内燃机的发展与趋势，三缸发动机渐成主流

大排量V12发动机即将与这个时代告别

之所以小排量会流行，和很多因素有关，例如前面提到的政策、环保，还包括技术进步和消费需求等等。在这其中，内燃机的发展也伴随着不同时期和阶段，但实际上最终都是在追求更高的燃烧效率。从自然吸气到涡轮增压就是很好的例子，当传统的四缸或自然吸气形式无法进一步满足未来在排放、能源消耗或动力的要求时，势必要被取代。当然，一台发动机不仅仅要省油，还要兼顾动力输出、更清洁的排放，更轻量化、紧凑化等等。那么无疑，“小排量三缸+涡轮增压”正好有着更大的发挥空间。

事实表明，小排量发动机在性能、燃油经济性、降低摩擦损耗等方面表现更突出。而从全球趋势来看，欧洲、美国和中国都将汽车碳排放纳入到了管理范畴，这也促使着厂商投入研发新发动机。比如欧盟在2015年出台了最新的汽车二氧化碳排放标准，即到2021年欧盟范围内销售的新车二氧化碳排放水平必须达到95g/km，而三缸+涡轮增压无疑是一个很好的解决方案，既能实现技术升级，又能满足排放法规。在国内，此前国家税务总局对1.6升及以下排量乘用车减征购置税，这也加速了国内消费者对小排量三缸发动机的接受和认可。

三缸是怎么流行起来的

其实半个世纪以来，三缸发动机一直都存在，只是从未受到像今天这般的重视。新一代的三缸机器采用了小型化、紧凑化的设计理念，不仅可以让汽车实现轻量化，而且在排量缩减后，二氧化碳排放量也减少了。目前市面上的1.0T、1.2T、1.3T甚至1.5T三缸机型就是这种理念的成果，通用、宝马、本田、标致甚至福特纷纷加入其中。从它们的实际参数和性能表现来看，这些小排量三缸发动机已经可以媲美甚至超过传统1.5-2.0升四缸自然进气发动机的动力水准。

当我们为了追求更好的燃油经济性和更低的排放时，必然需要进一步降低排量，但如何在降低排量的同时保证动力不丢失，涡轮增压是一种方式，另外就需要提供更好的燃烧效率。从发动机结构来看，经试验发现，四缸发动机单缸最优排量是0.5L，三缸则在0.33-0.5L之间，高于或低于这个数值都会使得燃烧效率大大降低。综上可以看出，这也是为什么在1.0-1.5L较小排量区间内，越来越多的厂商开始采用三缸布局，因为这样才能实现单缸最优的设计方案。再加上三缸本身的重量更轻、排气干涉更小、拥有更好的低转速扭矩以及更容易电气化改造，诸多优势都是四缸机所不具备的。

从法规的角度来说，现阶段在国内“国家4阶段燃油限制指标”日益临近，“双积分”政策也即将全面展开，所以对厂商来说技术升级是十分迫切的事。大的挑战主要在两方面：其一是到2020年，企业平均油耗限值要达到5L/100km的标准，其二是不断提升的其它污染物限值要求（PN颗粒排放标准），和新的整车测试方式的引入——WLTC（全球轻型汽车测试循环）及RDE（真实驾驶排放），对动力系统的排放和燃耗要求更高。而要满足这些现实状况，非小排量三缸涡轮增压发动机莫属。

可以迸发出400hp动力的日产三缸赛车发动机

市场方面，来自汽车产业预测机构IHS Automotive的数据显示，在2019年后，欧洲和中国市场的三缸机年销量预计均将超过300万辆；而到2025年，装备三缸发动机的汽车预计保有量为：欧洲3000万辆、北美400万辆、中国5000万辆。巨大的市场潜力，也预示着巨大的商机。

综上，无论从技术角度，还是政策法规方面，未来在小排量领域，三缸势必将逐渐取代四缸，成为市场中最主要的动力形式。

汽车界的领头羊玩转“新三缸”

不说全球市场，就以国内为例，已经可以看到越来越多的厂商开始布局三缸市场，从前几年抱着试探性的小范围搭载，到如今大范围换装三缸发动机，主要是因为三缸发动机技术已然十分成熟，不仅兼顾了动力性能和油耗的优势，另外也很好的解决了NVH、耐久性等问题，实际体验和传统四缸机无异。甚至连通用、福特这样的大品牌，都已将旗下主力车型英朗、福克斯全系换装了三缸发动机。由此可见，三缸的时代正在向我们走来。

搭载全新一代Ecotec双喷射涡轮增压发动机的的别克英朗

Ecotec 1.0T

上汽通用旗下别克的全新一代Ecotec双喷射涡轮增压发动机，就广泛搭载在了英朗、阅朗和GL6上，包括1.0T和1.3T两款机型。技术上采用了颇具前瞻性的双喷射系统，用以实现动力和经济性的平衡。在NVH方面，使用了包括钟摆式双质量飞轮、无声平衡轴、电控低惯量涡轮增压器、高性能球墨铸铁曲轴组件等。类似的技术PSA集团也在1.2T三缸机上有使用，比如低质量活塞、双平衡轴和双飞轮等。而从实际体验来看，尤其坐在车内，无论振动还是噪音，基本和四缸车没什么区别。上汽通用利用造V6发动机的经验成功解决了一系列难题，也算是解开了三缸发动机的死结。

对于研发全新三缸发动机，也绝不是单纯地做“4-1=3”的减法，尽管少了一个气缸，但如何应用更多的新技术，达到“小排量、大功率”的研发目标，并通过“单缸最优化”的设计理念，进一步发挥三缸发动机的潜力是一个核心问题。新一代Ecotec系列三缸机在摩擦功损失方面相比四缸机降低了10-15%。诸如高滚流进气道、电动排气阀门、中置大角度全程可变正时技术如今也下放到小型化的三缸发动机上，实现了技术跨越。和二十年前的奥拓、夏利三缸机早已不可同日而语。

Ecotec 1.3T

稍加数据对比，就能发现小机器的优势。Ecotec 1.3T发动机最大功率120kW，最大扭矩230Nm，与上一代1.4T相比，新的1.3T发动机动力提升了15%，油耗下降了5%。而1.0T发动机的优势更加明显，最大功率92kW，最大扭矩170Nm，在1500-5200rpm 的扭矩平台上可持续输出90%的峰值扭矩，而上一代1.5L四缸自然吸气发动机则要在4000rpm以上才能输出141Nm的最大扭矩。相比之下，全新1.0T发动机的燃油经济性提升了10%，新机器采用了高压精密铸造铝合金缸体、缸盖集成排气歧管等多种新技术，1.0T就比1.5L减轻了24kg，1.3T也比1.4T减重27kg。而福特在发动机的优化策略上与通用类似，不仅为全新一代福克斯搭载了1.0T和1.5T三缸涡轮增压发动机，同时也采用了缸内直喷、双独立气门可变正时系统，燃油经济性提高了20%，也降低了15%的二氧化碳排放。

在法规和趋势的推动下，市面上的三缸涡轮增压发动机越来越多，中国消费者也开始消除对传统三缸发动机的误解。而从大排量V6切换到小排量L3（直列三缸），通用在中国用了近20年时间。市场越来越成熟，新技术、新机型自然也会受到热捧。截至2018年6月，搭载新一代三缸发动机的别克车型在华销量已经突破28万辆，数据就是市场对厂商新技术最好的认可方式。高效率的小排量三缸发动机已经开始引领一种新趋势——用最少的气缸，做最高效的功率，以小博大。