前段時間我寫了一篇關於三缸發動機的文章，裡面說了三缸發動機的一些優勢，並且說在滿足使用功能的前提下，發動機氣缸數量越少越好。結果有網友跟我抬槓，說既然發動機氣缸數量越少越好，那汽車為什麼不用單缸發動機？這個問題其實有點複雜，下面老侯就儘可能簡單地給大家解釋一下。

現在的家用車，絕大多數使用的是汽油發動機。大家知道，汽油機工作時是由火花塞點燃混合氣的。火花塞位於燃燒室中間位置，跳火點燃可燃混合氣形成一個火焰中心，然後火焰以一定的速度向四周勻速傳播，最終點燃全部可燃混合氣，在燃燒室內部實現穩定、可控的燃燒。可燃混合氣的燃燒速度，與可燃混合氣的濃度有關，濃度越高，燃燒速度越快。

如果燃燒室直徑過大會怎麼樣呢？如果燃燒室直徑過大，燃燒室邊緣的可燃混合氣，在火焰前鋒沒有到達之前，就由於高溫高壓自行發火燃燒了，形成了另一個火焰中心，這就是所謂的爆燃。爆燃是汽油機非正常燃燒的一種，對發動機是極為有害的。

所以，汽油機的氣缸直徑不會做得很大，一般都小於90mm，現在普遍使用的小排量渦輪增壓發動機氣缸直徑一般在80mm左右。發動機歷史上最大的汽油機氣缸直徑是110mm，現存量產車汽油發動機氣缸直徑最大的是豐田2。7L自吸四缸發動機，氣缸直徑是95mm。

發動機的排量與氣缸直徑和活塞行程成正比。既然氣缸直徑不能做得過大，把活塞行程做大行不行呢？

這樣也是不行的。活塞行程大小影響的是發動機轉速，活塞行程越大，每一個衝程佔用的時間越長，發動機轉速就越低。如果過度延伸活塞行程，發動機最高轉速上不去，發動機的最大功率就會受到限制。此外，汽油機是等容燃燒，可燃混合氣燃燒產生的推力，隨著活塞下行而逐漸減小，做功效率也越來越低，同時對發動機尾氣排放也不利。所以活塞行程也不能無限放大，一般在80~100mm之間。

發動機氣缸直徑與活塞行程的比值，稱為“缸徑行程比”，它是衡量發動機動力取向的一個引數。如果缸徑行程比大於1，說明氣缸直徑大於活塞行程，發動機可以獲得較高的轉速，高速動力性更強，傾向於動力性，比如賽車發動機，但是這種發動機經濟性較差，油耗較高；如果缸徑行程比小於1，說明氣缸直徑小於活塞行程，發動機可以儘可能地利用活塞推力，更傾向於經濟性，比如普通的家用車發動機；還有一種缸徑行程比等於1的發動機，氣缸直徑等於活塞行程，理論上是兼顧動力性與經濟性，實際上更傾向於動力性，比如豐田86的發動機，就是因為氣缸直徑與活塞行程都是86mm而得名。

所以，汽油發動機的氣缸直徑和活塞行程都受到了限制，每一個氣缸的排量也就受到了限制。長期的實踐經驗總結和理論分析，普通家用車汽油機最佳的單缸排量是0。5L左右，這個排量以及缸徑行程比，能夠兼顧發動機的動力性和經濟性，這就是現在普遍使用四缸2。0L汽油機最主要的原因。我說某些1。5L發動機應該使用三缸的原因也是基於此。在熱效率和低速扭矩方面，三缸發動機比四缸發動機是有優勢的。

如果我們把1。5L排量或者1。0L排量的發動機做成單缸會怎麼樣？這樣的發動機氣缸直徑和活塞行程都比較大。前文說了，氣缸直徑過大，會導致發動機爆燃；活塞行程過大，會導致發動機轉速較低。這樣的發動機，當然是無法在汽車上使用的。在實際應用上，一般低於1。0L排量就會做成三缸甚至雙缸，高於3。0L排量就會做成六缸。當然，我們也曾有過1。0L四缸發動機（比如早期的微型麵包車），也有過2。0L六缸發動機（比如日產的V6發動機），最後的結局都是被淘汰了。

可能有人會問了，為什麼柴油機氣缸直徑可以做得很大？卡車使用的大排量柴油機，氣缸直徑一般都超過了120mm；大型礦山用車，氣缸直徑超過180mm；而大型船舶使用的低速柴油機，氣缸直徑甚至可以超過1米，這是為什麼呢？

這主要是因為，柴油機與汽油機的燃燒方式不同。柴油機是將柴油噴射到氣缸高溫高壓的空氣中，形成多個火焰中心同時燃燒。柴油燃燒速度較慢，燃燒過程中不斷地有柴油噴射到燃燒室中，實現邊噴邊燃的等壓燃燒。這就無所謂什麼爆燃了，理論上來說柴油顆粒越細小，形成的火焰中心越多，燃燒越柔和，動力性和經濟性越好，氣缸直徑當然就不用限制了。所以柴油機可以做成大缸徑的單缸發動機，也可以做成超大缸徑的多缸發動機，與汽油機是截然不同的。