最近，在西双版纳热热闹闹上市的全新BMW X1在笔者的朋友圈刷了屏，与2015款车型相比，其显著的一点变化就是新增了三款1.5T三缸机动力车型，由此也再一次掀起了关于三缸机话题的大讨论！
毫无疑问，三缸机将是未来的主流
在讨论三缸机之前，我们不妨先回顾下四缸机发展历程。四缸机自70年代世界能源危机之际开始兴起，历经了海湾战争等国际能源结构调整的利好情况，跟随时代稳步发展，通过逐步提升的性能取代了那些老旧的小排量六缸机，开始在主流机型市场上站稳脚跟。21世纪，随着汽车市场的大发展尤其是发展中国家汽车市场的爆发，低成本、低油耗和高性能奠定了四缸机的市场主力地位，四缸机也成为各大厂商产品研发的重点。伴随着性能快速提升，21世纪第一个十年末，四缸机全面取代六缸机。我们经历的这20年，完整地见证了四缸机产品线的全面提升、应用面的全面扩展，当全尺寸豪华轿车也开始装配四缸机时，便可以肯定，我们的世界是一个四缸机的世界了。
三缸机的初级阶段：还不是降低成本来的？
福特前CEO艾伦穆拉利 Allen Mulally表达对三缸机的期待
这是很多因素造成的。汽车并不是一个初生的小众商品，而是一个成熟的、属于大众的社会产物。那么未来呢？幸运的是，科技或者汽车科技带动的概念升级让我们拥有了多重选择：纯电动，混合动力，燃料电池与氢能源。不幸的是，所有这些技术都需要一代又一代产品的迭代和发展，才能应对市场对汽车这一大规模商品的复杂需求。不论如何鼓吹前者的好处，市场是不会撒谎的，而且我们不得不承认市场自主选择的正确性，而企业的研发方向直接反应了市场策略，从目前来看，三缸机便是市场的下一站。
本田的0.66升直列三缸涡轮增压发动机被认为是K-Car搭载的最为特殊的机型
三缸机的发展过程跟四缸机非常相似，在较长一段时间一直处于“三缸机的初级阶段”。大约5年前，整个内燃机技术还没有现如今发达、或者高技术产品的成本还没有如今这么低廉的时候，三缸机的性能无法满足主流车型的需求，更不必谈较为高档的车型。彼时的三缸机更多被应用在小型入门配置车型中，主要的目的是降低成本，满足的需求也比较简单和初级，比如大众集团早期的1.2升三缸机，被用作波罗Polo甚至路波Lupo等车的入门级机型。另外一部分三缸机存在的缘由则是法规限制，最著名的便是日本本土市场的K-Car“轻车”级别车型配置的三缸机。除此之外，处于初级阶段的三缸机最终还被用作低成本替代品，通过先天的油耗优势成为廉价混合动力系统的替代品。这一阶段的三缸机由于设计较为老旧，性能潜力非常有限，与目前主流三缸机存在着巨大的差距。
现在，我们进入三缸机的成熟期啦？
丰田1NR-FKE发动机通过综合阿特金森循环达到了38%的燃效
众多技术配置的成熟不仅提升了四缸机的产品线高度，对于三缸机也有相同的作用。缸内直喷技术与缸内气流控制技术相互促进，形成了一套完整的、高效的燃油供给体系，这是整个内燃机效率提升的基础。在此基础上，气门控制技术实现了不同的气缸工作模式，传统的奥拓循环被更为高效的阿特金森循环和米勒循环所补充；而由此产生的、在性能上的劣势则由增压设备所弥补。真正用于小排量机型的重要部件便是低惯量轻质量的涡轮增压器，与其配套的是配气系统的进化以及效率的提升。除此之外还有其他新鲜技术。在一系列高新技术中，各家厂商寻求自己的平衡点，按照不同的理解去实现自己的小排量发动机的目标。
福特的1.0升发动机标志了三缸机的兴起
当然我们要理解小排量发动机的优势。按照三缸机的发展进程，三缸机首当其冲的问题便是满足人们对于发动机的需求，不再因为排量减小而限制自己的使用方法。其实实现这一目标的方法有多种，车重的减轻与传动部件的优化是两个次要原因，占据主动性的依然是发动机性能的提升。即在目前技术水平下，三缸机可以在性能方面满足用户的需求。例如著名的福特EcoBoost Fox系列 1.0升直列三缸涡轮增压缸内直喷发动机，最大功率达到了125马力，最大扭矩200牛·米。如果单纯看功率和扭矩数值，它与目标取代的Sigma系列1.6升Duratec自然进气发动机并无明显差距。四缸机整体向上提升的产品线给三缸机在下方形成了空间，技术进步后的三缸机也可以填补这一空缺。
福特工程师将EcoBoost 1.0升发动机缸体装入行李箱中进行托运
此外，小排量发动机还会额外带来发动机重量、体积上的减小，对于整车而言意味着性能的提升和空间的灵活化，额外还会带来机舱空间的优化以及碰撞缓冲区域的增加。依然以福特小排量发动机为例，排除附件外，EcoBoost 1.0升发动机的缸体投射面积几乎与A4纸面积别无二致。即便这台发动机采用了铸铁缸体，其重量也仅有25公斤左右，因此之前有人曾经把这台发动机的缸体装入21寸行李箱中进行托运，足见三缸发动机在结构尺寸上确实存在优势。
Does size really matter?
日产Nismo总裁Shoichi Miyatani手持ZEOD RC赛车采用的1.5升DIG-T发动机
这可能是所有人面对三缸机提出的问题。三缸机120°的曲拐分布虽然使得曲轴在旋转时可以达到自平衡，但三缸机的点火次序依然使得发动机一定会在一个冲程时不做功，因而产生不稳定或者不平衡的运转方式。这样的特性使得发动机整体会沿曲轴轴线进行扭转，需要有平衡重量对这一震动进行抵消。传统的三缸机会在曲轴箱内额外搭载一个带有曲拐的平衡轴，以两倍于曲轴转速进行旋转来抵消曲轴二阶离心力。目前这一设计思路依然主流，但也产生了全新的平衡方式。除了在发动机悬置上做文章使用可以抵消这一震动的支座外，还会在同样转速的飞轮和水泵前后两端使用偏置重量，以进一步抵消不平衡。这样一来，可以在较大程度上降低这种令人不悦的震动，用于对抗三缸机长久以来的顽症。
三缸机与混合动力系统融合的典范——宝马i8
同时，动力系统的电气化使得传统内燃机的小型化势在必行。逐步提高的油耗标准、排放标准正在迅速耗竭内燃机的潜力，此外缸内直喷、大压缩比以及涡轮增压化带来的高缸压，导致氧化氮产物组分升高、进而需要更为复杂的尾气处理设备，开始逐渐显现先进技术的另一面。而混合动力尤其是插电式混合动力系统的推出，成为满足法规限定的必要措施，内燃机角色的转变也给予三缸机契机。例如宝马已经在i8车型上使用三缸机混合动力系统，丰田、本田也在跟进，抓紧在混合动力系统上的概念转变。
综合考虑，三缸机的机会不仅来源于自身性能的提升，政策的变化、动力系统设定的改变以及消费者对其态度的转变同样决定了三缸机的发展趋势。当三缸机解决长久的劣势，展现出更多实惠和实力的时候，尺寸或者排量，对其而言都已不再是问题。
