三汽缸
改朝換代

Posted 09/06/21

三汽缸引擎會慢慢回歸嗎?

WORDS:龍慶祥

三汽缸引擎最近幾年再度成為話題,我之所以說「再度」是因為上世紀七十年代大發Charade面世時,它的1公升三汽缸引擎也曾經引起一番熱議。幾十年過去了,歐洲大廠相繼推出三汽缸引擎,其背後的意義卻比當年更為複雜。

當年1公升三汽缸的賣點是相比四汽缸的體積小、成本低、重量輕和零件摩擦少,120度角曲軸令活塞重量引致的次級振動甚至比直四更低。同時以當時的技術數據分析,引擎最佳燃燒效率是每汽缸300c.c.到400c.c.之間,因此當年四汽缸的主流是1.5到1.6公升,2公升或以上的,車廠已開始考慮六汽缸了。將1公升由四汽缸改為三汽缸,每個汽缸容積從250c.c.增加到333c.c.,效率會得到提高。三汽缸當然也有它的缺點,倒如點火順序引致的振動,不過這只是小事,只須用一根簡單的平衡軸就能解決。另一個問題是四衝程引擎起碼要四汽缸才能保證動力連續輸出,三汽缸運轉過程會有一個動力空窗期,在低轉高負荷時出現較大的振動,須使用慣性大一點的飛輪,但這樣卻會削弱引擎反應的靈巧程度。對於極細小的K-car來說,660c.c.採用三汽缸無疑是很好的選擇,但去到1公升級別,用三汽缸到底是否利多於弊,則很視乎車重,因為起步一剎那對三汽缸來說是很的大挑戰,當年的大發Charade車身不到700公斤,用三汽缸的效果還算不錯。

Smart引擎會否是香港汽車史上數量最多的三汽缸機器?

我們自七十年代後享受了很久的盛世,車愈來愈快,引擎愈來愈大,汽缸愈來愈多。直到二千年初,車廠要面對環保議題,引擎出現downsizing的潮流,令中型以下汽車的引擎回歸到直四,然而只要加上turbo,馬力是豐儉由人的。據悉在二千年代初,有一間德國的大學研究出每個汽缸為500c.c.擁有最佳效率,這跟過去幾十年汽車業認知的300至400c.c.不同。我對背後的原理很有興趣,可惜我不懂德文,又一直找不到相關的論文英譯本。不過近年引擎技術強調貧燃低轉速高扭力,燃燒原理跟過往以高濃度混合比加快火焰傳播速度,以催谷高轉馬力是兩個世代的事。新的燃燒理論以大一點容積延長發力時間以提高效率,這是說得通的。無論如何,因為大家認同每汽缸500c.c.是最好,於是2公升直四加上直噴turbo這設計變得無往而不利,由百來匹斯文房車到三四 百匹高性能汽車都用得着,它成了汽車業的新約聖經,由歐洲開始傳遍世界。

大發、三缺一汽缸、Charade,1977年的車壇原來百花齊放。

隨着二氧化碳排放收緊,引擎要進一步downsize,有趣的事情就發生了。寶馬是每汽缸500c.c.的原教旨主義者,於是義無反顧地造出一部三汽缸的1.5公升引擎,而且寶馬並不孤獨,Jaguar Land Rover也有一台1.5L直三。日產幾年前聲稱製成一副400匹的1.5公升三汽缸超級引擎,最近連一向保守的豐田也給Yaris一副268匹的1.6公升三汽缸。Fiat更加是忠實鐵粉,居然弄出一台1公升兩汽缸的TwinAir。這個每汽缸500c.c.教條難道真的神聖不可侵犯?也不見得,有別的車廠有不同的考慮,例如平治1.5公升和福士/奧迪的1.4公升汽油引擎仍然維持直四,他們只有1公升級別的才用直三。跟寶馬同屬德國車廠,今回好像不夠義氣,到底原因何在?是很值得細味的。

三汽缸世界不乏瘋狂作品,當看到268匹的手波GR Yaris,這個世界再沒有甚麼不可能。

平治不想在名下品牌房車用三汽缸,他們只在輕車身的Smart上採用1公升三汽缸,可能有品牌定位的考慮。對於福士/奧迪來說,更多的考慮應該在技術上。上文提過極低轉起步是三汽缸的死穴,但日本K-car幾十年來相安無事,原因在於車身輕和一個有torque converter的CVT波箱,轉速一下子跨越艱難時刻,之後的日子就好過了。褔士/奧迪的招牌波箱是DSG,起步最需要低轉扭力,因此福士只有在微型和小揭背才會用1公升三汽缸。主力引擎EA211 1.4 TSI是直四設計,因為這台引擎用在很多車款上,像Passat這種中型車要是配三汽缸加DSG,起步將會很尷尬。寶馬能以直三引擎配搭3系,因為它的波箱是帶有torque converter的8AT。

千萬別跟老婆大人/經濟大臣提及你那部過百萬的BMW i8有幾多個汽缸。

直三引擎的優點和缺點車廠都很明白,只要懂得善用,它是很好的節能伙伴,例如寶馬在i8上配hybrid動力,Jaguar/Land Rover的直三也是給hybrid的,現時愈來愈多的車採用mild hybrid,有了電馬達幫助起步,使用直三的顧慮將會少很多。

原文來自《TopGear極速誌》 2020年12月 第148期