2018年第3期
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苏州违章查询第45卷第3期Vol.45No.3
2018年3月Mar.2018
作者简介：李红（1979-），男，河南周口人，硕士，助教，主要研究方向：车辆现代设计理论与方法。
三缸发动机的性能特点与应用
李
红，王春光
(,475004)
摘要：文章介绍了三缸发动机的优缺点，并对其典型的性能改进措施进行分析，同时展示了三缸发动机在一些汽
车企业应用的事例。
随着能源紧缺和环境污染的日益严重，节能和环保深入人心，对汽车的油耗和尾气排放要求越来越严格。中国工信部在《中国制造2025》中明确规划：到2020年，乘用车（含新能源乘用车）新车整体油耗降至5L/100km，2025年，降至4L/100km 左右。在这种背景下，燃油经济性在汽车研发中摆在了一个很重要的位置，新一代的小排量三缸增压发动机被陆续推出，装配在越来越多的车型上。文章将对三缸发动机技术的性能特点与应用进行探索。
1三缸发动机性能特点
三缸发动机与最常见的四缸发动机相比，有以下优势：（1）结构简单、重量轻。三缸发动机与四缸发动机相比，气缸数减少一缸，整体结构相对简单，横向尺寸也更小，在减少重量、降低成本的同时，也为发动机舱的布置提供了更大的空间。发动机的轻量化和小巧化也符合车辆轻量化趋势，也为前置发动机的小型车带来更好的轴荷分布，提高了车辆的操控性。
（2）优良的低转速扭矩。同排量发动机缸数越少，单个汽缸的缸径和容积就越大，单缸爆发出来的力量会更大，低转速扭矩越大，配合三缸增压发动机更小的涡轮迟滞现象，同排量的三缸增压发动机的低转速扭矩比四缸增压发动机更好一些。
（3）更少的机械摩擦，较大的升功率。三缸机结构简单，机械摩擦面也变得更少，表现在：三缸发动机比四缸发动机少了一套活塞连杆，少了4只进气排气门的开启关闭机构，曲轴和凸轮轴也变短了。机械摩擦损失变少，变相提升了发动机的热效率，获得较大的升功率。
（4）更低油耗。同排量发动机，缸数越少，相同转速下，单位时间内吸进的空气体积就越少，喷油量也变少，油耗自然变低。荣威i6装备1.0L 的三缸增压发动机和6挡手动变速器，实现了4.8L 综合低油耗效果。
广东车展正是以上优势，让三缸发动机应用在越来越多的车型上。但三缸发动机也有一些与生俱来的缺陷，困扰着发展，表现在以下2个方面：①动力不足。对于自然吸气的三缸发动机，由于气缸数少，导致进气量小，影响了动力表现，起步和加速都不如四缸发动机；②振动和噪音过大。三缸发动机不同于四缸发动机，它只有3个气缸，在运行过程无法完全抵消不平衡带来的问题，所以振动和噪声都比四缸发动机差一点。
2三缸发动机性能的改进措施
三缸发动机的缺陷降低了人们的主观感受，限制其推广，在相当长的时间内只应用在夏利、奥拓、奇瑞QQ 等经济型车辆上，三缸发动机成为了低端车的标志。随着汽车技术的进步，涡轮增压技术的普及，新一代的三缸发动机无一例外采用了涡轮增压技术，一定程度上消除了三缸发动机低扭乏力的问题；通过在发动机内安装平衡轴、双质量飞轮、质量惯性曲轴皮带轮、去耦式平衡轴齿轮等方法来消除振动和噪音，使三缸发动机的缺陷得到了极大的改善。
（1）涡轮增压技术。涡轮压技术通过提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，包含机械涡轮增压、废气涡轮增压和复合增压三种技术，应用最广泛的是废气涡轮增压技术。废气涡轮增压技术就是利用发动机排气的能量驱动废气涡轮增压器来实现发动机增压的方法。利用发动机气缸排出的高温高速的废气的惯性冲力来推动涡轮增压器涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与祸轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率和扭矩。
带有涡轮增压的三缸发动机，目前排量集中在1.0～1.5L 区间，却获得了1.6～2.4L 的自然吸气四缸发动机的动力输出水准，同时也表现出更小的燃油消耗量和更优秀的废气排放。
（2）平衡轴技术。三缸发动机带来的震动和噪音，采用平衡轴技术是一个很有效的解决方法。平衡轴华为车云
是一个装有偏心重块并随曲轴同步反向旋转的轴，利用偏心重块所产生的反向振动力，抵消发动机运行的振动和噪音，使发动机获得良好的平衡效果，降低发动机振动，提高乘坐舒适性。
（3）双质量飞轮。双质量飞轮是将传统的一个飞轮分成两个部分，一部分保留在发动机一侧的位置上，起到原来分轮的作用，另一部分则放置在传动器一侧。两部分分轮之间有一个环形的油腔，在腔内装有弹簧减震器，将两部分飞轮连接为一个整体。两部分飞轮可相向旋转，而弹簧减震器可以吸收动力传动系统的震动，从而提升系统运转的平顺性。
3三缸发动机的应用
目前，排量在1.5L 以下的小排量三缸增压发动机越来越多。Smart fortwo 装备0.9T 三缸发动机，福特132
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期机电设计与研究
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4利用FluidSIM 软件进行回路的模拟分析
FluidSIM 软件是由德国Festo 公司开发，有液压与气动两个软件，Windows XP 操作系统既可以运行，软件包括三个主要模块：绘图功能模块、系统模拟仿真功能模块及综合演示功能模块。可以通过FluidSIM 软件提供元件职能符号，进行方向、压力、流量元件符号的学习与掌握，通过拖拽液压元器件到绘图区可以进行基本回路图和辅助液压系统的绘制并进行具有运动形式的模拟，使绘制液压和气动原理图由繁琐变得简单，理解液压系统中回路的运动由难变易。绘图功能模块中的电气、液压和气动元件库，可以使设计者很方便地实现回路设计。
在FluidSIM 软件中进行液压回路的绘制模拟后，就可以对所研究的回路进行分析。例如通常模拟的液压锁回路，用了两个液控的单向阀，如果将液控线的入口接到低压管路上，整个回路在模拟时将不能进行，而且模拟时管路会出现不同的颜，设置不同的参数，设计不同的回路，不但方便而且也节省了直接在实际设备中直接运行容易出现的错误和经费问题。模拟正确后，可以在实际的设备中进行连接、运行、调试操作。在软件若要进行“快进———一工进———二工进———停止———快退”这样运动要求的回路设计，
就可以在软件上进行多次模拟修改，并进行模拟运行非常方便，多个回路组成的系统也可以使用软件进行分析，分析其中回路的特点，更快地掌握液压系统起着很好的作用。
综上所述，快速的进行液压系统原理图的识读和分析，首要学习液压技术理论知识，其次通过图形符号的特征来理解掌握液压中的各种元器件，再通过FluidSIM 软件进行回路以及系统的模拟与分析会取得较快的效果。
参考文献美利达勇士560
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究［J ］.漯河职业技术学院学报，2014，（3）.
福克斯、福特嘉年华装备1.0T 三缸发动机，雪铁龙C4L、标致408，全新BMW X1、MI NI 系列车型分别装备1.2T、1.5T 三缸引发动机。其中福特1.0T Ecoboost 三缸发动机荣获了2014年沃德十佳发动机称号，BMW 1.5T 发动机获得了2016年度国际年度发动机大奖。国内汽车厂家一汽、上汽、吉利、长安开发出1.0T 的三缸发动机，海马开发出1.2T
三缸发动机，并应在各自车型上。
这些新一代的小排量涡轮增压三缸发动机大都集成了缸内直喷、双VVT、集成式排气歧管等技术，其功率和扭矩都得到了最大提升，噪音和振动水平有了很大的改善。三缸发动机的技术水品已成为企业汽车品质的体现。
4结语
随着发动机技术的不断提高，未来的小排量三缸发动机将更轻更小，展现出低排量低能耗，同时还能保持高输出功率，强大的动力。小排量三缸发动机必定越来越普遍。
参考文献
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流信号，经过前置放大、两级延时放大后，进入整个电路的关键部分：跟踪保持和采样保持。
该部分电路在设计上由数字控制电路部分产生的两个反向的控制信号来控制开关，
已确保跟踪或者采样的执行，跟踪保持是在采样保持之前被执行的，跟踪保持跟踪信号并保持几百微秒的时间，而采样保持首先需要得到跟踪保持的信号，然后保持该信号几百毫秒。跟踪保持和采样保持过程是由电容的充电放电来完成的。
benz s500（2）数字控制部分。数字控制部分主要提供采样控制信号、取样延迟信号及存储探头等各种数字控制功能，包含一系列复杂的触发电路、门电路、寄存器电路、计数器电路等。
图4数字控制电路
数字板提供了有限的延时功能，延时范围是约100ms。在内触发和外触发模式下，主机输入一个串行数据信号通过触发先产生一个“READY”（如图4所示）信号来要求探头开始采集，这一过程通过U8B 触发，上升沿有效，U8B 是一个D 触发器，CLR 端用于控制整个数字控制电路产生复位。收到这个“READY”产生的触发信号后由U13将其锁存和延时，同时它还提高了上升沿和下降沿的准确度，U12B 是一个单稳态多频震荡器，在时钟上升沿时产生一个稳定的宽脉冲信号，与U13延时后的信号共同来控制U3产生一个10MHz 的时钟，该时钟用来控制计数器开始计数一直到“满”为止，中间产生一个被延迟了的波形输出信号，该信号被延时51μs，与输出的控制信号进行比较，这样计数的输出被允许达到51μs 的脉冲宽度，用来对计数器和产生采样信号的触发器进行复位控制。这时计数器被重新加载5μs，这段时间10MHz 的时钟暂时停止。触发采样和“READY”信号翻转复位大约1μs。当时钟正在运行时，U12B 输出的信号用来复位触发循环过程。采样开关输出的SAMP 与/SAMP 信号是相反的，用来控制模拟通道部分中的跟踪保持和采样保持，这是我们最后需要的，SAMP
的上升沿时跟踪保持开，SAMP 下降沿时跟踪保持关而采样保持开。采样控制信号同时送数据给预置部分，产生稳定脉冲信号来控制产生SAMP 与/SAMP 信号的触发器清零端，预置部分是主要的针对于计数器的复位电路。
此峰值探头集成度高，功能强大，稳定性强、可靠性高，具有广阔的应用市场。
参考文献
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