三缸機因「不同步」而抖動·雙缸發動機為什麼不能替代呢？

內容概述：點火間隔角概念，同步雙缸與非同步雙缸，三缸發動機的特點。

【L3型·直列三缸內燃式熱機】的兩度走熱帶來了這樣的思考：奇數缸發動機是不是一定抖動，為什麼不能用雙缸替代。然而這種理解是錯誤的，決定發動機執行平穩程度的核心因素並不是缸數是奇數還是偶數，而是點火間隔角和同步與非同步的關係。

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雙缸機·特點

1：雙缸發動機主要應用於摩托車，曾經也有菲亞特126P的汽車使用。然而最終汽車還是淘汰了這種機器，充其量會有些柴油雙缸機作為增程器（發電機）使用；原因為雙缸機的振動是非常難以控制的，即使是非同步雙缸也達不到理想的效果。

非同步雙缸機的曲軸錯開180度，點火間隔角則有360度。每一組氣缸單獨做功時都會產生慣性作用力，等待間隔後的另一組氣缸做功的中間時間為慣性作用的時間；機體透過機腳與車架固定則等於有較大程度的衝擊，作用力的交替出現會產生明顯的振動。

2：同步雙缸發動機的振動要更加明顯一些，因為兩組氣缸的“進壓爆排”四衝程動作是同步的，區別只是一組氣缸進氣時另一組氣缸做功（衝程相差兩步驟）。然而曲軸帶動活塞上下往復運轉的動作是相同，那麼兩組氣缸產生的慣性作用力自然也是相同的；結果只能是兩個方向的作用力都很強，機體顫動的幅度更大所以振動更明顯，這是雙缸發動機的缺點。

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三缸機·特點

知識點1：點火間隔角指各組氣缸點火做功的曲軸運轉間隔角度，三缸發動機的間隔角為240度。也就是說一組氣缸點火後，要等待曲軸旋轉240度後再次點火；曲軸的旋轉肯定是需要時間的，間隔角越大以相同轉速旋轉的度數越大則時間越長。

但是三缸機的240度要比雙缸機小一些，做功後留給慣性力作用的時間也會短一些；所以雙缸摩托車其實比三缸摩托車更抖動，這就可以否定偶數缸發動機更平順的說法了。

知識點2：四缸發動機的點火間隔角低至180度，毫無疑問這種機器要比三缸機更加平穩，不過這還不是唯一的優勢。

四缸發動機的特點為「1·4/2·3氣缸」分別同步動作，但成組後的“1/4”與“2/3”確卻是非同步執行。這種結構的優勢是非常非常突出的，首先單組氣缸做功時會有另一組對稱位置的氣缸做出相同的動作，這能夠均衡兩端的作用力以達到接近平穩的狀態；另外兩組氣缸非同步動作可以“上下抵消”做功兩缸的作用力，氣缸的振動幅度會被拉低到相當理想的標準，參考下圖。

重點：直列四缸發動機平順的原因在於“同步＋非同步”，然而這是三缸發動機做不到的。因其三組氣缸是交替點火做功，四衝程的動作完全不一致；結果必然是交替出現作用力，發動機就像蹺蹺板一樣左右搖擺。透過機腳膠固定後則作用力成為衝擊車架的動能，從而引起車身共振以及噪音。

說明：並不是所有奇數缸發動機都會抖動，比如直列五缸機就會相當平順。雖然這種機器也是交替做功，但是點火間隔角只有144度；也就是說一組氣缸做功後另一組會快速銜接，沒有留給機體搖擺的時間空間則會足夠平順。

所以並不能以武斷的說奇數缸抖動偶數缸不抖，只能說在汽車領域三缸機確實是很差的選項，因為每一臺三缸動力汽車的同級競品都有四缸版本可選，懂了吧。

編輯：天和Auto-汽車科學島

責編：天和MCN

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