近日关于三缸机的讨论愈发激烈，从基础的抖动原理讨论升级到量子力学的范畴，也就是开始从薛定谔的猫、双缝干涉实验的角度分析三缸机的抖动问题；某汽车品牌号称打开发动机舱的时候看不到发动机的抖动，意在暗示“认为三缸机抖动只是刻板偏见”，观察者决定了三缸机是否抖动的结论似乎连双缝干涉实验都给出了结论。

这个实验的概念是这样的：

以某仪器观察电子经过缝A的时候状态为A，经过缝B的时候状态为B；观察行为本身不具备任何意识、同时不影响电子的量子态，简而言之为观察设备和观察者并不与电子产生任何相互作用，不存在干涉作用并改变形态。但是不观察的时候电子是一种形态，观察的时候是另一种形态，这似乎说明了观察的建立干涉了形态，观察本身是否存在影响与能量呢？思考以下这个问题吧。

• 从粒子的角度分析，粒子穿过单缝之后再次穿过双缝，理论上只能得到两条光线；但事实确实得到了不很多明暗相间的光线，这是否说明单个粒子在实验中进行了自我干涉，或观察产生了干涉。

不过关于三缸机抖动的“干涉实验”实际是有些作弊的，似乎存在引擎盖关联传感器，打开引擎盖之后会提高发动机的怠速转速；转速升高则会改变发动机的振动频率，这就不会有明显的抖动问题了。这可不是什么双缝干涉，只是一个“小机巧”而已。

三缸机为何会抖动

原因再简单不过，三组气缸交替做功是必然的，四冲程发动机的做功步骤如下。

• 活塞下行·进气喷油
• 活塞上行·压缩空气
• 活塞下行·做功膨胀
• 活塞上行·挤压排气

曲轴旋转720度做功一次，活塞往复两次做功一次。

做功的瞬间火焰会以相对的方向传播，推动活塞下行推动曲轴输出动力（扭矩的概念）；同时该作用力还会通过活塞曲轴和机体产生惯性力，可以理解为向下“推”一下，那么三组气缸交替做功则会交替产生惯性力，同时活塞上行或下行的动作完全不同步，于是发动机就会像跷跷板一样左摇右摆。

图1、四冲程的概念

图2、交替做功的概念

三缸机的点火间隔角很大，每个气缸做功之后都有“更充足的时间”让惯性力影响机体；所以气缸晃动的幅度就会更大， 且转速越低做功频率越低、幅度就会进一步加大，这就是怠速时三缸机共振会非常明显的原因。

那么究竟有没有什么办法能解决抖动问题呢？

理论上真的有但效果很一般，比如“平衡轴”技术，说白了它就是加上一个配重单元、像是又一个飞轮；在属出现不平衡的时候用平衡轴的一定程度抵消作用力，发动机就能够相对平稳了。可是这种技术不仅三缸机在使用，四缸机也是普遍应用的，有些机型甚至用到双平衡轴；那么不论三缸机多努力，它的极限还是要比“≥L4”低得多。

其他的猜想

如果让1/3气缸的进压爆排动作完全同步，两端实现作用力的相互抵消，三缸机能否更平衡了呢？

这是网友猜想的方案之一，理论上不好实现；比如1号气缸和3号气缸错开进压爆排的四冲程动作，中间的气缸如何衔接？点火间隔角似乎无法一致。结果可能会造成发动机动力曲线异常怪异。如果解决三缸机的抖动会这么简单的话，小排量四缸机怕是早就淘汰了。

「三角形排列」能否解决三缸机的顿挫问题呢？

这是个很有意思的想法，可以说三缸机终于把汽车爱好者逼成了航空爱好者……发动机曲轴布局在中间，三个角连接连杆和活塞，曲轴就像是三叉星一样的布局，这叫做什么布局呢？答案是“星型发动机”。螺旋桨的飞机就是用这种发动机，它的抖动问题可不小；这种飞机发动机的噪音是巨大的，原因也与发动机的振动有绝对关系，参考下图。

星型发动机在运行中一直在摇摆，每个气缸往不同角度做功的时候还是会产生作用力，交替做功必然会让机体同样的摇摆；说白了这就像轮胎和轮辐受、导致动平衡错误的车辆一样，高速旋转中的车轮的某个位置的质量偏大，行驶中的车轮就会明显地振动，原因可以理解为离心力的作用。

所以纯粹的“星型三缸机”一样会抖动，除非并联布局打造为“星型六缸机”；假设前排的三缸机往垂直90度上方做功时，后排的三缸机垂直往下做功，理论上这样倒是可以抵消。只是三缸机的应用本就是为降低成本，布局为六缸还有什么意义。

重点在于星型发动机还要纵置布局，曲轴朝向后桥、通过纵置变速器驱动后轮，前置后驱的成本是相当高的，普通的四缸机的代步车还都在用低成本的前置前驱，何况三缸车了。

至此再没有什么技术可以解决三缸机的抖动问题，不过也不需要解决，因为三缸机应用的初衷就是让汽车变得更便宜，这与范多明斯发明的CVT是让自动挡汽车更便宜的出发点相同。那么只要车企打造价格低廉的三缸车自然不会被排斥，反之用低端的发动机配合低成本的变速器打造的低级车硬要定出中高端车的价格，这就显得很不正常了。目前的日产、丰田、本田、福特、别克、宝马、沃尔沃等品牌的部分车辆就有这个特点，很好奇为什么非得盯着这些工业垃圾不放呢？不选就好。

编辑：天和Auto-汽车科学岛

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