前段时间我写了一篇关于三缸发动机的文章，里面说了三缸发动机的一些优势，并且说在满足使用功能的前提下，发动机气缸数量越少越好。结果有网友跟我抬杠，说既然发动机气缸数量越少越好，那汽车为什么不用单缸发动机？这个问题其实有点复杂，下面老侯就尽可能简单地给大家解释一下。
现在的家用车，绝大多数使用的是汽油发动机。大家知道，汽油机工作时是由火花塞点燃混合气的。火花塞位于燃烧室中间位置，跳火点燃可燃混合气形成一个火焰中心，然后火焰以一定的速度向四周匀速传播，最终点燃全部可燃混合气，在燃烧室内部实现稳定、可控的燃烧。可燃混合气的燃烧速度，与可燃混合气的浓度有关，浓度越高，燃烧速度越快。
如果燃烧室直径过大会怎么样呢？如果燃烧室直径过大，燃烧室边缘的可燃混合气，在火焰前锋没有到达之前，就由于高温高压自行发火燃烧了，形成了另一个火焰中心，这就是所谓的爆燃。爆燃是汽油机非正常燃烧的一种，对发动机是极为有害的。
所以，汽油机的气缸直径不会做得很大，一般都小于90mm，现在普遍使用的小排量涡轮增压发动机气缸直径一般在80mm左右。发动机历史上最大的汽油机气缸直径是110mm，现存量产车汽油发动机气缸直径最大的是丰田2.7L自吸四缸发动机，气缸直径是95mm。
发动机的排量与气缸直径和活塞行程成正比。既然气缸直径不能做得过大，把活塞行程做大行不行呢？
这样也是不行的。活塞行程大小影响的是发动机转速，活塞行程越大，每一个冲程占用的时间越长，发动机转速就越低。如果过度延伸活塞行程，发动机最高转速上不去，发动机的最大功率就会受到限制。此外，汽油机是等容燃烧，可燃混合气燃烧产生的推力，随着活塞下行而逐渐减小，做功效率也越来越低，同时对发动机尾气排放也不利。所以活塞行程也不能无限放大，一般在80~100mm之间。
发动机气缸直径与活塞行程的比值，称为“缸径行程比”，它是衡量发动机动力取向的一个参数。如果缸径行程比大于1，说明气缸直径大于活塞行程，发动机可以获得较高的转速，高速动力性更强，倾向于动力性，比如赛车发动机，但是这种发动机经济性较差，油耗较高；如果缸径行程比小于1，说明气缸直径小于活塞行程，发动机可以尽可能地利用活塞推力，更倾向于经济性，比如普通的家用车发动机；还有一种缸径行程比等于1的发动机，气缸直径等于活塞行程，理论上是兼顾动力性与经济性，实际上更倾向于动力性，比如丰田86的发动机，就是因为气缸直径与活塞行程都是86mm而得名。
所以，汽油发动机的气缸直径和活塞行程都受到了限制，每一个气缸的排量也就受到了限制。长期的实践经验总结和理论分析，普通家用车汽油机最佳的单缸排量是0.5L左右，这个排量以及缸径行程比，能够兼顾发动机的动力性和经济性，这就是现在普遍使用四缸2.0L汽油机最主要的原因。我说某些1.5L发动机应该使用三缸的原因也是基于此。在热效率和低速扭矩方面，三缸发动机比四缸发动机是有优势的。
如果我们把1.5L排量或者1.0L排量的发动机做成单缸会怎么样？这样的发动机气缸直径和活塞行程都比较大。前文说了，气缸直径过大，会导致发动机爆燃；活塞行程过大，会导致发动机转速较低。这样的发动机，当然是无法在汽车上使用的。在实际应用上，一般低于1.0L排量就会做成三缸甚至双缸，高于3.0L排量就会做成六缸。当然，我们也曾有过1.0L四缸发动机（比如早期的微型面包车），也有过2.0L六缸发动机（比如日产的V6发动机），最后的结局都是被淘汰了。
可能有人会问了，为什么柴油机气缸直径可以做得很大？卡车使用的大排量柴油机，气缸直径一般都超过了120mm；大型矿山用车，气缸直径超过180mm；而大型船舶使用的低速柴油机，气缸直径甚至可以超过1米，这是为什么呢？
这主要是因为，柴油机与汽油机的燃烧方式不同。柴油机是将柴油喷射到气缸高温高压的空气中，形成多个火焰中心同时燃烧。柴油燃烧速度较慢，燃烧过程中不断地有柴油喷射到燃烧室中，实现边喷边燃的等压燃烧。这就无所谓什么爆燃了，理论上来说柴油颗粒越细小，形成的火焰中心越多，燃烧越柔和，动力性和经济性越好，气缸直径当然就不用限制了。所以柴油机可以做成大缸径的单缸发动机，也可以做成超大缸径的多缸发动机，与汽油机是截然不同的。
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