เครื่องยนต์สามสูบเรียง

เครื่องยนต์สามสูบเรียง (เรียกอีกอย่างว่าเครื่องยนต์สามสูบเรียงหรือเครื่องยนต์สามสูบเรียง ) [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] คือ เครื่องยนต์ลูกสูบสามสูบที่เรียงกันเป็นเส้นตรงตามเพลาข้อเหวี่ยงร่วมกัน
ในอดีต เครื่องยนต์สามสูบเรียงพบได้น้อยกว่า เครื่องยนต์ สี่สูบเรียง แต่ถูกนำไปใช้ในรถยนต์ขนาดเล็กและขนาดกลาง รถจักรยานยนต์ และเครื่องจักรทางการเกษตร การใช้งานเพิ่มขึ้นตั้งแต่ทศวรรษ 2020 เป็นต้นมา ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของแนวโน้มอุตสาหกรรมที่กว้างขึ้นไปสู่เครื่องยนต์ขนาดเล็กที่มีเทอร์โบชาร์จเพื่อตอบสนองความต้องการด้านการประหยัดเชื้อเพลิงและ การปล่อยมลพิษ ในช่วงกลางทศวรรษ 2020 เครื่องยนต์สามสูบเรียงมีส่วนแบ่งในรถยนต์ใหม่เพิ่มขึ้นเล็กน้อย แต่กำลังเติบโตขึ้นเรื่อย ๆ หลังจากที่ก่อนปี 2020 นั้นพบได้น้อยมาก
เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์สี่สูบเรียง เครื่องยนต์สามสูบเรียงโดยทั่วไปจะมีน้ำหนักเบากว่าและมีชิ้นส่วนเคลื่อนที่น้อยกว่า ซึ่งอาจช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้ แต่ก็มีข้อจำกัดด้านสมรรถนะและมีแนวโน้มที่จะเกิดการสั่นสะเทือน ซึ่งปัญหาเหล่านี้ได้รับการแก้ไขไปมากแล้วด้วยความก้าวหน้าในการออกแบบเครื่องยนต์และยานยนต์
ออกแบบ

เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์สี่สูบเรียงซึ่งมีกระบอกสูบอยู่ในจังหวะกำลังตลอดเวลา เครื่องยนต์สามสูบเรียงจะมีช่วงเวลาที่ไม่มีกระบอกสูบอยู่ในจังหวะกำลัง ส่งผลให้เหตุการณ์การเผาไหม้แต่ละครั้งต้องรุนแรงขึ้นเพื่อให้ได้กำลังขับที่เทียบเท่ากัน[ 4 ]
โดยทั่วไปแล้วจะใช้ เพลาข้อเหวี่ยง 120 องศาในเครื่องยนต์สามสูบเรียง[ 5 ]ซึ่งทำให้ช่วงเวลาการจุดระเบิดมีระยะห่างเท่ากัน การกำหนดค่านี้ให้ ความสมดุล หลักและรองที่ สมบูรณ์แบบ ในระนาบการเคลื่อนที่แบบลูกสูบ แต่ความไม่สมดุลในระนาบการหมุนหลักและรองยังคงมีอยู่ สิ่งนี้แสดงออกมาในรูปของคู่การโยก จากปลายถึงปลาย เนื่องจากความไม่สมมาตรในการเคลื่อนที่ของลูกสูบรอบกระบอกสูบกลาง ส่งผลให้เกิดการสั่นสะเทือนความถี่ต่ำที่เด่นชัดซึ่งอาจยากต่อการแยก การสั่นสะเทือนเหล่านี้สามารถบรรเทาได้ด้วยมาตรการต่างๆ เช่นเพลาสมดุลและแท่นยึดเครื่องยนต์ที่ออกแบบมาเพื่อจำกัดการส่งผ่านไปยังโครงสร้างของยานพาหนะ[ 4 ]
มีการใช้การกำหนดค่าเพลาข้อเหวี่ยงแบบอื่นด้วยเช่นกัน รถจักรยานยนต์ Laverda Jota รุ่นปี 1976–1981 ใช้เพลาข้อเหวี่ยง 180 องศา ซึ่งลูกสูบด้านนอกเคลื่อนที่ไปพร้อมกัน ในขณะที่ลูกสูบด้านในเยื้องไป 180 องศา ส่งผลให้จังหวะการทำงานมีระยะห่างเท่าๆ กัน ตามด้วยช่วงเวลาที่ยาวขึ้นโดยไม่มีจังหวะการทำงาน รถจักรยานยนต์Triumph Tiger 900 รุ่น ปี 2020 ใช้เพลาข้อเหวี่ยงแบบ "T-plane" ที่มีระยะการโยกที่ 90 องศา โดยกระบอกสูบที่ 1 และ 3 แยกจากกันที่ 180 องศา[ 6 ] [ 7 ]
เครื่องยนต์สามสูบเรียงสามารถให้ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงที่ดีขึ้นเนื่องจากมีขนาดเล็กกว่า มวลน้อยกว่า และแรงเสียดทานภายในลดลงจากการมีชิ้นส่วนเคลื่อนที่น้อยลง สำหรับปริมาตรกระบอกสูบที่กำหนด กระบอกสูบแต่ละกระบอกยังมีขนาดใหญ่กว่าในเครื่องยนต์สี่สูบเรียง ทำให้สามารถใช้วาล์วขนาดใหญ่ขึ้นและการไหลของอากาศที่ดีขึ้นได้[ 4 ]
การใช้งานในรถยนต์

หนึ่งในรถยนต์ 3 สูบรุ่นแรกๆ ได้แก่ รถโรลส์รอยซ์ 3 สูบ 15 แรงม้า ที่ผลิตในปี 1905 ส่วนรถซาบ 93 รุ่น ปี 1956–1960 นั้นได้นำเครื่องยนต์สองจังหวะขนาด 750 ซีซี (46 ลูกบาศก์นิ้ว) ของซาบมาใช้ ซึ่งเครื่องยนต์นี้ยังถูกนำไปใช้ในรถซาบ 95 , ซาบ 96และซาบ โซเน็ตต์จนถึงปี 1968 ก่อนที่จะถูกแทนที่ด้วย เครื่องยนต์ฟอร์ด เทานั ส V4
รถยนต์รุ่น Wartburg (ผลิตในเยอรมนีตะวันออก) และFSO Syrena (ผลิตในโปแลนด์) ก็ใช้เครื่องยนต์แบบสามสูบเรียงเช่นกัน
รถจักรยานยนต์ Suzuki Fronte 360 รุ่นปี 1967 ใช้เครื่องยนต์สองจังหวะขนาด 256 ซีซี (16 ลูกบาศก์นิ้ว) ต่อมาในปี 1980 ซูซูกิเริ่มผลิตเครื่องยนต์สี่จังหวะขนาด 543 ซีซี (33 ลูกบาศก์นิ้ว) ซึ่งนำมาใช้ในรุ่น Alto และ Fronte
เครื่องยนต์Subaru EFเป็นเครื่องยนต์เบนซิน 4 จังหวะที่เปิดตัวในปี 1984 และใช้ในJusty [ 3 ]และSumo (รุ่นส่งออกของ Sambar)
เครื่องยนต์ Ford EcoBoostแบบสามสูบเรียงซึ่งเป็นเครื่องยนต์เบนซินเทอร์โบชาร์จขนาด 1.0 ลิตร ถูกนำมาใช้ใน Ford Focus ปี 2012 [ 8 ]เครื่องยนต์นี้ใช้ล้อช่วยแรงที่ไม่สมดุลเพื่อเปลี่ยนความไม่สมดุลของสามสูบไปสู่ระนาบแนวนอน ซึ่งแท่นยึดเครื่องยนต์จะจัดการได้ง่ายกว่า จึงไม่จำเป็นต้องใช้เพลาสมดุล[ 9 ]ในปี 2016 ได้มีการเพิ่ม ระบบปิดการทำงานของกระบอกสูบซึ่งอ้างว่าเป็นครั้งแรกของโลกสำหรับเครื่องยนต์สามสูบ[ 10 ]
ในอดีต เครื่องยนต์สามสูบเรียงได้รับความนิยมน้อยกว่าเครื่องยนต์สี่สูบเรียงในรถยนต์ขนาดเล็กและขนาดกลาง อย่างไรก็ตาม การใช้งานเครื่องยนต์สามสูบเรียงเพิ่มขึ้นในช่วงทศวรรษ 2020 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของแนวโน้มอุตสาหกรรมที่กว้างขึ้นไปสู่เครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จ ขนาดเล็กกว่า เพื่อตอบสนองความต้องการด้านการประหยัดเชื้อเพลิงและการ ปล่อยมลพิษ [ 4 ]ในสหรัฐอเมริกา เครื่องยนต์สามสูบเติบโตจากน้อยกว่า 1% ของรถยนต์ใหม่ก่อนปี 2020 เป็นประมาณ 5% ในปี 2025 ซึ่งใกล้เคียงกับส่วนแบ่งของเครื่องยนต์เบนซินแปดสูบ ในขณะที่เครื่องยนต์สี่สูบยังคงครองตลาดที่ 60% ในปี 2025 [ 11 ]
| ปี | ชื่อ | เชื้อเพลิง | หมายเหตุ | อ้างอิง |
|---|---|---|---|---|
| พ.ศ. 2520–2536 | ไดฮัทสุ ซี-ซีรีส์ | น้ำมันเบนซิน | [ 12 ] | |
| พ.ศ. 2526–2544 | ซูซูกิ จี10 | น้ำมันเบนซิน | [ 3 ] [ 13 ] | |
| พ.ศ. 2529–2538 | ซีรีส์ VM Motori R | ดีเซล | เทอร์โบชาร์จ | |
| ปี 1987–ปัจจุบัน | มิตซู 3G8 | น้ำมันเบนซิน | ||
| ปี 1988–ปัจจุบัน | ฮอนด้าซีรีส์ E0 | น้ำมันเบนซิน | บางรุ่นติดตั้งเทอร์โบชาร์จเจอร์ | |
| พ.ศ. 2534–2551 | แดวู เอส-เทค | น้ำมันเบนซิน | ||
| พ.ศ. 2539–2545 | จีเอ็ม เอ็กซ์10เอ็กซ์อี | น้ำมันเบนซิน | ||
| พ.ศ. 2541–2550 | เมอร์เซเดส-เบนซ์ M160 | น้ำมันเบนซิน | เทอร์โบชาร์จ | |
| พ.ศ. 2541–2548 | Volkswagen R3 PD TDI 3L | ดีเซล | เทอร์โบชาร์จ | [ 14 ] |
| พ.ศ. 2542–2557 | เมอร์เซเดส-เบนซ์ โอเอ็ม660 | ดีเซล | เทอร์โบชาร์จ | |
| พ.ศ. 2542–2548 | วีเอ็ม มอเตอร์ริ อาร์ 315 | ดีเซล | เทอร์โบชาร์จ | |
| พ.ศ. 2543–2549 | ฮอนด้า อีซีเอ1 | น้ำมันเบนซิน | จับคู่กับระบบไฮบริด IMA | |
| ปี 2003 – ปัจจุบัน | ฮอนด้า พี ซีรีส์ | น้ำมันเบนซิน | บางรุ่นติดตั้งเทอร์โบชาร์จเจอร์ | |
| ปี 2003 – ปัจจุบัน | มิตซูบิชิ 3A9 | น้ำมันเบนซิน | [ 15 ] | |
| พ.ศ. 2547–2554 | เครื่องยนต์ Hyundai U | ดีเซล | เทอร์โบชาร์จ | |
| ปี 2004–ปัจจุบัน | โฟล์คสวาเกน อาร์3 (EA111) | น้ำมันเบนซิน | [ 16 ] | |
| พ.ศ. 2547–2552 | เมอร์เซเดส-เบนซ์ โอเอ็ม639 | ดีเซล | เทอร์โบชาร์จ | [ 17 ] [ 18 ] |
| ปี 2004–ปัจจุบัน | โตโยต้า 1KR-FE | น้ำมันเบนซิน | ||
| ปี 2010 – ปัจจุบัน | นิสสัน เอชอาร์ | น้ำมันเบนซิน | บางรุ่นได้รับการเพิ่มกำลังเครื่องยนต์ | [ 19 ] |
| 2011–2017 | เฟียต XSDE | ดีเซล | [ 20 ] | |
| ปี 2012–ปัจจุบัน | บีเอ็มดับเบิลยู บี37 | ดีเซล | เทอร์โบชาร์จ | |
| ปี 2012–ปัจจุบัน | ฟอร์ดอีโคบูสต์ | น้ำมันเบนซิน | บางรุ่นติดตั้งเทอร์โบชาร์จเจอร์ | |
| ปี 2012–ปัจจุบัน | ฮอนด้า เอส ซีรีส์ | น้ำมันเบนซิน | บางรุ่นติดตั้งเทอร์โบชาร์จเจอร์ | |
| ปี 2012–ปัจจุบัน | เรโนลต์ ทีซี | น้ำมันเบนซิน | บางรุ่นติดตั้งเทอร์โบชาร์จเจอร์ | |
| ปี 2013 – ปัจจุบัน | บีเอ็มดับเบิลยู บี38 | น้ำมันเบนซิน | เทอร์โบชาร์จ | |
| ปี 2013 – ปัจจุบัน | เครื่องยนต์เบนซินขนาดเล็กของจีเอ็ม | น้ำมันเบนซิน | เทอร์โบชาร์จ | [ 21 ] [ 22 ] |
| ปี 2014–ปัจจุบัน | พีเอสเอ กรุ๊ป เพียวเทค | น้ำมันเบนซิน | บางรุ่นติดตั้งเทอร์โบชาร์จเจอร์ | |
| ปี 2016 – ปัจจุบัน | เฟียต โกลบอล เครื่องยนต์ขนาดเล็ก | น้ำมันเบนซิน | บางรุ่นติดตั้งเทอร์โบชาร์จเจอร์ | |
| ปี 2018 – ปัจจุบัน | จีเอ็ม อี-เทอร์โบ | น้ำมันเบนซิน | เทอร์โบชาร์จ | |
| ปี 2018 – ปัจจุบัน | อินเจเนียม เอเจ150 | น้ำมันเบนซิน | เทอร์โบชาร์จ | |
| ปี 2020 – ปัจจุบัน | โตโยต้า G16E | น้ำมันเบนซิน | เทอร์โบชาร์จ | |
| ปี 2020 – ปัจจุบัน | โคเอนิกเซก ทีเอฟจี | น้ำมันเบนซิน | เทอร์โบชาร์จ |
ใช้ในรถจักรยานยนต์


ข้อดีของเครื่องยนต์สามสูบเรียงสำหรับรถจักรยานยนต์คือมีความยาวสั้นกว่าเครื่องยนต์สี่สูบเรียงและสร้างการสั่นสะเทือนน้อยกว่าเครื่องยนต์สองสูบเรียง[ 23 ]
สี่จังหวะ
เครื่องยนต์ สามสูบเรียงสี่จังหวะถูกนำมาใช้ในรถจักรยานยนต์สำหรับใช้งานบนถนนและรถจักรยานยนต์แข่งโดยบริษัทหลายแห่ง[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]
ระหว่างปี 1985-1995 รถจักรยานยนต์BMW K75ผลิตขึ้นโดยใช้เครื่องยนต์สามสูบเรียง (ซึ่งดัดแปลงมาจากเครื่องยนต์สี่สูบเรียงของ BMW K100)
บริษัทTriumph ของอังกฤษ มีชื่อเสียงเป็นพิเศษในเรื่องเครื่องยนต์สามสูบเรียงแบบวางขวาง มีการใช้เครื่องยนต์แบบต่างๆ ใน รุ่น Speed Triple [ 27 ] Trident , SprintและTigerนอกจากนี้ Triumph ยังผลิต รุ่น Rocket IIIซึ่งมีหลายรุ่นที่เคยครองสถิติรถจักรยานยนต์ที่มีปริมาตรกระบอกสูบมากที่สุด[ 28 ]
ในปี 2019คลาส Moto2 ในการแข่งขัน MotoGP World Championshipได้เปลี่ยนมาใช้เครื่องยนต์สามสูบ Triumph ขนาด 765 ซีซี (46.7 ลูกบาศก์นิ้ว) [ 29 ]
สองจังหวะ
เครื่องยนต์สามสูบเรียงแบบ สองจังหวะ พบได้น้อยกว่าแบบสี่จังหวะ แต่ก็มีผู้ผลิตชาวญี่ปุ่นหลายรายที่ผลิตเครื่องยนต์แบบนี้ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 ถึงทศวรรษ 1980
เครื่องยนต์สามสูบของคาวา ซากิ ผลิตขึ้นตั้งแต่ปี 1968 ถึง 1980 และใช้ในรถจักรยานยนต์ทั่วไปและรถจักรยานยนต์แข่งหลายรุ่น[ 30 ] [ 31 ]ส่วนใหญ่เป็นแบบระบายความร้อนด้วยอากาศ อย่างไรก็ตามบางรุ่นก็ระบายความร้อนด้วยน้ำ[ 32 ]ในทำนองเดียวกัน เครื่องยนต์ Suzuki GT series ปี 1972–1980 ถูกนำมาใช้ทั้งในรถจักรยานยนต์ทั่วไปและรถจักรยานยนต์แข่ง และมีให้เลือกทั้งแบบระบายความร้อนด้วยอากาศและระบายความร้อนด้วยน้ำ[ 32 ]
การใช้งานอื่นๆ
เกษตรกรรม

ตัวอย่างหนึ่งของการประยุกต์ใช้ในภาคเกษตรกรรมคือเครื่องยนต์ดีเซลความเร็วต่ำ Fairbanks-Morse 32E14
เครื่องยนต์แบบสามสูบเรียงเป็นรูปแบบที่พบได้ทั่วไปในเครื่องยนต์ดีเซลสำหรับ รถ แทรกเตอร์เช่น เครื่องยนต์Perkins AD3.152เครื่องยนต์นี้ถูกใช้ใน รถแทรกเตอร์ Massey Ferguson 35และFordson Dextra รวมถึงการใช้งานในเรือและเครื่องจักรแบบอยู่กับที่ด้วย
การบิน
เครื่องยนต์Hewland AE75เป็นเครื่องยนต์อากาศยานแบบสองจังหวะขนาด 750 ซีซี ที่ผลิตขึ้นในช่วงกลางทศวรรษ 1980 เป็นเครื่องยนต์แบบสามสูบคว่ำระบายความร้อนด้วยของเหลวที่ให้กำลัง 75 แรงม้า (56 กิโลวัตต์) [ 33 ]