圆环的转动惯量(转轴沿直径的圆环的转动惯量)

说到三缸发动机，你能想到什么？估计大多数人的第一反应都是“摇”字怎么来的。不管你有没有开过三缸车型的车，光是看各种铺天盖地的报道和评价，就觉得三缸机天生爱抖，抖到怀疑人生的地步。

甚至很多论调把这个问题上升到了产品质量和品质的层面，好像三缸机就相当于偷工减料...

在具体分析三缸发动机之前，边肖必须先解释一下。如果真的是偷工减料，那肯定是消费者不容易发现的。谁会傻到直接明目张胆的减去一个缸然后招大家来黑？

销量是各大汽车厂商的命脉，所有的重大变革都是为了突出技术优势，提高产品质量，让产品在市场上更有竞争力，从而获得更多的认可和市场份额。厂家推广三缸发动机车型的初衷是一样的。

所以“偷工减料”的说法显然是站不住脚的。如今的三缸发动机技术更加高效节能，是技术发展的积极体现。以福特的1.5T三缸发动机为例。具有动态可变气缸技术、可变气门正时技术、涡轮增压+双喷射系统、集成排气、可变排量机油泵、电控活塞冷却喷嘴、轻量化铝合金铸造等技术优势。这些技术优势无疑是提升三缸发动机动力性能和燃油经济性的重要法宝。

动态可变气缸技术。简单来说，福克斯的变缸发动机可以在14毫秒内实现两缸和三缸的切换。两缸更省油，三缸动力更好。三缸加速时，4.5s即可完成0-60km/h加速，城市使用时红绿灯开始快速加速。匀速行驶时，速度和载荷满足一定条件。14毫秒一缸停止运转，两缸工作，省油。福克斯1.5T车型，综合工况油耗低至5.5L/100km。

技术上，在相同排量下，三缸结构具有降低排气干扰的先天优势，缸内有更新鲜空的气体，低速扭矩表现更丰富。当速度、转速和负载满足一定条件时，可以关闭一个气缸进行操作。停缸后，工作缸负荷增加，节气门和气门增大，充气效率增加，泵气损失减小。工作缸从低燃油效率的低负荷变为高燃油效率的中高负荷。燃烧室总面积的减少也减少了热传递损失。非工作缸变成空气弹簧，损耗最低，无机械损耗。

三缸机抖不抖？

任何发动机做功都会产生抖动和噪音，但别说你见过能让汽车不动就跑的燃油发动机。

至于抖动是否剧烈，其实是受综合因素影响的问题。包括发动机具体的平衡轴技术、机脚的减震材料、发动机的布局以及其他隔音减震措施等。，如果任何一个环节不到位，发动机的振动都可能非常剧烈。

换句话说，发动机的抖动与具体气缸无关。所以，并不是发动机的缸数越多，抖动就控制得越好。如果平衡轴工艺、机脚减震材料等有问题。，四缸，六缸，八缸会晃得你怀疑自己的人生。所以这个锅不应该只有三缸机来背。

但是为什么三缸机看起来“更抖”呢？

相信大家都知道上面说了什么，但还是有人觉得三缸机比四缸机抖。为什么？

首先说一下三缸机的基本结构。其实三缸发动机也不是什么新鲜事。和四缸发动机一样，也是采用活塞做功的方式。其结构和原理与四缸发动机非常相似，只是作功的缸数比四缸少一个。无论从工作形式还是气缸排列的角度，三缸发动机和四缸发动机都没有太大区别，都属于L型活塞。

至于三缸机，看起来“更摇”，因为三缸机和四缸机相比，少了一个缸体。为了达到四缸甚至超过四缸的工作水平，三缸机的每个缸都需要更快的工作频率，给人一种“振动幅度大”的错觉。

其实做功频率快和晃动幅度大完全是两个概念。这就好比一个人在剧烈运动的时候，心脏跳动的频率一定要比平时快，这是为了保证人体的正常供血。但此时心脏本身的跳动幅度没有变化，也没有跳出原来的位置。

同样的道理，为了保证工作的顺畅，三缸机每个缸的工作频率都比四缸机快，但是抖动的幅度并没有增加。相反，由于减少了一个气缸体，发动机的整体重量和体积减小，作功热损失减少，从而更加高效节能，燃油经济性也得到保证。

三缸机的抖动可以抑制吗？

即使刚刚解释了三缸发动机抖动明显的原因，但不可否认的是，在同等条件下，三缸发动机还是比四缸发动机更明显。那么这种情况能被遏制吗？答案是肯定的。

以福特Ecoboost发动机为例。为了降低三缸发动机的噪音和振动，福特利用曲轴和重量的偏移来重新设定一定的角度，平衡轴、皮带轮和飞轮也偏离一定的角度来减缓明显的振动程度。

发动机气缸中的活塞上下运动时，会产生一个力矩，这个力矩就是一阶惯性矩；活塞的运动还会带动相连的连杆运动，形成更复杂的二阶惯性矩。三缸发动机不平衡的一阶和二阶惯性矩也会在一定程度上增强抖动的明显程度。

为此，福特的三缸发动机在曲轴上做了一些努力:曲轴的曲柄之间的角度为120°，形成空的曲轴结构。同时，曲柄1和曲柄3上的配重重心偏移30°，可以大大抵消不平衡力矩，就像安装了平衡轴一样。

说到平衡轴，这里要说清楚。福特1.5T发动机匹配的传统体系与之前1.0T发动机在国内销售时有所不同，即AT、DCT、MT变速箱。其中，与自动变速箱匹配的1.0T发动机采用平衡轴设计，DCT和手动挡车型取消了平衡轴，转而采用双质量飞轮。

对于装有平衡轴的车辆，福特工程师可以精确计算出三缸发动机在运转过程中的力矩大小和相位，并设计反相平衡轴来补偿和抵消力矩，从而达到减缓抖动的效果。

至于配备双质量飞轮技术的福特发动机，具体的减少抖振的方法是把自己分成两部分，一部分是主动飞轮仍然与曲轴相连，另一部分是从动飞轮与变速器相连，可以提高变速器的转动惯量。两部分之间有一个环形油腔，内部装有弹簧阻尼器连接两部分。弹簧阻尼器是双质量飞轮减振的秘密。

另外，三缸机一般进行三点悬置设计，悬置主要是液压悬置。福特的三缸发动机在橡胶配方和金属部件上也下了很大功夫，让整个悬挂的隔振和过滤效果更好。不仅如此，福特还在发动机外壳中加入了PUR泡沫，即聚氨酯泡沫。这种材料还可以减轻发动机运行时的振动和噪音。

不仅如此，福特还在发动机的可变气门正时技术中融入了减震措施。虽然现在流行可变气门正时的技术，但是福特三缸发动机的凸轮轴设计还是有一些独特的亮点。比如这款发动机的凸轮轴就采用了模块化一体化设计理念，即凸轮轴和气缸盖合二为一。

与传统凸轮轴不同的是，福特的“新产品”同轴度高，因此摩擦损失会降低。同时，凸轮轴前端采用滚动轴承，进一步减少了摩擦。减少摩擦不仅可以降低能耗，提高燃油经济性，还可以在一定程度上降低噪音和抖动。

总结:

综上所述，为了进一步抑制抖动，福特在三缸发动机上投入了大量的精力，不仅有效抑制了抖动，还提高了发动机的燃油经济性和动力性能。这是三缸发动机的正确打开方式。甚至可以说，随着节能减排的主题深入人心，三缸发动机将是未来的技术趋势。与所谓的“抖动”相比，高效节能给汽车行业带来的正面效应更多，而所谓的“抖动”也可以通过上述各种技术手段抑制到最低。

可见很多人对三缸发动机的偏见是完全站不住脚的，根本不存在质量问题。三缸发动机是时代发展的积极产物，不存在让人不安的技术隐患。当然，追求卓越一直是工业发展的重要方向，三缸发动机的发展也是如此。只有做好NVH，把“抖动”感降到最低，这款发动机才能得到更多人的认可，也才能保证燃油经济性，给驾乘者带来更好的驾驶体验。

我相信只要做好各方面的细节，三缸发动机的综合性能绝对可以超越无处不在的四缸发动机，包括动力性能、燃油经济性、驾驶体验等诸多方面，那么就不会出现“三色变”的现象。

所以不管是三缸还是四缸，让驾乘者满意就好。至于发动机有多少缸，谁管呢？