[汽車之家深評] 自1979年鈴木首次量產(chǎn)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(nèi)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(zhì)原因到底是節(jié)能減排驅(qū)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(yè)端用戶打造的節(jié)目，特約汽車行業(yè)資深從業(yè)者執(zhí)筆，獨家解析／揭秘行業(yè)大事件。除了熱鬧表象，我們更想向您呈現(xiàn)對事物本質(zhì)、因果以及未來可能性的探究和思考。
本期行業(yè)評論員——智電汽車專家團，由一群擁有汽車專業(yè)碩、博士學歷，十年以上汽車產(chǎn)業(yè)工作經(jīng)驗，分布在高校、汽車行業(yè)協(xié)會、零部件公司、主機廠、咨詢公司等不同產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)鏈條上的資深人士組建。在汽車產(chǎn)業(yè)向智能化、電動化轉(zhuǎn)型升級之際，向更多的人分享汽車產(chǎn)業(yè)的新科技。
本文作者：胡玉峰，先后從事汽車電控開發(fā)、整車試驗、節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)咨詢等工作，曾參與國家863重大項目、工信部“節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖”、中國工程院“汽車強國戰(zhàn)略”等10余項重大研究/行動，擅長汽車產(chǎn)業(yè)評論分析與政策解析。
60秒快速了解核心論點：
●背景：自量產(chǎn)之后三缸機曾長期被打入冷宮，關(guān)鍵原因在于NVH表現(xiàn)極差。
●最近幾年三缸機突然“回光返照”，美日歐中四大區(qū)域車企均在三缸機領(lǐng)域大力拓展，令人錯愕。
●在三缸機業(yè)已被消費者強烈詬病的情況下，到底是什么原因驅(qū)使主機廠“逆勢而為”？三缸機軍團是否會繼續(xù)擴大、最終會達到什么結(jié)果也值得深入探究。
●基于節(jié)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(chǎn)三缸機車型——fronte以來，各類三缸機車型惡劣的NVH（Noise噪音、Vibration震動、Harshness聲振粗糙度）表現(xiàn)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(zhuǎn)動慣量，因此無法像偶數(shù)缸發(fā)動機一樣具有較好的先天NVH表現(xiàn)，只能通過后天優(yōu)化。
三缸機的NVH惡劣口碑導致在很長時期內(nèi)，只有寥寥數(shù)個產(chǎn)品或者低端產(chǎn)品在堅持，絕大多數(shù)車企都選擇“退避三舍”，這一現(xiàn)象一直持續(xù)到了2010年才有所緩解。
二、打破禁區(qū)：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(qū)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(qū)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 | Ecotec1.0T | 1.0升 | 92kW | 170N.m |
| Ecotec1.3T | 1.3升 | 120kW | 230N.m | ||
| 福特 | EcoBoost1.0T | 1.0升 | 92kW | 170N.m | |
| EcoBoost1.5T | 1.5升 | 135kW | 243N.m | ||
| 歐洲 | 沃爾沃 | Drive-E1.5T | 1.5升 | 132kW | 265N.m |
| 大眾 | EA2111.0T | 1.0升 | 70-85kW | 160-200N.m | |
| PSA/寶馬 | EB2DTSM1.2T | 1.2升 | 100kW | 230N.m | |
| 寶馬 | B381.5T | 1.5升 | 100kW | 220N.m | |
| smart/雷諾 | H4BT4010.9T | 0.9升 | 66kW | 135N.m | |
| 奧迪 | EA2111.0T | 1.0升 | 85kW | 200N.m | |
| 日本 | 本田 | P10A51.0T | 1.0升 | 90KW | 90KW |
| 日產(chǎn)/雷諾 | H4BT4010.9T | 0.9升 | 66kW | 135N.m | |
| 日產(chǎn)賽車 | DIG-TR1.5T | 1.5升 | 294kW | 360N.m | |
| 豐田 | M15C1.5自吸 | 1.5升 | 87kW | 146N.m | |
| 鈴木 | R06A自吸 | 0.66升 | 36kW | 59N.m | |
| 1.0T | 1.0升 | 81.6kW | 170N.m | ||
| 中國 | 長安 | / | 1.0升 | 1.0升 | 172N.m |
| 海馬 | HMAGA12-YF1.2T | 1.2升 | 102kW | 230N.m | |
| 上汽 | 10E4E1.0T | 1.0升 | 92kW | 170N.m | |
| 廣汽 | 3A10M11.0T | 1.0升 | 100kW | 200N.m | |
| 吉利 | JLF-3G10TD1.0T | 1.0升 | 100kW | 205N.m | |
| 一汽 | CA3GA10TD1.0T | 1.0升 | 88kW | 200N.m | |
| 奇瑞 | E3T101.0T | 1.0升 | 73kW | 150N.m | |
| ACCECT1.2T | 1.2升 | 97kW | 212N.m | ||
| 比亞迪 | BTD371QA1.0自吸 | 1.0升 | 50kW | 90N.m | |
| 東風 | C10TD1.0T | 1.0升 | 105kW | 215N.m | |
| 北汽 | A102T1.0T | 1.0升 | 85kW | 165N.m | |
| 制表：汽車之家 行業(yè)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(fā)動機稱號的1.2T三缸機，依然把標致嘔心瀝血開發(fā)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(yōu)化已今非昔比
但實際上，當前三缸機在NVH后天優(yōu)化方面的提升已經(jīng)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(xiàn)。其中最重要的是通過平衡塊來降低旋轉(zhuǎn)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(zhì)量飛輪來消除輸出連續(xù)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(xiàn)，也就是說三缸機先天抖動是存在的，但后天的優(yōu)化已經(jīng)基本實現(xiàn)在車內(nèi)難以察覺的地步。
實際上這些減震技術(shù)并不難，也沒有技術(shù)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(shù)本質(zhì)上的思路是“既然天生抖動無法避免，那就通過后天優(yōu)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(shù)手段實現(xiàn)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(jīng)極為薄弱，隨著后天優(yōu)化水平的進一步提高，抖動不會成為其未來大規(guī)模推廣的關(guān)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(jīng)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(yōu)勢明顯
2019年1月24日，工信部公開發(fā)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》（征求意見稿），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(guī)，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(tǒng)車而言是非常大的。
| 不同階段油耗法規(guī)目標值對比 | ||
| 車型質(zhì)量 | 四階段目標值 | 五階段目標值 |
| CM≤750kg | 4.3L/100KM | 4.0L/100km |
| 750kg＜CM≤865kg | 4.3L/100KM | 4.0L/100km |
| 865kg＜CM≤980kg | 4.3L/100KM | 4.0L/100km |
| 980kg＜CM≤1090kg | 4.5L/100KM | 4.0L/100km |
| 1090kg＜CM≤1205kg | 4.7L/100KM | 4.2L/100km |
| 1205kg＜CM≤1320kg | 4.9L/100KM | 4.4L/100km |
| 1320kg＜CM≤1430kg | 5.1L/100KM | 4.6L/100km |
| 1430kg＜CM≤1540kg | 5.3L/100KM | 4.8L/100km |
| 1540kg＜CM≤1660kg | 5.5L/100KM | 5.0L/100km |
| 1660kg＜CM≤1770kg | 5.7L/100KM | 5.2L/100km |
| 1770kg＜CM≤1880kg | 5.9L/100KM | 5.4L/100km |
| 1880kg＜CM≤2000kg | 6.2L/100KM | 5.7L/100km |
| 2000kg＜CM≤2110kg | 6.4L/100KM | 5.9L/100km |
| 2110kg＜CM≤2280kg | 6.6L/100KM | 6.2L/100km |
| 2280kg＜CM≤2510kg | 7.0L/100KM | 6.6L/100km |
| 2520kg＜CM | 7.3L/100KM | 6.6L/100km |
| 制表：汽車之家 行業(yè)團隊 | ||
最重要的是，五階段油耗法規(guī)要求按照WLTC工況進行測試，新工況屬于瞬態(tài)循環(huán)，持續(xù)時間1800s（比穩(wěn)態(tài)的NEDC工況多了620秒），與實際駕駛情況更為接近。雖然瞬態(tài)工況對小排量增壓技術(shù)路線并不友好，但綜合來看，減少一個氣缸的燃料消耗減少量比大排量的四缸機型還是更加有利（比如能夠大幅減少摩擦功），前提條件是應用于整車負荷偏低的小型車（避免小馬拉大車的現(xiàn)象）。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(shù)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(fā)動機 | 公告油耗 |
| Smartfortwo | 0.9T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308S | 1.2T三缸機 | 4.9L/100km |
| 制表：汽車之家 行業(yè)團隊 | ||
當然這只是在NEDC之下，行業(yè)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(chǎn)品以國別代替：
| 不同機型在NEDC/WLTP下的測試對比情況 | ||||
| 車型 | 發(fā)動機 | NEDC油耗 | WLTC油耗 | 變化（L/100km） |
| 日系混動 | 1.8L四缸自吸 | 4.2L／100km | 5.0L／100km | +0.8 |
| 日系混動 | 2.5L四缸自吸 | 4.4L／100km | 5.5L／100km | +1.1 |
| 美系大排增壓 | 2.0T四缸 | 8.8L／100km | 9.7L／100km | +0.9 |
| 韓系大排自吸 | 2.0L四缸自吸 | 7.1L／100km | 7.7L／100km | +0.6 |
| 德系小排增壓 | 1.4T四缸 | 5.5L／100km | 5.9L／100km | +0.4 |
| 德系大排增壓 | 2.0T四缸 | 7.9L／100km | 8.7L／100km | +0.8 |
| 自主大排增壓 | 2.0T四缸 | 7.9L／100km | 8.9L／100km | +1 |
| 自主小排增壓 | 1.5T四缸 | 6.4L／100km | 6.5L／100km | +0.1 |
| 美系小排增壓 | 1.3T四缸 | 5.8L／100km | 6.1L／100km | +0.3 |
| 制表：汽車之家 行業(yè)團隊 | ||||
可以看到，雖然大排量四缸機可以容納更多節(jié)能技術(shù)，但在NEDC向WLTC轉(zhuǎn)變過程中不僅自身油耗基數(shù)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(yōu)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(shù)、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（發(fā)動機小型化）的趨勢有所減弱，同時增壓有同阿特金森循環(huán)、弱混系統(tǒng)、輕量化結(jié)合的勢頭，但總體來看減缸的優(yōu)勢還是很明顯，對于主機廠的吸引力還是很大。如果粗略的量化評估（滿分100分），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(jù)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(shù)減少而有著先天的排放優(yōu)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(xiàn)。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(shù)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(yōu)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(shù)，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(guān)閉，只留剩下兩個缸體運轉(zhuǎn)，一樣能達到降低排放的目的。實際上這樣的技術(shù)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(xiàn)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(shù)一勞永逸的。如果粗略的量化評估（滿分100分），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(yōu)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(shù)減少 | -1000到2000元 |
| 渦輪增壓 | +2000元以上 |
| 缸內(nèi)直噴 | +1500元 |
| 引入能量管理 | +300元 |
| 減震/平衡等NVH優(yōu)化 | +1500元以上 |
| 制表：汽車之家 行業(yè)團隊 | |
比如，寶馬那臺B38三缸機在應用到整車上時，除了發(fā)動機本體的NVH優(yōu)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(tǒng)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(yōu)勢，主機廠算完賬以后，短時間內(nèi)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(yōu)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(qū)動和傳統(tǒng)燃油車是截然不同的兩種技術(shù)路線，但車企已經(jīng)愈加清晰的認識到，純電不會激進的取代傳統(tǒng)燃油車，傳統(tǒng)燃油車也不會迅速“丟盔棄甲”，兩者之間在較長時間范圍內(nèi)，都會以一種相互融合、緩慢更替的態(tài)勢存在。
二是基于上述場景下，內(nèi)燃機必然從大排量向小排量轉(zhuǎn)移、從多缸到少缸轉(zhuǎn)移。由于電動化趨勢加強，內(nèi)燃機在整個動力系統(tǒng)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(nèi)燃機的直接驅(qū)動，都會壓縮內(nèi)燃機的生存空間。內(nèi)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(nèi)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(fā)展方向。
三是內(nèi)燃機和電池將在各自的優(yōu)勢領(lǐng)域工作，必要時互相彌補對方不足。內(nèi)燃機在高轉(zhuǎn)速情況下的效率通常高于電池（或者說整個電能系統(tǒng)），但內(nèi)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(qū)間發(fā)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(shù)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(jié)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(yōu)化是顯而易見的，減重15%甚至以上比較容易實現(xiàn)。另一方面，由于電池、電機的增加，特別是發(fā)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(fā)動機體積小、結(jié)構(gòu)更緊湊，從這個角度來講，三缸機的優(yōu)勢極為明顯。
五是法規(guī)的升級。在四階段油耗法規(guī)里，插混或增程式油耗是直接按0優(yōu)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(fā)時，不能像以前一樣只考慮電能介入就行了，發(fā)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(xiàn)象將會越來越多，在大幅改觀（說絕對改觀是不切實際的）NVH表現(xiàn)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(fā)優(yōu)勢，但也會遭受一定的前期損失。
八、三缸機的規(guī)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(yōu)勢在于緊湊型，因此注定規(guī)模有限。在小型車領(lǐng)域，純電動形式將會更加具有競爭優(yōu)勢，因為帶電量小；在中大型領(lǐng)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(fā)揮優(yōu)勢的車型領(lǐng)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(yōu)于四缸機的表現(xiàn)。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(fā)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(guī)模不容小覷，三缸機占比將得以快速提升。與此同時，短期內(nèi)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(wěn)—快速的形式。但在電池或者燃料電池技術(shù)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(fā)展可能性極大。
由此來看，三缸機的全球規(guī)模超過1000萬臺/年并非夸大其詞，雖然這個節(jié)點具體在什么時候出現(xiàn)還需要深入論證，但其出現(xiàn)已是必然。
九、結(jié)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(yōu)方案：反正遲早都要來，晚做不如早做，先于別人工程化、產(chǎn)業(yè)化就先把握了未來的競爭優(yōu)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(shù)路線和法規(guī)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”。（文/汽車之家行業(yè)評論員 胡玉峰）