Преимущества и недостатки оппозитных двигателей — Журнал «4х4 Club»
Сегодня оппозитные двигатели чаще всего можно увидеть на мотоциклах и авиатехнике. Из автопроизводителей их использует единственная фирма – Subaru. Чем же они хороши, или плохи, и почему японцы так на них зациклены?
Плоский блок.
У оппозитного мотора цилиндры расположены горизонтально – симметрично, по обе стороны коленвала. Вместо привычных нам вертикальных блоков рядных моторов и «кубиков» V-образных, оппозит выглядит примерно как чемодан, раскрытый и положенный плашмя. Отсюда первый его плюс – малая высота, и как следствие – низкий центр тяжести. Именно это долгие годы было основным преимуществом оппозита – низко расположенный, он сулил заметный выигрыш в устойчивости машины в повороте.
Взаимоуравновешивание.
Следующий плюс вытекает из конструкции мотора. Поршни
вместе с шатунами расположены попарно, и «смотрят» в диаметрально
противоположные стороны (от того мотор и называется «оппозитом»).
Как ни странно, этими двумя пунктами все плюсы оппозита исчерпываются, и начинаются минусы. И они удручающи.
Сложность конструкции.
Первый, как ни странно, вытекает опять-таки из
конструкции мотора. Здесь нет единого блока цилиндров, а есть два полублока,
между которыми зажат коленвал. Процедура по тщательной установке коленвала Subaru – тот ещё цирк. Почему мы заговорили
о ремонте? Увы, эти моторы не отличаются
надёжностью. Головок цилиндров тоже две и две ветви системы охлаждения.
Малейшее рассогласование в их симметрии, и пора к мастеру, который
начнёт чертыхаться уже при одном виде количества патрубков.
Масложор.
Горизонтальным цилиндрам любого мотора всегда сопутствует врождённая проблема – моторное масло из них не может так же легко стечь вниз, как в рядных или V-образных. Но моторы Subaru любят есть масло не только по этой причине. Сложность с равномерным охлаждением далеко расставленных цилиндров очень часто приводит к их быстрому износу от коробления внутренностей мотора. Знакомый владельцам Subaru симптом – сетка хона ещё видна, а овальность зашкаливает.
Громоздкость.
Три четверти ХХ века пионером оппозитов-воздушников был Volkswagen, но даже скромный 1-литровый мотор «Жука» с трудом помещался между задними колёсами легендарного автомобиля. Субаровский оппозит оброс водяной рубашкой, турбонаддувом, верхними распредвалами и просто прибавил в объёме. Да, он остался более или менее плоским, но
Плохая адаптация к потребностям внедорожников.
Каким бы плоским ни был поддон оппозита, но он есть, потому что маслу в моторе всё-же надо куда-то стекать. При серьёзных кренах машины всегда нужен поддон поглубже, а на оппозитном моторе это особо критично, поскольку велик риск затекания масла в горизонтальные цилиндры. Но сильно развить поддон вниз тоже нельзя – снизится дорожный просвет. Выход один – поднимать мотор вверх, что и было сделано, например, на Subaru Tribeca. Что получилось? Высокий центр тяжести, худшая устойчивость и масса проблем с компоновкой в моторном отсеке.
Перечень проблем с оппозитами можно было бы
продолжить. Это и сложность изготовление многих деталей полублоков, и теснота в
моторном отсеке под головками из-за малого пространства для выпускных
коллекторов и катализаторов, и уникальность (а следовательно дороговизна)
многих комплектующих двигателя, и компоновочная своеобразность передней части
самого автомобиля из-за необычной формы мотора.
..
Каков же итог? Сегодняшние оппозиты – удел лёгкой авиации, где компактные размеры, воздушное охлаждение и любовь к инженерным шедеврам делают их востребованными. Или в большом спорте, где всё те-же качества оппозитов незаменимы для класса F1. В практичном мире массового автомобилестроения «оппозитчики» – скорее клуб по интересам, чем финансово оправданное решение. Это скорее дань красивой традиции и легенда, привлекающая определённый класс владельцев необычным звуком работы, нестандартной конструкцией и ощущением принадлежности к касте избранных.
Текст Евгения Хапова
принцип работы, преимущества и недостатки.
Существуют различные двигатели, специально разработанные для повышения производительности автомобилей.
Одним из них является оппозитный двигатель. Он легкий и устанавливается в различные транспортные средства. Какой у них принцип работы, а также плюсы и минусы их использования?
Оппозитный двигатель — это двигатель, в котором ряды цилиндров расположены под прямым углом (180 градусов) друг к другу.
То есть цилиндры расположены напротив друг друга. Благодаря такой схеме силовой агрегат достаточно плоский, что значительно снижает центр тяжести автомобиля. Однако такое расположение усложняет техническое обслуживание двигателя, поэтому широкой популярности «оппозитник» не получил. В настоящее время двигатели с оппозитным расположением цилиндров используются в автомобилях, выпускаемых только двумя компаниями: Porsche и Subaru.
Оппозитный двигатель также называют Boxer. Такое название он получил из-за схожести движения его поршней с тем, как боксер двигает кулаками в горизонтальной плоскости. Единственное отличие состоит в том, что руки боксера движутся по очереди, тогда как в случае двигателя поршни противоположных цилиндров движутся вместе. Их также называют «плоскими» двигателями из-за небольшой высоты.
Как работают оппозитные двигатели? Их плоская конструкция дает дополнительное преимущество, поскольку они позволяют выходной мощности двигателя поступать непосредственно в трансмиссию.
Типы оппозитных двигателей следующие:
ОРОС: в этом типе двигателя в одном цилиндре присутствуют два поршня. Как правило, они легче. Поршни имеют малый ход, чтобы уменьшить трение и повысить выносливость силового агрегата.
Boxer: в этом типе двигателя равномерно распределена масса, чтобы свести к минимуму вибрации во время работы. Количество цилиндров может составлять от 6 до 12 цилиндров. Данный тип оппозитного двигателя использует Субару в своих автомобилях.
5ТДФ: в основном устанавливаются на военные танки, где каждый цилиндр состоит из двух поршней.
Области применения оппозитных двигателей следующие:
- Легкие самолеты широко используют этот тип двигателей.
- Эти двигатели на сегодняшний день используются на автомобилях Porsche и Subaru.
- Есть несколько мотоциклов с оппозитными двигателями, например, BMW R 1250 GS.
Оппозитный двигатель состоит из следующих частей:
- Головки блока цилиндров: они установлены на блоках цилиндров и играют ключевую роль в камере сгорания, преобразовывая тепло в энергию для обеспечения мощности двигателя. Они изготовлены из алюминия и обладают отличной охлаждающей способностью.
- Блок цилиндров: в основном содержит коленчатый вал, цилиндры и поршни. Цилиндры расположены горизонтально.
- Шатун: его основная функция заключается в соединении коленчатого вала с поршнем.
- Поршень: как уже было сказано, поршни противоположных цилиндров движутся вместе, чтобы генерировать мощность и передавать ее на коленчатый вал.
- Коленчатый вал: он преобразует энергию линейного движения в энергию вращения и помогают колесам двигаться вперед. Кроме того, он поддерживает движение поршня.
- Картер: служит резервуаром для масла, используемого в двигателе. Это масло в основном смазывает детали двигателя, чтобы они могли эффективно работать.
Преимущества заключаются в следующем:
- Обеспечивает хороший баланс вращения поршней и, следовательно, более низкую вибрацию.
- Они имеют низкий центр тяжести, что чрезвычайно выгодно для поддержания устойчивости, а также для управления транспортным средством.
- Эти двигатели также обеспечивают большую безопасность пассажиров в случае аварий.
- Они чрезвычайно надежны.
- Они большие по размеру и поэтому занимают много места.
- Обслуживание оппозитных двигателей сложно и дорого.
- Имеет сравнительно длительный срок производства.
- Покупка этих двигателей обходится очень дорого.
Теперь, когда вы знаете об оппозитном двигателе, вы можете легко принять решение о переходе на автомобили, оснащенные им. Тем не менее, вы должны регулярно обслуживать эти двигатели, чтобы обеспечить максимальную безопасность и комфорт.
Поделиться
Бостонский дилер Subaru | Что такое двигатель Subaru Boxer?
Перейти к основному содержаниюyour undealership
Присоединяйтесь к команде Planet и получайте больше удовольствия от работы! Посмотреть вакансии в Planet
Скрыть Показать
| Видите, как ровно лежат цилиндры? | Видите, какая высота у рядного двигателя? Вы когда-нибудь пробовали стоять в каноэ? | Эта V-образная конфигурация также довольно тяжелая.  |
В В большинстве современных автомобилей цилиндры, вырабатывающие мощность, расположены как винные бутылки, стоящие прямо вверх. это «в линию» конфигурация. В «V6» или «V8» цилиндры расположены в угол, как наклоненные винные бутылки в форме буквы V. В трусах-боксерах Subaru двигатель, цилиндры лежат ровно. При работающем двигателе поршни движущиеся внутри цилиндры проходят друг друга, как руки в спарринге боксеры, отсюда и название. Только Porsche и Subaru используют оппозитный двигатель, и они выбирают его за его способность генерировать много энергии из небольшого, легкий пакет, который можно установить низко в автомобиле для отличного умение обращаться. 9Двигатели 0002 Boxer по-прежнему широко используются в самолетах, поскольку они генерируют большую мощность от легкого двигателя и чрезвычайно надежны.
Subaru изначально была производителем самолетов, поэтому, когда они ворвались в автомобильный бизнес, они установили в машину авиационный двигатель.
.. а остальное уже история! Одноминутное видео, объясняющее технологию:
Преимущества двигателя Subaru Boxer:
- Противоположные цилиндры компенсируют вибрацию без необходимости использования дополнительных деталей и дополнительного веса уравновешивающих валов.
- Плоская конструкция обеспечивает низкую посадку в автомобиле, сохраняя низкий центр тяжести для лучшей управляемости. Кроме того, низкая посадка означает, что при катастрофическом лобовом столкновении двигатель попадает под пассажиров, а не в их тела.
- Меньшее количество деталей означает меньшее количество ремонтов и большую надежность.
- Меньший по размеру и легкий двигатель обеспечивает низкий вес автомобиля и высокую экономию топлива. 9№ 0009
- Симметричный дизайн элегантно сочетается с системой полного привода, делая автомобиль сбалансированным и простым.
9№ 0009 Ищите в нашем огромном ассортименте!
Больше хороших вещей!
Ознакомьтесь со всем другим нашим эксклюзивным контентом Planet.
ваш недилерский центр
Planet объясняет преимущества конструкции двигателя Subaru Boxer покупателям новых автомобилей в Бостоне, Норт-Шор, Кембридж, Броктон.
Что такое оппозитный двигатель? (Как это работает) – журнал Auto Trends
Каждый двигатель в той или иной степени имеет V-образную компоновку. Обычные рядные двигатели имеют угол ряда цилиндров, то есть угол между двумя соседними шатунами, равный 0 градусов, отсюда и название «рядный».
Следовательно, мы можем найти 60-градусные V-образные двигатели, 90-градусные, 15-градусные в случае двигателей VR или 180-градусные. Ввиду простоты мы не упоминаем «180-градусные V-образные двигатели», упоминаем плоские двигатели.
Однако оппозитные двигатели — это не то же самое, что оппозитные двигатели. Оппозитный двигатель действительно плоский двигатель; однако его порядок зажигания заставляет его противоположные поршни двигаться симметрично попарно.
Если первый цилиндр находится в верхней мертвой точке, то и второй цилиндр. Следовательно, если первый цилиндр находится в верхней мертвой точке, то пара цилиндров третий-четвертый находится в нижней мертвой точке.
Содержание
Шум, вибрация и жесткость (NVH)
Этот Porsche Cayman S 2014 года оснащен 3,4-литровым оппозитным шестицилиндровым двигателем. Теперь возникает очевидный вопрос: какая разница, плоские они или линейные? Удивительно, но эта конфигурация изменяет многие функции, как улучшения, так и недостатки.
Значительное и заметное изменение касается характеристик шума, вибрации и жесткости. Оппозитный двигатель работает плавно и хорошо сбалансировано.
Видя, что каждый поршень симметрично противоположен своей паре, если к одному из них приложить силу, то другой поршень также создаст аналогичную, но меньшую силу, действующую в противоположном направлении. Поэтому эти силы в основном компенсируют друг друга.
Более того, учитывая, что у двигателей четное количество цилиндров, каждая пара будет компенсировать друг друга, поэтому возникающая вибрация особо не заметна. Если мы говорим о оппозитной четверке, то у нас тоже нет никакого раскачивания, переводящегося в тонко работающий двигатель.
См. также – 4 признака сломанной опоры двигателя (и стоимость замены)
Несмотря на это, модели Boxer-Six или более крупные имеют определенное раскачивающее движение, если смотреть сверху, и инженеры должны разработать некую форму противовеса в двигатель, чтобы противодействовать этому.
Несмотря на это, вибрация, создаваемая оппозитным двигателем, настолько незначительна, что нет необходимости в противовесах, что также приводит к уменьшению вращающейся массы внутри двигателя (1).
Надо еще обсудить шум, точнее знаменитый боксерский гул. Помните, что мы описываем конкретный двигатель V-образного типа, поэтому каждая сторона имеет свой собственный клапанный механизм и более сложную конструкцию впускного/выпускного коллектора.
Из-за 180-градусной компоновки конструкция выпускных коллекторов отличается от конструкции любого другого типа двигателя, в результате чего одна сторона короче другой. Таким образом, газы из каждого цилиндра будут проходить существенно разные расстояния, образуя своего рода слышимый промежуток между каждым ударом зажигания.
Конструкция коллектора также проста по сравнению с теми, что используются в обычных двигателях V-образного типа или рядных двигателях, поскольку распределительный вал не должен опускаться на пол автомобиля, что также способствует уникальному звуку.
См. также – Почему мой двигатель издает тикающий шум?
Технические аспекты оппозитного двигателя
Помимо шума, вибрации и жесткости, нам также необходимо учитывать технические особенности оппозитного или оппозитного двигателя.
Расположение цилиндров так далеко друг от друга позволило инженерам разработать сотовую структуру вокруг двигателя, что позволило им отказаться от водяного охлаждения и выбрать воздушное охлаждение. Это привело к значительному упрощению конструкции двигателя, без водяного насоса или каналов охлаждающей жидкости внутри блока.
Более того, такой короткий двигатель означал, что теперь над ним есть значительное пространство, достаточное для более плавной конструкции впуска, большего радиатора, большего пространства для дополнительных компонентов и, возможно, более изящного дизайна.
И последнее, но не менее важное: размещение основной части двигателя так близко к земле смещает центр тяжести автомобиля вниз, что приводит к улучшению динамических характеристик по всем направлениям.
Недостатки оппозитных двигателей
Subaru Forester 2019 года оснащен 2,5-литровым оппозитным четырехцилиндровым двигателем. У оппозитных двигателейесть и свои недостатки. Речь идет о V-образном двигателе и, следовательно, у него два распредвала, два впускных коллектора и минимум два коллектора. Вслед за этим двигатель имеет более сложную синхронизацию с несколькими частями, которые могут выйти из строя.
Изменение чего-либо, касающегося верхней части двигателя, является серьезной проблемой, поскольку двигатель обычно требует демонтажа с автомобиля. Расположение двигателя так низко к земле конкурирует с пространством подвески и карданным валом.
Маслопроводы сложнее спроектировать и реализовать, то же самое можно сказать и о контуре охлаждающей жидкости.
Множество мелких проблем для двигателя, который в настоящее время уникален (2).
См. также — Признаки неисправности датчика положения распределительного вала
Оппозитные двигатели: Subaru и Porsche
Лишь несколько производителей до сих пор используют оппозитные двигатели. В то время их использовало множество производителей, от первого Volkswagen Bettle, первого Fiat 500, Citroen 2CV до более поздних моделей Ferrari, таких как Ferrari Testarossa или Ferrari Berlinetta.
В настоящее время у нас есть два основных разработчика оппозитных двигателей, Subaru и Porsche.
Subaru производила оппозитные двигатели с первых лет своего существования. Их специализация — оппозитные двигатели, установленные спереди, с полноприводной компоновкой, как на знаменитой Subaru Impreza и нынешней Subaru Legacy.
У Porsche, с другой стороны, похожая история, они использовали их с тех пор, как они начали проектировать автомобили в конце 1940-х годов.
В настоящее время они не используют их так часто, зарезервировав их для Porsche Boxster/Cayman и Porsche 911, который использовал шестицилиндровые оппозитные двигатели с момента его первой разработки (3).
Библиография
- Subaru. Инжиниринг. Основная технология, которая отличает нас от других. [В сети].
- Шрайбер, Стерлинг. Журнал моторостроителей. Boxer Engine: новая технология или умирающая мода? [В сети].
- Франклин, Алан. Нефтяной. Пройти двенадцать раундов в боксере Ferrari. [В сети].
- Автор
- Последние сообщения
Кристиан Пушкасу
Кристиан Пушкашу начал любить автомобили и хотел стать «гонщиком» благодаря какой-то компьютерной игре, которая зажгла огонь почти два десятилетия назад. С тех пор он пришел в себя и решил, что стать автомобильным инженером более разумно, и получил такое образование в своей родной стране, Румынии. Кристиан решил попробовать написать о том, что он узнал, в попытке исправить некоторые неправильные представления и немного нетрадиционно использовать свою будущую степень.