从八十年代和九十年代后期,三缸发动机统治了印度的道路,但是到了新两年初,带有四缸发动机的汽车重新占领了印度的汽车市场,而现在,三缸发动机又开始伺机而动,向我们的生活中蔓延,难道是三缸发动机有了的技术,或者说是科技的倒退?带着这样的疑问,日本专家用一组数据为我们揭开谜底。

四缸发动机的优缺点有哪些(四缸发动机比三缸发动机弱在哪里)(1)

推理数据

假设条件

四缸发动机的优缺点有哪些(四缸发动机比三缸发动机弱在哪里)(2)

四缸发动机
每个活塞-缸单元的动力输出与排量成正比,即缸的高度和横截面积。
半径= 1个单位。
那么,1个活塞的截面积= πX1 = 3.14单位,则4个活塞的面积等于12.56单位。
一个活塞的周长= 2 x 3.14 = 6.28单位
所以,四个气缸的总周长= 6.28 x 4 = 25.12单位。

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三缸发动机
为了在三缸中产生相同的动力输出发动机,在燃烧阶段分散的体积应等于所有四个气缸分散的体积。由于我们在两种发动机中均保持缸孔高度恒定,因此唯一的变量是活塞半径,则产生相同功率输出的三缸发动机活塞半径计算如下:
四缸发动机的总截面积=三缸发动机的总截面积,所以其横截面半径约等于1.154单位。
所有三个活塞的总周长=3 x 2 x 3.14 x 1.154 = 21.74单位。
最后得出,四缸发动机与三缸发动机相比的活塞周长(表面接触)之比= 25.12 / 21.74 = 1.16。


四缸发动机的优缺点有哪些(四缸发动机比三缸发动机弱在哪里)(4)

结论

这意味着在四缸发动机中接触气缸的活塞表面积将是三缸发动机中活塞表面积的1.16倍。因此,在每个发动机循环中,四缸发动机需要比三缸发动机承受更大的摩擦力。除了气缸内的摩擦力之外,从曲轴到阀门的每个表面界面都存在多种摩擦力。因此,由产生的一定量的输出功率用于补偿这些损耗。随着气缸数量的增加,越来越多的能量被用来克服摩擦损失。

四缸发动机的优缺点有哪些(四缸发动机比三缸发动机弱在哪里)(5)

因此,理论上,三缸发动机使用较少的功率来维持发动机的运行。因此,对于相同的功率输出,发动机在发动机循环期间仅需要产生较少的能量。产生的能量越少意味着消耗的燃料越少。因此,发动机循环中的燃料消耗更少,并且车辆可以提供更好的行驶里程。

现实VS结论

理论归理论,而现实生活中,日本所有搭载三缸发动机的车型一般属于微型汽车,比普通的小汽车几乎小一倍,但其它普通的小汽车却搭载四缸发动机,这又是为什么?


四缸发动机的优缺点有哪些(四缸发动机比三缸发动机弱在哪里)(6)

四缸发动机的声音比三缸发动机的声音平稳得多,这是因为普通的内燃机是四冲程循环,进气,压缩,燃烧和排气。因此,在四缸发动机的任何时间点,都有一个气缸在循环中始终处于动力冲程。而在三缸发动机中,活塞在曲轴上的布置方式有所不同,这导致动力冲程之间的半个周期的延迟,因为在三缸发动机中,曲轴每旋转120度就会发生一次动力冲程,而在四缸发动机中,曲轴每旋转90度便会发生一次动力冲程(飞轮旋转360度),这表明三缸机有点火时间空档期。

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所以在三缸机中没有发生动力冲程或点火的时间内,发动机仅依靠由连接到曲轴的飞轮产生的动量进行运动。在低速时,这可能导致更多的振动,如果没有提供足够的油量输入,可能失速。但是,在更高的转数下,发动机的平衡性才会正常。与相同容量的四缸相比,需要将三缸转速提升到更高的转速,才具有四缸发动机低转速下的动力。

大家对三缸发动机持有什么样的态度呢?欢迎大家在评论区讨论。

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