就存在了,这种车型往往怎么说呢,是为预算不足还需要买车的消费者提供的。简单来说就是给没什么钱还想买车的人准备的。结果到了物质丰富的现在,三缸车居然还在生产,并且网上的舆论骂的不可开交,这种操作就让我看不懂了。简单谈谈发动机气缸发动机是一种依靠燃烧化学燃料做功的原动机。相比电动机或者反应堆,它消耗的能量完全基于化学反应,一般是依靠燃烧油气与空气的混合物做功的。简单来说骑摩托烧油,骑电动车充电,骑自行车就得脚蹬,这是天经地义的。要想完成同样的目的就得做功。至于用什么能量做功,用什么装置,这只是过程。发动机气缸目前我们使用的发动机基本都是活塞式内燃机。先讲一下发动机冲程的概念


我为什么不买三缸车


最早的发动机是二冲程的,也就是说,活塞一上一下完成两个冲程就做一次功。由于活塞每两个冲程气缸就能完成一次点火,所以发动机的功率和功率密度都很高。


我为什么不买三缸车


最早的摩托车都是二冲的,它最大的特点是结构简单,没有气门,也没有驱动气门的高速链和凸轮,更没有什么飞溅润滑。发动机的机油直接和汽油混合进入气缸烧掉,2T机油也不容易产生积碳,烧着机油跑得快,这就是2T发动机。相比之下,后来的4T发动机在同样的排量下很难获得2T发动机的性能,而且抖动的非常明显。因为基本当时的摩托车排量很低也没有双缸,所以单缸机基本都要通过飞轮储存动能维持曲轴转动。而四冲发动机它是这样工作的:


我为什么不买三缸车



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我为什么不买三缸车


(图片来自物理 九年级)


我为什么不买三缸车


活塞每运行四个冲程才完成一次做功,因此在同样的转速下,气缸中发生爆燃的频率降低了一半。可能有人会觉得这样可以降低抖动,实则不然。骑过摩托的都应该有体会,实际上两冲车的发动机抖动更小,而且由于每两个冲程完成一次爆燃,因此飞轮实际上也比四冲小得多,所以反应在实际就是两冲车动力足,提速快,油耗相对来说也不算太高,就是烧机油。烧着机油跑得快,二冲发动机至今也在航空航海等领域中广泛使用。三缸真的抖吗?回答是真的。三缸一定会抖,因为三缸的抖动是“先天缺陷”。两缸发动机,如果是两冲发动机的话,无论怎么看两个气缸都至少有一个在做功。四冲的话也没差多少,总之力矩是平衡的,相比同排量的单缸,抖动肯定是更小的,至于油耗方面也见仁见智,看具体某型号的发动机设计制造年代和实际效率。但是可以知道的是,发动机两个缸的力矩是可以被抵消的。(以工程力学的角度来看,动载荷属于交变载荷 具体的核算这里不进行)四缸的话相比之下就更适合普通的四冲发动机,一个缸可以对应一个冲程,所以相对来说非常平稳。


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但是三缸不行。


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从图中可以看出,装备了四冲程三缸发动机的环境下,曲轴每转动120度才会有一个气缸做功,这样产生的突变载荷是非常明显的。一个极端的例子,四冲发动机缺缸的状态下,抖动非常明显。我本人的汽车在本地的洗车店洗好后就出现过发动机进水导致气缸点火失败产生缺缸的现象,当时车辆的抖动非常严重,让我怀疑发动机已经报废了。好在后来通过刷新行车电脑又恢复了,不然真说不好要有多大损失。我实在是不知道三缸发动机这种坑爹玩意居然过了这么多年还能活到现在,总之我接触的车型全系都没有三缸车。尽管技术升级能让三缸车抖动感受不明显,但是需要额外的成本,需要通过增加平衡轴或者吸振器等等装置来实现,显然这和车企降低成本的初衷相悖。而且仅可以降低抖动,并不意味着彻底解决。即使车企技术先进让发动机的缺陷降低到可以忍受的水平,三缸机仍然不受欢迎,无论汽车还是摩托车。关于减排和降低成本以及提高发动机效率的问题的一点建议:首先,三缸发动机省油绝对只是因为自重轻。它相比现代的高效率发动机来说仍然相当低效。抖动和噪声可不仅仅是带给我们感官上的不适,它们都是发动机浪费了更多能量的体现。这是厂商无论怎么宣传都无法改变的。还有,三缸机抖动严重四冲发动机也难辞其咎。其实早年日本还是有很多两冲三缸摩托的,但是显然当时对于抖动的抱怨还没这么严重。另外,三相电动机也是。三相电动机因为只要转子转动到相应位置定子就会对其做功,因此做功的密度来看也是很高的,因此三相电动机的运行也相对平稳。


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总之,对于抖动问题的建议还是要尊重物理,在大规模使用四冲程发动机作为既成事实的情况下,我们也要做出相应的方案调整,比如再减一缸,在更大幅降低成本的同时同时也能有效解决抖动问题。双缸发动机还是因为其体积小,制造成本低的原因被很多主流摩托车采用,这也算是遍地开花了。如果担心动力不足,四缸双缸可变也是一个好思路。要想节省油耗也就是提升发动机的效率也要遵守工程热力学的。现在的卡诺循环热机仍然有很大的效率提升空间,例如现在最新的阿特金森发动机,它的效率可以拉普通的奥托循环发动机好几条街:


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阿特金森发动机也有两个突出缺点: 一、低速状态下,进气被上行的活塞顶出,进气量不够,动力不足; 二、高转速状态下,相对较长的膨胀行程会影响转速的攀升,加速也不给力。 但这两个“缺点”却正好可以被混动车型利用,这是因为混动车型在车辆起步阶段,由电动机驱动,电动机低速扭矩大,使车辆快速加速,以此来弥补了阿特金森循环发动机的动力性不足的缺陷,而到了中高速匀速行驶时,阿特金森循环的发动机热效率高,又可以提高燃油的经济性,所以市面上混动车都采用了阿特金森循环发动机。现在我们镇上都用上气电混合的公交车了,它一方面烧液化天然气LNG避免了柴油车的空气污染,另一方面通过混动的形式提高了性能,提速比一般的新能源车也好老柴油车也好都快得多。就是坐着实在是不怎么舒服,这车用电机刹车,所以即使是平路没有颠簸也会让人感到相当不适。而且电机的话电磁干扰也不容忽视,以前我们拿着中波收音机可以看到0.几MHZ的电磁频段在电机附近完全被干扰,甚至上到1Mhz也没有多少改善,这样未来的电动汽车基本可以告别AM广播了。但是基于VHF的FM广播和电台并不受影响。


我为什么不买三缸车



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此外,转子发动机也是非常不错的设计思路,在有限的空间内也能提升发动机的功率密度。后来因为太IMBA甚至还被禁赛了 虽然没有人说什么抖动问题,但是由于目前材料的工艺限制转子发动机并没有体现出它真正的实力。在实际应用上它的油耗非常吓人。油耗高这方面和二冲发动机一个道理就不多说了,动力和油耗永远都是不可兼得的。想要马儿跑,又想马儿不吃草,那各位还是学我信公路车自己用脚蹬吧(手动滑稽) 只要我蹬得快,汽车都追不上我


我为什么不买三缸车


总之,太便宜的三缸车买了就要好好用,条件允许就上四缸三缸我反正是不会买的。有钱买好三缸不如买个四缸。何况汽车作为代步工具一定要舒适可靠,至于油耗方面好好开也不会太费油。真要是怕费油就买个手动挡回去好好练练技术就行了,要么干脆买电动车。

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