深評：車企紛紛投入 三缸機能否成主流

　　 自1979年鈴木首次量產三缸機車型以來，三缸機長期因為NVH的問題受到車企和消費者的排斥。但最近兩年國內外各大車企紛紛上馬各種三缸機車型，三缸機軍團為何會愈加龐大？日后會否成為家用車主流機型？其重獲生機的本質原因到底是節能減排驅動，還是成本制約？甚至是電動化趨勢裹挾？諸多問題，待我們一一來解析。

●《深評問道》是什么？

　　《深評問道》是汽車之家首個面向行業端用戶打造的節目，特約汽車行業資深從業者執筆，獨家解析／揭秘行業大事件。除了熱鬧表象，我們更想向您呈現對事物本質、因果以及未來可能性的探究和思考。

　　本期行業評論員——智電汽車專家團，由一群擁有汽車專業碩、博士學歷，十年以上汽車產業工作經驗，分布在高校、汽車行業協會、零部件公司、主機廠、咨詢公司等不同產業環節鏈條上的資深人士組建。在汽車產業向智能化、電動化轉型升級之際，向更多的人分享汽車產業的新科技。

　　本文作者：胡玉峰，先后從事汽車電控開發、整車試驗、節能與新能源汽車產業咨詢等工作，曾參與國家863重大項目、工信部“節能與新能源汽車技術路線圖”、中國工程院“汽車強國戰略”等10余項重大研究/行動，擅長汽車產業評論分析與政策解析。

60秒快速了解核心論點：

●背景：自量產之后三缸機曾長期被打入冷宮，關鍵原因在于NVH表現極差。●最近幾年三缸機突然“回光返照”，美日歐中四大區域車企均在三缸機領域大力拓展，令人錯愕。●在三缸機業已被消費者強烈詬病的情況下，到底是什么原因驅使主機廠“逆勢而為”？三缸機軍團是否會繼續擴大、最終會達到什么結果也值得深入探究。●基于節能、減排、成本、電動化四大方面的探究，本文力圖摸清三缸機陣營擴大化的真實動因。●可以肯定的是，三缸機將愈加普遍，但也將迎來更多的強力競爭對手，其市場占比將呈駝峰式變化。

一、背景：三缸機的前世

　　三缸機，一個敏感的話題。自1979年鈴木首次量產三缸機車型——fronte以來，各類三缸機車型惡劣的NVH表現給市場留下了“抖無止境”的極差口碑，消費者對其嗤之以鼻甚至在購車時絕對排斥。

　　實際上，三缸機的抖動問題是與生俱來的，由于始終存在一個缸沒有“對手”進行反向沖抵轉動慣量，因此無法像偶數缸發動機一樣具有較好的先天NVH表現，只能通過后天優化。

　　三缸機的NVH惡劣口碑導致在很長時期內，只有寥寥數個產品或者低端產品在堅持，絕大多數車企都選擇“退避三舍”，這一現象一直持續到了2010年才有所緩解。

二、打破禁區：三缸機雨后春筍

　　原本被丟棄到“冷宮”的三缸機，在2010年后逐步迎來了“第二春”：從前期的幾個大廠象征性地展出成品，到美國、日本、歐洲、中國四大區域的主要車企都開始紛紛上馬三缸機項目，而實車應用更是接二連三。

不同地區車企三缸機項目情況國家車企三缸機型號排量最大功率峰值扭矩美國通用Ecotec1.0T1.0升92kW170N.mEcotec1.3T1.3升120kW230N.m福特EcoBoost1.0T1.0升92kW170N.mEcoBoost1.5T1.5升135kW243N.m歐洲沃爾沃Drive-E1.5T1.5升132kW265N.m大眾EA2111.0T1.0升70-85kW160-200N.mPSA/寶馬EB2DTSM1.2T1.2升100kW230N.m寶馬B381.5T1.5升100kW220N.msmart/雷諾H4BT4010.9T0.9升66kW135N.m奧迪EA2111.0T1.0升85kW200N.m日本本田P10A51.0T1.0升90KW90KW日產/雷諾H4BT4010.9T0.9升66kW135N.m日產賽車DIG-TR1.5T1.5升294kW360N.m豐田M15C1.5自吸1.5升87kW146N.m鈴木R06A自吸0.66升36kW59N.m1.0T1.0升81.6kW170N.m中國長安/1.0升1.0升172N.m海馬HMAGA12-YF1.2T1.2升102kW230N.m上汽10E4E1.0T1.0升92kW170N.m廣汽3A10M11.0T1.0升100kW200N.m吉利JLF-3G10TD1.0T1.0升100kW205N.m一汽CA3GA10TD1.0T1.0升88kW200N.m奇瑞E3T101.0T1.0升73kW150N.mACCECT1.2T1.2升97kW212N.m比亞迪BTD371QA1.0自吸1.0升50kW90N.m東風C10TD1.0T1.0升105kW215N.m北汽A102T1.0T1.0升85kW165N.m制表：汽車之家 行業團隊　　但不可否認的是，目前推出的三缸機車型在不同程度都受到了市場的抵制，銷量均不樂觀。比如PSA那臺榮獲了全球十佳發動機稱號的1.2T三缸機，依然把標致嘔心瀝血開發的308S拖累至停售的慘況。

　　影響三缸機車型銷量不振的核心原因，還是一個字：“抖”。

三、NVH后天優化已今非昔比

　　但實際上，當前三缸機在NVH后天優化方面的提升已經非常明顯，以通用那臺1.3T三缸機為例，一共采取了12項減震措施來降低震動和噪音表現。其中最重要的是通過平衡塊來降低旋轉扭矩不平衡、通過平衡軸/橡膠減震齒輪/球墨鑄鐵曲軸來消除往復扭矩不平衡、通過鐘擺式雙質量飛輪來消除輸出連續性不平衡。

　　此外，在整車部分還可以通過動力傳遞處減震、增厚隔音棉等方式來提升NVH表現，也就是說三缸機先天抖動是存在的，但后天的優化已經基本實現在車內難以察覺的地步。

　　實際上這些減震技術并不難，也沒有技術專利限制，不止通用可以應用，其它廠家也能輕松效仿。這些技術本質上的思路是“既然天生抖動無法避免，那就通過后天優化讓消費者無法感知”。

　　這里并非是給通用的三缸機背書，實際上目前水平較高的三缸機都能通過類似的技術手段實現相近的NVH效果。筆者想表達的核心意思是：三缸機在NVH方面的劣勢已經極為薄弱，隨著后天優化水平的進一步提高，抖動不會成為其未來大規模推廣的關鍵障礙，但消除消費者心理障礙確實需要一段時間。

　　那既然當前“抖”字已經深入人心，諸多車企究竟又為何會逆勢而動？寧愿冒天下之大不韙也要硬推三缸機？而且還有逐漸加重的趨勢？這個問題就值得深入探討。在筆者看來，車企強推三缸機的原因主要有：油耗、排放、成本、電動化四大方面。

四、油耗：三缸機優勢明顯

　　2019年1月24日，工信部公開發布強制性國家標準《乘用車燃料消耗量限值》和《乘用車燃料消耗量評價方法及指標》，標志著第五階段油耗管理辦法即將正式出臺。相比四階段油耗法規，五階段油耗管理目標進一步加嚴，對于小型車而言更是必須降至5.0L/100km以下的水準，這個難度對于傳統車而言是非常大的。

不同階段油耗法規目標值對比車型質量四階段目標值五階段目標值CM≤750kg4.3L/100KM4.0L/100km750kg＜CM≤865kg4.3L/100KM4.0L/100km865kg＜CM≤980kg4.3L/100KM4.0L/100km980kg＜CM≤1090kg4.5L/100KM4.0L/100km1090kg＜CM≤1205kg4.7L/100KM4.2L/100km1205kg＜CM≤1320kg4.9L/100KM4.4L/100km1320kg＜CM≤1430kg5.1L/100KM4.6L/100km1430kg＜CM≤1540kg5.3L/100KM4.8L/100km1540kg＜CM≤1660kg5.5L/100KM5.0L/100km1660kg＜CM≤1770kg5.7L/100KM5.2L/100km1770kg＜CM≤1880kg5.9L/100KM5.4L/100km1880kg＜CM≤2000kg6.2L/100KM5.7L/100km2000kg＜CM≤2110kg6.4L/100KM5.9L/100km2110kg＜CM≤2280kg6.6L/100KM6.2L/100km2280kg＜CM≤2510kg7.0L/100KM6.6L/100km2520kg＜CM7.3L/100KM6.6L/100km制表：汽車之家 行業團隊　　最重要的是，五階段油耗法規要求按照WLTC工況進行測試，新工況屬于瞬態循環，持續時間1800s。從實際情況來看，目前三缸機的油耗能做到5L/100km以下，這基本上是除了混動技術以外唯一能達到該限值的車型種類。

不同三缸機車型油耗情況車型發動機公告油耗Smartfortwo0.9T三缸機4.4L/100km奧拓2016款1.0L自吸三缸機5.0L/100km本田凌派1.0T三缸機4.9L/100km本田享域1.0T三缸機5.0L/100km榮威i62017款1.0T三缸機4.9L/100km英朗2019款1.0T三缸機5.1L/100km福克斯2017款1.0T三缸機5.2L/100km標致308S1.2T三缸機4.9L/100km制表：汽車之家 行業團隊　　當然這只是在NEDC之下，行業是有做過不同機型在NEDC/WLTP下的測試對比的，為了避免糾紛，產品以國別代替：

不同機型在NEDC/WLTP下的測試對比情況車型發動機NEDC油耗WLTC油耗變化日系混動1.8L四缸自吸4.2L／100km5.0L／100km+0.8日系混動2.5L四缸自吸4.4L／100km5.5L／100km+1.1美系大排增壓2.0T四缸8.8L／100km9.7L／100km+0.9韓系大排自吸2.0L四缸自吸7.1L／100km7.7L／100km+0.6德系小排增壓1.4T四缸5.5L／100km5.9L／100km+0.4德系大排增壓2.0T四缸7.9L／100km8.7L／100km+0.8自主大排增壓2.0T四缸7.9L／100km8.9L／100km+1自主小排增壓1.5T四缸6.4L／100km6.5L／100km+0.1美系小排增壓1.3T四缸5.8L／100km6.1L／100km+0.3制表：汽車之家 行業團隊　　可以看到，雖然大排量四缸機可以容納更多節能技術，但在NEDC向WLTC轉變過程中不僅自身油耗基數高，增加量也不少；日系的混動更是悲慘，WLTC怠速工況的減少使得混動的優勢并不明顯，當然這里面也有WLTC歐洲制訂背景的可能；小排量三缸機也有增加，但相對來說基數、增加量都是可以容忍的程度。

　　所以從油耗的角度來講，雖然一味Downsizing，主機廠基于油耗壓力而推行三缸機的推動力在25分左右。

五、排放：三缸機不是必然

　　排放也是三缸機推行的一個因素。根據國六排放標準要求，一氧化碳相比國五標準約加嚴了30%，加嚴力度非常之大，而且汽油車引入了PN的考核指標。

　　三缸機在排放方面不僅因為缸數減少而有著先天的排放優勢，而且其排氣干涉小、渦輪響應快、早燃傾向低的特性使得其在排放方面比四缸機能取得更好的表現。　　最重要的是，汽油機PN指標的提出，使得汽油機增加尾氣GPF成為必選方案，否則PN極難甚至不可能達標。但GPF的引入會導致排氣背壓加強，進而導致殘余廢氣系數增大，再進一步導致排氣溫度升高，從而惡化排放。很顯然，三缸機比四缸機在這方面擁有明顯的優勢，能更容易的減小排氣背壓，從而減少排放。

　　但如果說因為排放而將三缸機作為必選項則是“矯枉過正”。因為除了三缸機外，車企還可以選擇應用閉缸技術，比如在四缸機排氣背壓較大時，通過ECU控制其中兩個缸體/氣門關閉，只留剩下兩個缸體運轉，一樣能達到降低排放的目的。實際上這樣的技術不止一家擁有，凱迪拉克、本田VCM、大眾AVS等都可以通過不同的方式實現這一功能。

　　所以說從排放的角度來講，三缸機并非是必然選項，這與油耗不同，雖然四缸機、六缸機可以通過閉缸來減少燃油消耗，但全缸運行時的摩擦功、增加缸的重量、面積增大導致熱損耗增大等因素是沒有辦法通過閉缸技術一勞永逸的。如果粗略的量化評估，主機廠基于排放壓力而推行三缸機的推動力僅在10分左右。

六、成本：三缸機優劣參半

　　當然，三缸機原則上是比四缸機要便宜，但是便宜幅度并沒有同L4對比V6、V6對比V12那么大。主要減少的成本在于材料方面，大概在1000-2000元之間。

　　但三缸機為了解決動力、震動等方面的投入也在增加，一定形式上是要對沖減少的成本。實際上在對沖之后，三缸機并不見得比四缸機的成本低多少。

三缸機與四缸機對比成本變化項目成本變化缸數減少-1000到2000元渦輪增壓+2000元以上缸內直噴+1500元引入能量管理+300元減震/平衡等NVH優化+1500元以上制表：汽車之家 行業團隊　　比如，寶馬那臺B38三缸機在應用到整車上時，除了發動機本體的NVH優化，還要考慮到震動隔絕的問題，會用到比較貴的RUF材料隔絕罩來隔絕震動和噪音傳遞到駕駛艙；通用也會采用更貴的三點式液壓懸置來替代傳統的橡膠懸置。這些都會額外增加三缸機的綜合應用成本。

　　至少在目前來看，基于成本方面的考慮，三缸機沒有明顯的優勢，主機廠算完賬以后，短時間內更不可能主動因為成本的原因強推三缸機。量化一下，成本因素基本接近0，至少當前是這樣。

七、電動化：三缸機最大優勢所在

　　在筆者看來，車企強推三缸機的最大動力來自于電動化趨勢，這個分值至少要占到65分以上。其邏輯參照如下：

　　一是考慮到了電動化/禁燃的緩慢交替和互相融合進程。毫無疑問，純電驅動和傳統燃油車是截然不同的兩種技術路線，但車企已經愈加清晰的認識到，純電不會激進的取代傳統燃油車，傳統燃油車也不會迅速“丟盔棄甲”，兩者之間在較長時間范圍內，都會以一種相互融合、緩慢更替的態勢存在。

　　二是基于上述場景下，內燃機必然從大排量向小排量轉移、從多缸到少缸轉移。由于電動化趨勢加強，內燃機在整個動力系統里的地位和作用會逐漸減弱，電能不管是以48V弱混還是以HEV普混甚至PHEV強混的形式介入，甚至直接通過增程式方式來切斷內燃機的直接驅動，都會壓縮內燃機的生存空間。內燃機從100%動力介入向50%、20%動力介入的趨勢得到強化，換而言之，普通家用的內燃機將越來越不需要大排量、多缸，6缸—4缸—3缸甚至以后的2缸、單缸成為可能的發展方向。

　　三是內燃機和電池將在各自的優勢領域工作，必要時互相彌補對方不足。內燃機在高轉速情況下的效率通常高于電池，但內燃機在起步、低速加速等情況下的油耗、排放、動力特性是普遍落后于電池的，所以雙方各自在高效率區間發揮主力作用成為一種必然。那么這里面就要著重考慮兩個工況：加速和高速工況。在加速工況下，同等技術的三缸機肯定不如四缸機動力，但電池的介入可以把這個劣勢彌補起來；在高速工況時，三缸機的動力其實是夠用的，而且更節省油耗。所以通俗點講，四缸機的對手不是三缸機，而是電池，電池把缺的那個缸完美彌補了。

　　四是輕量化和布置的要求。對于混動車型而言，電池、電機本身重量就較大，輕量化是一個必然的方向。三缸機在重量上的優化是顯而易見的，減重15%甚至以上比較容易實現。另一方面，由于電池、電機的增加，特別是發動機和變速箱中間引入了電機、離合器，導致混動車型的軸向尺寸很緊張，要求發動機體積小、結構更緊湊，從這個角度來講，三缸機的優勢極為明顯。

　　五是法規的升級。在四階段油耗法規里，插混或增程式油耗是直接按0優惠核算，在五階段則面臨電耗折算油耗的難題，所以倒逼車企在做車型開發時，不能像以前一樣只考慮電能介入就行了，發動機增加了降耗的要求。

　　所以，從電動化的趨勢來看，家用緊湊型車甚至中級車做三缸機方案的現象將會越來越多，在大幅改觀NVH表現后，消費者會逐步接受三缸機。所以車企越早做、越能積累先發優勢，但也會遭受一定的前期損失。

八、三缸機的規模預測

　　既然三缸機會逐步擴大，那三缸機會否通吃天下呢？答案是否定的。

　　首先，三缸機的優勢在于緊湊型，因此注定規模有限。在小型車領域，純電動形式將會更加具有競爭優勢，因為帶電量小；在中大型領域，三缸機即便榨干了，也很難應付重負荷的要求。最適合三缸機發揮優勢的車型領域在于緊湊型，不管是油耗、排放、成本、動力、空間布置，三缸機都能優于四缸機的表現。但緊湊型畢竟是一個細分市場之一，不能代表全體市場。

『三缸發動機的別克英朗2019款』

　　其次，三缸機占比將呈駝峰式變化。緊湊型是一個主力市場，所以這個規模不容小覷，三缸機占比將得以快速提升。與此同時，短期內兩缸機甚至單缸機還無法完全整車動力輸出需求，所以三缸機的上升曲線將是平穩—快速的形式。但在電池或者燃料電池技術根本性突破后，三缸機將受到打壓，兩缸機會取代其市場地位。所以先增長后下降的駝峰式發展可能性極大。

　　由此來看，三缸機的全球規模超過1000萬臺/年并非夸大其詞，雖然這個節點具體在什么時候出現還需要深入論證，但其出現已是必然。

九、結語

　　寫這篇文章的起因是筆者在和多家主機廠人員交流時，他們自己表示都不清楚為什么自家會搞三缸機項目。其實綜合來看，我們可以基本判定，不是排放也不是成本，最主要的還是為未來的電動化、油耗加嚴做未雨綢繆，這更像是頗為無奈下采取的一種綜合最優方案：反正遲早都要來，晚做不如早做，先于別人工程化、產業化就先把握了未來的競爭優勢。

『smart』

　　但站在消費者的角度，筆者還是要嚴正的說一下：搞三缸機沒問題，但一定要把NVH問題解決好，技術路線和法規的事情，不能讓消費者的感受來買單。畢竟，消費者沒有義務來“享受”你制造的“抖音”。

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