奇骏的三缸真的抖吗？VC

最近日产奇骏全系上三缸再一次引起了全网三缸对于三缸的讨论，其实对于三缸的争议由来已久，最重要的问题还是三缸这么抖，怎么还敢卖这么贵？然后日产方对于他们全新的VC-turbo三缸做了一些解释，大概是：我们的发动机不是传统结构，新的结构对于抖动抑制非常有效，甚至不需要平衡轴。所以到底这台新机器是不是真的不抖？我们现在还没有摸到实车，但是可以从理论上来分析一下这种结构对于三缸的缺陷是如何做弥补的。

三缸真的更抖吗？为什么？

发动机本身天然会存在抖动，伴随着活塞的往复运动所导致的一阶和二阶振动而来。这些不平衡的特性如果不在发动机内被抵消，就会通过发动机支承和传动系统传递到车内，拉低车辆的整体NVH表现，让车辆高级感受影响。

三缸发动机抖动比较明显，原因正是在于它的一阶、二阶惯性力矩都是不平衡的，作为参考，在四缸发动机中只存在二阶惯性力的不平衡。

那么三缸发动机一阶惯性力矩不平衡是怎么来的呢？在四缸发动机中我们可以看到，1和4缸惯性力方向相同，2和3缸惯性力方向相同，这意味着同一时刻总是会有相同数量的活塞以相反方向运动，互相之间就能抵消掉惯性力矩。但三缸机，或者说任何奇数缸发动机就无法做到这一点，因为无论如何，同一时刻向上与向下运动的活塞数量都无法做到相等，于是不能抵消的惯性力，就会以一阶振动的形式传递出来了。

更有甚者，三缸发动机因为曲轴也是前后不对称的，因此一阶振动在方向上是X、Y、Z轴皆有的状态，发动机甚至还会存在前后俯仰摇动的情况，可以说处理起来是非常复杂的。

说完了一阶振动，我们来看看二阶振动是怎么一回事：二阶振动的成因，在于活塞运动方向并不正对曲轴轴线，因此活塞上行与下行时，哪怕在统一转速下，几乎每一时刻的速度都是不等的。也正因如此，所以其实二阶振动它并非三缸机独有的问题，在四缸机乃至其他缸数的发动机上也是存在的。不过相比直接来自惯性力的一阶振动，二阶振动的强度就要小很多，据资料显示，一阶平衡占发动机总振动因素的70%以上，剩下的才是二阶三阶四阶等振动，由此也不能看出为什么出现一阶惯性力矩不平衡的三缸发动机会天然的比四缸更抖。

从上面的推导中不难得出三缸机与四缸机相比，三缸振动更大的主要问题在于一阶惯性力矩不平衡的结果，其次是二阶惯性力矩不平衡，为了解决这些不平衡，三缸发动机会采用曲柄臂配重、皮带轮和飞轮增加配重、平衡轴等等的方案来进行平衡，这些结构我们在一些发动机上也能看到，而根据不同的发动机抑制抖动需求，来对平衡重块进行布置和细微的重量调整。其中，在曲轴上增加平衡重块的目的是平衡旋转惯性力，让曲轴的质心正好处于旋转中心。

其实大多振动抑制得好的三缸发动机就是在这些配重方案方面下足了功夫，这也说明了为什么都是三缸，有得抖到绝望，而有的却真的挺稳的。例如之前我开过几次的福克斯的三缸，其三缸Ecoboost引擎的NVH的验证过程之复杂，是我们看着宣传资料都觉得难以想象的，这也是为什么有人说三缸成本更高的其中一个原因。

最后，三缸发动机还有一个问题，就是在于其气缸与气缸之间是存在做功间隔的，因此会导致动力输出不连续的问题，反映在驾驶上也是一种“抖动”了。至于为什么会存在做功间隔，那是因为四冲程发动机一个工作循环是720°，其中包括吸压爆排四个冲程，每个占180°。由此可以推算出，如果要做到无间隔做功，那么一台发动机最起码是需要720°/180°=4个气缸的，如果只有3个气缸，那180°X3=540°是无法填满总共720°的工作循环的，自然就产生间隔了。

VC-turbo解决了上述问题吗？

VC-turbo发动机的曲柄连杆机构确实与我们熟知的发动机不太一样，VC-turbo发动机的连杆不再是一根杆子，为了实现机械式的可变压缩比，日产搞出了一个极其复杂的机构，把本来只有一根的连杆拆分成了4根。而最后的结果是不但实现了压缩比的可变，而且好像连平衡轴的功能也被集成在一起了，到底是如何做到的呢？

重点还在四个连杆上，在下图中可以看到，L型连杆有三个连接点，分别连接了上连杆，控制连杆和曲轴。因为中间是连接曲轴轴颈的，所以不难看出，在活塞的带动下L型连杆会造成L型连杆一端出现上下运动，在L型连杆的另一断，控制连杆在控制轴的制约下呈弧形轨迹运动，而受到曲轴轴颈的限制，L型连杆的中心在工作时是绕圆运动。在这个相当复杂的作用和影响下带了了一件神奇的事情，那就是上连杆与L型连杆之间呈现出了与普通发动机曲柄连杆机构完全不一样的现象，活塞所连接的曲轴的下端竟是绕着一个椭圆形在工作，而普通发动机则是绕着一个圆工作的。这就导致了在每个冲程下，四个重心可以都保持在同一个中心点。

有点复杂对吧？我把它翻译翻译：VC-turbo的这组复杂的连杆，从理论上看，是可以减少甚至消除二阶惯性力矩不平衡的。所以通过这个技术的使用，三缸的VC-turbo的发动机都可以省掉平衡轴了，只需要在曲轴上做配重，解决一阶振动的不平衡即可。只是三缸发动机的做工间隔问题，依然无法解决。

写在最后

就上述的分析来看，奇骏这台VC-turbo三缸，是很有希望可以在NVH上达成优于市面其他三缸发动机的表现的，这是有技术与理论依据的推测。但代价是什么呢？

目前大部分车企研发三缸机，很大一部分原因都是看上了三缸机更低的摩擦损失（少一组活塞连杆凸轮气门等部件）、更低的自重和更低的单机物料成本，这是可以帮助他们应对目前越发收紧的油耗与排放限值法规的。然而，日产这台VC-turbo三缸，因为结构复杂，所以上述三大优势都看似并不成立，即便它能解决三缸机大部分抖动问题，但相比普通四缸机真的有那么大的优势吗？

我们没试过，所以不得而知，因此也非常期待能尽快体验体验。