Что такое оппозитный двигатель автомобиля
Оппозитный двигатель: покупать или нет?
Изначально спроектированный для военных целей, он успешно перекочевал на гражданскую автомобильную и мототехнику, продемонстрировав немало положительных качеств.
Из этой статьи вы узнаете:
Именно оппозитный мотор стал визитной карточкой для автомобильных брендов Subaru и Porshe, сумевших выиграть на нём не одно соревнование и завоевать для себя большую армию поклонников.
Конструкция «оппозита»
Такая конструкция имеет достаточно много преимуществ перед «обычными» двигателями, однако и недостатков у неё тоже хватает.
Преимущества оппозитного двигателя
К третьему преимуществу можно отнести лучшую «пассивную безопасность». Водитель и передний пассажир имеют меньше шансов получить повреждения из-за смещения двигателя в салон при сильном фронтальном ударе. «Плоский» двигатель легче «выпадает на дорогу», минимально деформируя силовой каркас салона.
Недостатки оппозитного двигателя
К основным минусам двигателя с горизонтальным направлением движения поршней большинство экспертов относят дороговизну его эксплуатации, вытекающую из самой конструкции.
Ещё одним существенным недостатком, является дороговизна запчастей. Кроме конструктивных особенностей запчастей, причиной дороговизны является тот факт, что количество автомобилей с оппозитами сравнительно невелико (по сравнению «обычными» двигателями), из-за чего компаний, выпускающих запчасти для таких двигателей, так же немного.
Покупать или нет?
Для потенциального покупателя, ищущего автомобиль «на каждый день», покупка машины с оппозитом вряд ли станет оптимальным выбором.
Преимущества, которые может подарить машина с таким двигателем, смогут по-настоящему оценить разве что ценители, настоящие и преданные поклонники марки или оригиналы, желающие отличаться во всём от большинства себе подобных.
Зато возможных потенциальных затрат на ремонт такая машина может принести достаточно много, что, в конечном итоге, будет отражаться на стоимости её содержания.
История появления
Со дня появления Жука (и во многом благодаря его бешеной популярности), двигатели с горизонтальным направлением движения поршней начали обретать своих поклонников по всему миру.
Со временем Фольксваген Жук стал культовым немецким спорткаром Порше, затем на свет появилась марка Subaru, сделавшая автомобиль с оппозитом гораздо доступнее, благодаря чему его смог позволить себе практически любой желающий.
Преимущества и недостатки оппозитного мотора
Двигатели внутреннего сгорания отличаются друг от друга не только по виду потребляемого топлива, но также и по конструктивным особенностям. Например, велико разнообразие по расположению цилиндров. Каждый вариант имеет свои сильные и слабые стороны. В данном случае будут рассмотрены плюсы и минусы оппозитного двигателя.
В чем особенности оппозитного двигателя
В поршневых двигателях внутреннего сгорания (а бывают еще и роторные) размещение цилиндров может быть разным по отношению друг к другу: под острым углом, в один ряд, звездообразно и так далее. В случае с оппозитным ДВС цилиндры находятся в одной плоскости и размещены один напротив другого под углом 180 градусов. В отличие от многих рядных моторов, оппозитный агрегат зачастую имеет два распределительных вала, а также вертикальное распределение газораспределительного механизма. Существует несколько типов оппозитных двигателей. Среди них наиболее известны:
Преимущества оппозитного ДВС
По большому счету, работа оппозитного двигателя не отличается от принципа действия агрегатов других конструкций. Однако подобное расположение цилиндров имеет свои определенные преимущества, а также и недостатки.
Вот, пожалуй, и все существенные преимущества оппозитников. Теперь нужно рассмотреть и недостатки, которых, к сожалению, несколько больше.
Недостатки оппозитного мотора
Прежде всего, стоит указать высокую стоимость обслуживания и практически полную невозможность выполнить ремонт в домашних условиях. Даже простая замена свечей зажигания требует наличия специального оборудования. При этом в сторонних автосервисах сложно найти специалиста достаточно высокой квалификации для ремонта оппозитного двигателя. Кстати, здесь будет также уместным выделить огромное количество модификаций агрегатов даже в пределах одной марки. Этим «грешит», например, бренд Субару, который сегодня является основным производителем моторов данного типа. Само собой, такая позиция усложняет ремонт, так как возможность взаимозаменить детали сводится к минимуму.
Добавим еще пару слов о специальном оборудовании. Например, автовладельцы со стажем и опытом знают, что шейки коленвала время от времени приходится шлифовать. Операция эта проводится на станке и не очень дорого стоит применительно к обычному ДВС. Но только если речь не идет об оппозитниках. Например, на субаровских авто шейки очень узкие и шлифовать их нужно на специальных станках.
Также отметим, что в оппозитных моторах быстрее засоряется картер двигателя по сравнению с V-образными или рядными конструкциями. Оппозитному двигателю присущ большой расход моторного масла, что обуславливается конструкцией силовой установки данного типа. А в случае, когда установлена турбина, масла расходуется еще больше.
Что в итоге
При желании можно найти еще минусы оппозитного двигателя и продолжить приведенный выше список, особенно если рассматривать конкретный мотор на той или иной модели авто.
Оппозитный двигатель, достоинства и недостатки
Появление первых оппозитных двигателей с горизонтальным расположением поршневой системы в свое время решило многие проблемы.
После появления первых двигателей внутреннего сгорания великие умы человечества не оставляли затею усовершенствовать имеющуюся конструкцию.
Основной задачей было уменьшение размеров, более компактное расположение и повышение устойчивости автомобиля.
Оппозитный двигатель решил многие из перечисленных выше проблем, но не до конца.
История
Первоначально оппозитные двигатели использовались исключительно на военной технике и в гражданском автомобилестроении большим спросом не пользовались.
Единственные, кто заинтересовались данным типом мотора – разработчики Фольцваген, которые с 1938 года начали устанавливать его на автомобили «Жук».
Почти за 65 лет было выпущено около 22 миллионов таких автомобилей.
Со временем установкой таких моторов занялись и разработчики компании Порше. Так, оппозитные моторы появились на Porsche 987 Boxster и сериях GT.
С 1963 года к «клубу любителей» подключился японский бренд Субару, для которых данный вид двигателей стал приоритетным.
На фото оппозитный двигатель субару.
Основные типы
Сегодня существует два основных типа оппозитных двигателей.
ОРОС – уникальный в своем роде мотор. Его особенность заключается в том, что поршни не просто горизонтально расположены – они двигаются асинхронно друг другу.
Благодаря этому конструкция существенно упрощается – отпадает необходимость использовать систему клапанов и ГБЦ.
В итоге двигатель теряет в массе и общем объеме вредных выбросов. Что касается типа «ОРОС» на бензине и дизельном топливе, то в первом случае топливная смесь попадает в мотор с помощью карбюратора, а ВТО втором – напрямую в камеру.
Тип двигателя «Боксер»
Боксер – второй тип оппозитного двигателя, который по принципу действия очень похож на V-образный.
Особенность такого мотора – синхронное перемещение поршневых групп через каждые 1/2 оборота коленвала.
Число цилиндров может различаться – от 4 до 12. Наибольшей популярностью пользуются 6-ти цилиндровые оппозитные моторы, которые отличаются минимальным уровнем вибрации.
Преимущества
После краткого рассмотрения конструктивных особенностей оппозитника, хотелось бы подвести итого по поводу его плюсов.
Недостатки
Если бы в данном виде у двигателя были одни преимущества, то он бы устанавливался на всех автомобилях.
К сожалению, есть ряд минусов, которые добавляют «ложку дегтя»:
Особенности применения сегодня
Как мы уже упоминали, с 1963 года такой двигателей устанавливают на Субару Бокстер.
Четырехцилиндровые моторы имеют три поколения:
Оппозитные четырехцилиндровые моторы ЕА от Subaru.
Нельзя не отметить путь 6-ти цилиндровых двигателей, которые в течение четырех лет с 1987 года выпускались под серией ER, с 1992 по 1997 год появилась серия EG, а с 1999 года – EZ.
Как показала практика эксплуатации, четерехцилиндровые моторы оказались более компактными, безвредными и экономичными.
Это стало возможным за счет целого ряда уникальных решений – увеличения степени сжатия (камера сгорания уменьшена, а ход поршня – увеличен), использования уникальной системы газораспределения, уменьшения массы движущихся элементов, установки насоса, обеспечивающего высокий уровень смазки, а также применения новой системы охлаждения.
В 2008 году компанией Субару был представлен совершенно новый дизельный оппозитник с четырьмя цилиндрами и рабочим объемом два литра.
На современных автомобилях Порше все больше устанавливаются бензиновые моторы, имеющие восемь и двенадцать цилиндров.
Выводы
Возможно, уже через несколько лет оппозитные двигатели появятся на машинах и других марок. Но для этого необходимо решить целый ряд ключевых недостатков, которые отпугивают производителей и покупателей.
Как работает оппозитный двигатель Субару — видео.
Но мы уверены, что данные решения будут найдены. Удачи.
Оппозитный двигатель: типы, устройство и принцип работы
Оппозитный двигатель (оппозитный — [фр., англ, opposite] противоположный) представляет собой двигатель внутреннего сгорания, расположение цилиндров друг на против друга, то есть с противоположным расположением цилиндров. Принцип работы прост, когда один цилиндр находиться на крайней мёртвой точке, второй цилиндр находиться на противоположной мёртвой точке параллельно ему, под углом 180 градусов. Оппозитный двигатель может быть дизельный и бензиновый.
Схема работы оппозитного двигателя
Самые первые двигатели такого типа устанавливались на венгерский автобус «Икарус» и мотоциклы, также такой тип расположения цилиндров получил обширное применение для военной техники, устанавливались на машины BMW и лишь, потом получили огромный спрос со стороны Porsche и Subaru. Субару используют двигатели такого типа работы очень активно, у их авто можно встретить как дизельный, так и бензиновый вариант.
Основные типы оппозитных двигателей
Оппозитный двигатель типа ОРОС очень сложен в своём устройстве, имеет один коленвал, но при этом два поршня работают в одном цилиндре, которые движутся на встречу друг друга. Такое усложнение привело к закрытию работы над ОРОСом, но недавно благодаря спонсорской помощи разработка возобновлена в поисках альтернативных решений.
Принцип работы у двигателей такого типа не всегда одинаковый. Второй оппозитный двигатель 5ТДФ, имеет огромное различие от забытого ОРОС или популярного аналога Subaru «боксер» который мы ещё рассмотрим. В 5ДТФ как и в ОРОС два поршня работают в одном цилиндре двигаясь на встречу друг другу, но имеет два коленвала, которые располагаются на местах головки субаровского «боксера». В момент достижения крайней мёртвой точки между двумя поршнями остаётся пространство, называемой как у дизельных, так и у бензиновых систем камерой сгорания, отличие лишь в способе подаче. Тут дело в том, что оппозитный двигатель 5ДТФ двухтактный, в то время как ОРОС и «боксер» четырёхтактные, естественно газообмен происходит как у двухтактного. Активное применение двух коленвальчетый дизельный 5ДТФ получил на танках Т-64, но после завершения их производство от него всё больше отказываются в пользу других двигателей. Такое положение дел могло быть и у «боксера» если бы не Субару.
Боксер
Самый востребованный и часто используемый оппозитный двигатель «боксер» эволюционирует и до сих пор совершенствуется только благодаря Subaru, которые ставят его практически на все машины. В «боксере» стоит один кривошиповый коленвал ровно по его середине, такое расположение коленвала даёт возможность равномерно распределить массу двигателя. Количество цилиндровот четырёх до двенадцати, самый лучший из двигателей «боксер» имеет шесть цилиндров. Это и не удивительно ведь такое количество цилиндров оптимально для всех типов двигателей. Расположение коленвала повлияла не только на массу и размеры двигателя, но и на его пониженную рабочую вибрацию, понизить которую помогают так же специальные крепления. Повышением мощности в таких двигателях занимается турбина, двигатели без неё работали бы на 30 процентов хуже.
Принцип действия типа «боксер»:
Теперь мы понимаем, принцип работы, какие оппозитные двигатели бывают, но так ли они хороши?
Разрушение мифов
Самая главная цель, так и не была достигнута, размеры оппозитного двигателя отличаются от обычного V-образного настолько слабо, что гордиться этим не приходится, а расположение не чего не меняет. Вот и выходит, что плюсы и минусы будем искать в другом, да и не важно это для автолюбителей, мало или много место, под капот умещается и значит всё хорошо.
Оппозитный двигатель Subaru WRC
Достоинства
Но плюсы оппозитного двигателя действительно радуют:
- Улучшенная управляемость машины, это достигается благодаря смешению центру тяжести, масса имеет
Сравнение устойчивости автомобилей с разными типами двигателей
Недостатки
Но и минусы заставляют задуматься:
Оппозитный двигатель Subaru Tribeca
Получается, что все минусы касаются именно вашего кошелька, все вопросы лишь в том готовы ли вы отдать за это деньги. Но качество не оспаривается, именно по этому, нужно задуматься, лучше платить много раз по малу или не заплатить вовсе не когда.
Оппозитный двигатель Subaru Impreza
Поломка двигателя это большая редкость для двигателей и с меньшой работа способность, что уж говорить о «боксере», рассчитанным на миллион километров лучшими инженерами Fuji Heavy Indastries Ltd, специально для Subaru. Не знаю, зависит ли это от этого или нет, но Subaru не собираются отказываться от своих двигателей ещё очень долгое время и судя по их продажам людей это вполне устраивает. Такая позиция в первую очередь основывается на мнение, что отказ от оппозитного двигателя станет огромным шагом назад.
Оппозитный двигатель
Изобретение двигателя внутреннего сгорания обеспечило достаточно широкий шаг вперед человечеству. Но при этом и добавило головной боли – как «выжать» из двигателя максимальную мощность.
Одним из решений этого вопроса стало усложнение конструкции силового агрегата, ведь КПД двигателя с двумя цилиндрами выше, чем с одним. Введение в конструкцию дополнительных систем и механизмов тоже внесло свою лепту, но основой для достижения более лучших показателей двигателя все же осталось количество цилиндров.
Использование нескольких цилиндров в двигателе внутреннего сгорания добавило еще один вопрос для конструкторов – положение цилиндров относительно друг друга.
Каждое из последующих решений этого вопроса привело к появлению силовых агрегатов разной конструкции, каждый со своими особенностями, достоинствами и недостатками.
Первой попыткой увеличения количества цилиндров стало расположение их в ряд. Что касается конструкции этого агрегата, он является одним из оптимальных, однако большее количество цилиндров сказывается на габаритных размерах, даже 6-цилиндровый рядный двигатель имеет большие габариты, не говоря уже о версиях с 8 и 12 цилиндрами.
Уменьшить габаритные размеры позволило расположение цилиндров в два ряда с углом развала между ними до 90 град. В результате этого длина двигателя сократилась почти вдвое притом же показателе мощности. Это позволило уже создание 8-ми и 12 цилиндровых силовых установок. Однако высота самой установки осталась практически идентичной рядному мотору. А данная особенность этих моторов имеет одну из самых негативных свойств – высокий центр тяжести.
Попытки уменьшить габаритные размеры силовой установки привели к появлению двигателей с двумя рядами цилиндров, но расположенных друг к другу уже под углом 180 град. Такие силовые установки получили название оппозитных.
Этот тип силовых установок при их сравнительно небольшой высоте все же не очень «прижился», из современных производителей автомобилей такие двигатели использует только Subaru и Porsche, также он часто используется на мотоциклах. Самым, пожалуй, массовым применением оппозитного двигателя было на Фольксваген Жук.
Основные типы оппозитных двигателей
Чтобы понять, какие плюсы и минусы имеет оппозитный двигатель, следует вначале более подробно разобраться в его типах и конструкции.
На данный момент существует два типа оппозитных агрегатов. Первый тип получил название «Боксер». Этот тип оппозитника является приоритетным.
У «Боксера» два ряда цилиндров расположены горизонтально. Конструкция коленчатого вала позволяет двум параллельно расположенным поршням двигаться синхронно. То есть, если в правом цилиндре поршень достиг ВМТ, то расположенный напротив его левый поршень тоже находится в этой точке.
Количество цилиндров оппозитного двигателя может варьироваться от четырех до двенадцати.
В целом тип двигателя «Боксер» очень схож с V-образным, он является 4-тактным, поэтому конструкция подразумевает наличие головок цилиндров с установленным в них механизмом газораспределения.
Второй тип оппозитного агрегата, который сейчас активно разрабатывается – ОРОС. Конструкция этого двигателя очень интересна. На каждый цилиндр у него приходится по два поршня, которые двигаются асинхронно, при этом энергия, выделяемая при сгорании топлива и получаемая этими поршнями передается на один коленчатый вал.
Двигатель ОРОС является 2-тактным, что позволило отказаться от использования головок блока и механизма газораспределения. Подача топлива и отвод продуктов горения у этого мотора производится посредством окон, проделанных в гильзе цилиндра. Один из поршней в цилиндре двигателя ОРОС отвечает за впуск топлива, а второй – за отвод отработанных газов.
Еще одной особенностью такого мотора является формирование камеры сгорания цилиндра самими поршнями за счет асинхронного их движения. При движении поршней навстречу друг другу через впускное окно подается топливная смесь, которая поршнями сжимается, а при максимальном их сближении происходит воспламенение.
Конструкция двигателя ОРОС включает два и более цилиндра, расположенных под углом 180 град. Между этими цилиндрами устанавливается коленчатый вал. В каждом цилиндре расположено по два поршня, связанных с коленвалом шатунами. Шатуны внутренних поршней короткие, а вот внешних поршней – достаточно длинные. Поскольку поршни получают линейные разнонаправленные нагрузки, это позволило существенно снизить трение в подшипниках коленчатого вала, а значит и потери мощности. Эти положительные качества двигателей ОРОС привели к тому, что ими сейчас активно занимаются многие ведущие автомобильные компании.
Стоит также упомянуть созданный отечественными конструкторами танковый двигатель 5ДТФ. Этот силовой агрегат тоже относился к типу ОРОС, однако конструкция его была еще интересней. В каждом цилиндре этого мотора тоже располагалось по два поршня, но усилие они передавали каждый на свой коленчатый вал. Поэтому у 5ДТФ имелось два коленчатых вала, установленных там, где у обычного оппозитного двигателя располагалась головка блока.
Положительные свойства оппозитных агрегатов
Все эти конструктивные особенности обеспечили оппозитным силовым установкам ряд преимуществ.
Достичь значительного уменьшения габаритных размеров с появлением оппозитного двигателя не особо удалось. Он небольшой по высоте и благодаря особой конструкции кривошипно-шатунного механизма имеет сравнительно меньшую длину, чем у других типов двигателей. Но он достаточно широк из-за того же большого угла положения рядов цилиндров относительно друг друга.
Из-за небольшой высоты, но достаточно большой ширины оппозитный двигатель имеет низкий центр тяжести, что является одним из основных его преимуществ. Автомобиль с таким мотором значительно устойчивее на дороге.
Оппозитные двигатели конструктивно очень сбалансированы. Уровень вибрации данного типа двигателя значительно ниже, чем рядного или V-образного. Самую лучшую балансировку имеют 6-цилиндровые оппозитники.
Из-за расположения силовой установки на одном уровне с трансмиссией обеспечивается максимальная передача крутящего момента.
Последним положительным качеством оппозитников является значительный ресурс, но, правда, только при своевременном техническом обслуживании.
Что касается двигателей ОРОС, то они способны работать практически на любом виде топлива, даже с невысокими эксплуатационными показателями.
Особая конструкция двигателя ОРОС, а также использование только двух тактов позволяет существенно снизить потребление топлива, примерно на 50% меньше, чем самый экономичный турбодизельный агрегат.
В нём удалось снизить степень сжатия до 16, соответственно температура сгорания топлива понижается, а значит и нагрузки на поршневую систему. К тому же при сравнительно компактных размерах и массе, этот двигатель способен обеспечить большой выход мощности. Двухцилиндровая установка ОРОС при своей массе в 6 кг способна выдать 13,5 л.с., а на один литр объёма 250 л.с. плюс к этому танковая тяга до 900 Нм. Такой показатель для других типов двигателей невозможен.
Недостатки этого типа силовых агрегатов
Преимуществ у оппозитных моторов достаточно, но не меньше у них и недостатков, что и привело к не очень распространенному их использованию.
Эти моторы конструктивно сложны, поэтому стоимость их большая, что сказывается на цене обслуживания и ремонта. К тому же сам ремонт их достаточно сложен и требует высокой квалификации от исполнителей. Найти толкового мастера, способного отремонтировать оппозитник крайне сложно.
Горизонтальное положение поршней приводит к тому, что поверхность гильз изнашивается неравномерно, из-за чего в камеры сгорания начинает просачиваться масло. «Жор» масла у автомобилей марки Subaru – явление, можно сказать, обыденное.
Чтобы добиться большего выхода мощности все оппозитные двигатели оснащаются турбонаддувами, которые позволяют увеличить мощностный показатель на 30-40%. Но наличие того же наддува усложняет конструкцию, при этом со временем из-за износа его элементов наддув тоже начнет «гнать» масло в цилиндры, увеличивая в разы его расход.
Трудно сказать, как себя будет показывать двигатель ОРОС в эксплуатации, будут ли у него те же проблемы что и у стандартного оппозитника. Это станет понятным только спустя некоторое время с момента выпуска первых автомобилей с ним.
Попытки использовать оппозитный силовые установки делали многие именитые автомобильные компании, однако практически все они от них отказались. Тем не менее, работы по улучшению оппозитников ведутся постоянно и на исследования выделяются значительные ресурсы.