Оппозитный двигатель: типы, устройство и принцип работы

Особенности оппозитных двигателей

Прежде чем говорить о принципе работы оппозитного двигателя, нужно узнать, что же значит этот самый оппозитный двигатель и какими особенностями он характеризуется.

Оппозитными моторами или оппозитниками называют разновидность силовых установок, которые во многом похожи на классические или традиционные ДВС. Но, в отличие от других используемых на авто ДВС, у оппозитного варианта расположение цилиндров не совсем стандартное. Здесь они стоят горизонтально.

Отличительной особенностью таких автомобильных моторов является нестандартный угол развала рабочих цилиндров. Он составляет 180 градусов. При этом поршни осуществляют своё движение в горизонтальной плоскости, располагаясь при этом зеркально относительно друг друга. То есть своей верхней мёртвой точки эти поршни достигают в один момент, одновременно. Именно этот нюанс считают главной отличительной особенностью оппозитников в сравнении с более традиционными или классическими V-образными ДВС, где поршни двигаются синхронно. Когда один из них достигает своей верхней мёртвой точки, другой при этом достигает нижней.

Такое расположение позволило получить низкий центр тяжести, уменьшить высоту самого мотора. То есть оппозитный двигатель можно уверенно назвать плоским, что позволяет ему занимать значительно меньше места в автомобильном подкапотном пространстве.

Также к отличительным моментам можно отнести использование сразу пары газораспределительных механизмов, хотя коленвал зачастую всё равно один.

Среди автомобилистов стало популярным название боксёр. Это название для оппозитника объясняется тем, что поршни осуществляют движение как бы друг в друга, то есть навстречу. При этом пара рабочих поршней располагаются в одном положении.

Впервые об оппозитных моторах стало известно ещё в 1938 году. Свои усилия к разработке нового типа ДВС приложили инженеры из немецкой компании Volkswagen. На тот момент они представили оппозитный мотор с 4 цилиндрами и рабочим объёмом 2,0 литра. Максимальная мощность такой установки достигла внушительных на тот момент 150 лошадиных сил.

Постепенно оппозитные ДВС начали активно распространяться. В результате их устанавливали на:

  • легковые автомобили;
  • спортивные модели;
  • мотоциклы;
  • автобусы;
  • военную технику и пр.

В настоящее время оппозитные установки не пользуются огромной популярностью. И на то есть свои объективные причины.

Основные типы оппозитных двигателей

ОРОС

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.

5ТДФ

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»:

  • Принцип работы типа «Боксер»

Теперь мы понимаем, принцип работы, какие оппозитные двигатели бывают, но так ли они хороши?

Что такое оппозитный двигатель? Видео

Оппозитный двигатель представлен особым типом силовой установки, которая напоминает сама по себе традиционный двигатель, однако цилиндры при этом расположены – горизонтально. В простонародье данный мотор получил название «боксер». Это обусловлено движением поршней друг от друга, либо же друг другу, навстречу. Однако, при этом два поршня находятся в одинаковом положении.

Оппозитный двигатель. Фото

Первым образцом является двигатель от компании Volkswagen в 1938 году. В то время агрегат состоял из 4-цилиндрового «оппозитника» объемом 2 литра, мощностью 150 лошадиных сил. После этого мотор приобрел популярность и начал широко использоваться.

Что собой представляет оппозитный двигатель?

Работа над снижением шумности и избыточной вибрации мотора вылилась в разработку оппозитной силовой установки. Современный оппозитный двигатель обладает компактными размерами и поэтому освобождает подкапотное пространство для размещения прочих узлов и механизмов транспортного средства.

Преобладающая часть моторов этого типа представлено бензиновыми моделями с распределительной системой впрыска. Отдельные модели двигателей для усиления мощности комплектуются турбинами.

Современный оппозитный двигатель представляет собой четырёхцилиндровый механизм, объединяющий в себе множество передовых технологических решений. Благодаря уникальному инженерному решению моторы оппозитного типа издают минимальный уровень шума при работе, экономно расходуют топливо и выделяют минимальное количество вредных веществ в окружающую среду вместе с выхлопными газами.

Уменьшение размера камеры сгорания и увеличения хода поршня дало возможность в моторе значительно повысить степень сжатия. Использование ковки для создания основных рабочих элементов мотора снизило его вес на 30% от первоначальных показателей.

Установка уникального с технической точки зрения насоса для смазки движущихся элементов двигателя дало возможность снизить степень износа рабочих механизмов и увеличило срок использования двигателя.

Оппозитный двигатель внутреннего сгорания: общая информация

Оппозитный дизельный мотор

Итак, сразу отметим, оппозитники бывают как бензиновыми, так и дизельными. Добавим, что до недавнего времени такие моторы были исключительно бензиновыми, то есть дизельный оппозитный мотор появился относительно недавно.

Само понятие «оппозитный двигатель» фактически является определением схемы компоновки. В таком моторе поршни расположены под углом 180 градусов (угол развала). Примечательно еще и то, что во время работы мотора соседние поршни занимают одинаковое положение, находясь в ВМТ или НМТ (верхняя и нижняя мертвая точка).

При этом важно понимать, что оппозитный двигатель отличается от V-образного мотора, который также может иметь аналогичный угол развала цилиндров. Визуально такие ДВС будут похожи, однако в V-образном двигателе соседние поршни и шатуны расположены на одной шатунной шейке. Это значит, что если один поршень находится в ВМТ, другой опускается в НМТ.

Оппозитный двигатель Субару также имеет название «боксер» (boxer) благодаря уникальному движению поршней. Эти ДВС получают четное число цилиндров, а наиболее распространенными являются варианты с 4 и 6 цилиндрами.

Что касается конструктивных особенностей, в таком силовом агрегате каждый поршень с шатуном крепится к отдельной шатунной шейке коленвала. Еще указанные  моторы сложнее рядных, так как имеют две головки блока цилиндров, причем каждая предполагает свою отдельную прокладку и коллекторы.

Также оппозитник имеет большее число распредвалов и сложную схему реализации их привода. С учетом таких особенностей оппозитные ДВС массово выпускаются всего несколькими производителями, среди которых дальше всех продвинулись в этом направлении инженеры Subaru.

Оппозитный дизель

Оппозитный дизельный мотор

В 2008 году отмечено появление оппозитного дизельного двигателя, который серийно был установлен на модели Subaru. Более того, японцы тогда вообще представили первый в мире дизельный оппозитник, так как такой мотор ранее не выпускал ни один автопроизводитель.

Дизельный оппозитный двигатель с четырьмя цилиндрами получил рабочий объем 2.0 литра, мощность составила 150 л.с., а показатель крутящего момента был зафиксирован на впечатляющей отметке в 350 Нм. Как известно, именно моментная характеристика, а не мощность, играет первостепенную роль.

Также двигатель оснастили системой топливного впрыска Common Rail и установили турбонаддув. В качестве турбокомпрессора была использована турбина с изменяемой геометрией, что позволило мотору практически полностью избавиться от эффекта турбоямы и обеспечить уверенную тягу в широком диапазоне оборотов.
Указанный оппозитный дизель было запланировано ставить под капоты Subaru Legacy и Outback, а также выпустить на рынок легендарный Subaru Forester в дизельной версии.

Конструкция “оппозита”

В самом названии двигателя – “оппозитный” – заключено главное его отличие от “обычных” двигателей – цилиндры в таком двигателе располагаются напротив друг друга (от английского “opposite” – напротив).

Эта схема так же получила название “V – образный двигатель с углом развала цилиндров 180 градусов”

Такая конструкция имеет достаточно много преимуществ перед “обычными” двигателями, однако и недостатков у неё тоже хватает.

Преимущества оппозитного двигателя

Самое главное преимущество оппозитного двигателя – это низкий центр тяжести, обеспечивающий автомобилю с таким двигателем хорошую устойчивость на дороге. Благодаря горизонтальному направлению движения поршней двигатель напоминает форму “плиты”, которую помещают в самую нижнюю точку автомобиля.

Именно это достоинство вовсю используют менеджеры по продажам марки Subaru – самого известного производителя “оппозитных автомобилей” и частого победителя множества ралли.

Второе значимое преимущество – это низкий уровень вибраций во время работы двигателя. Благодаря движению поршней навстречу друг другу они самостоятельно себя уравновешивают, что положительно сказывается на общем комфорте при движении автомобиля.

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.

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

Оппозитный двигатель Subaru WRC

Принцип работы оппозитного двигателя. Видео

Чтобы сформировать окончательную картину о том, что же из себя представляет оппозитный двигатель, следует разобраться в его строении. Повторим то же, что было сказано ранее – это ДВС, которому свойственна одна особенность – движение пары поршней производится в горизонтальной плоскости. Вторая же пара по соседству находится также в горизонтальном положении.

Общая сумма таких цилиндров может достигать 12, начинается, конечно же, отсчет с 2. Количество обязательно будет кратно двум. Наиболее популярными образцами являются 4 и 6 цилиндров. Опытные механики и профессионалы отметили, что схема работы 2-х и 4-х цилиндрового оппозитника не слишком то и отличается от традиционного двигателя. Особенности начинают проявляться начиная с шести цилиндров.

Видео принципа работы оппозитного двигателя  Субару:

Плюсы оппозитного двигателя

Бесспорно, появление оппозитного двигателя подстегнуло многих конструкторов и инженеров автомобильных концернов включиться в своеобразную гонку «вооружений». Мотор вобрал в себя практически все передовые и уникальные технологические решения в области двигателестроения.

Можно выделить следующие основные плюсы оппозитного двигателя:

Безопасность

Конструкция мотора оппозитного типа практически совершена с точки зрения специалистов по безопасности. Особенно это наглядно видно при столкновениях транспортных средств, когда силовая установка уходит в нижнюю часть машины. Это исключает физический контакт с телом водителя и переднего пассажира

Высокий запас прочности

Уникальные конструктивные решения, положенные в основу мотора создают ему очень приличный запас прочности. Длительная эксплуатация в тяжёлых условиях не сможет приблизить капитальный ремонт при условии своевременного и правильного обслуживания

Низкий уровень шума

Бензиновые двигатели и так не «славились» повышенной шумностью в работе, но мотор нового поколения явно превзошёл всех их вместе взятых. Встречное движение поршней удивляет бесшумной работой силового агрегата

Баланс

Низкий уровень тяжести, обусловленный горизонтальным расположением цилиндров, даёт возможность автомобилю совершать повороты на приличной скорости. Это положительно сказывается на устойчивости транспортного средства при резких манёврах.

Обслуживание

Наиболее популярной современной моделью Subaru является Legacy. Рассмотрим процесс его обслуживания.

Система управления двигателем включает в себя функцию самодиагностики. При возникновении неисправности зажигается лампа Check Engine. При соединении клем в разъёме под рулевой колонкой и дальнейшем включении зажигания узнаем код неисправности, расшифровать который можно с помощью книги по ремонту авто Субару.

Поршни оппозитника

Расположение поршневой группы в оппозитном моторе.

Если выяснилось, что ошибок слишком много, то причиной является неправильный ремонт.

  • Высоковольтные провода меняются через 50 тыс.км
  • Срок службы зубчатого ремня распределительного вала составляет около 100 тыс. км, после рекомендуется его замена.
  • Ресурс сальников коленчатого и распределительного валов — 100 тыс. км, после которых они пропускают масло.
  • Замена топливного фильтра рекомендуется каждые 10 тыс.км.
  • Промывка топливных форсунок осуществляется раз в 50 тыс.км, при этом с двигателя они не снимаются.

Минусы оппозитного двигателя

Если у оппозитного двигателя есть плюсы, то непременно имеются и определенные минусы:

  • затратное самообслуживание – требуется привлечение профессионалов;
  • дорогостоящий и сложный ремонт, ведь составные части отличаются своей повышенной стоимостью;
  • дороговизна силовой установки;
  • сложность конструкции;
  • увеличенный расход масла во время работы.

Несмотря на описанные выше минусы, многие автопроизводители оснащают свои модели именно такими агрегатами. Компании-разработчики хорошенько взвешивают все аргументы за и против, прежде чем воспользоваться именно таким типом мотора. Основной плюс – большие возможности и широкие перспективы.

Читайте также:Что такое кик-даун в машине на автомате?

Так, все негативные аспекты, по сути, сводятся к дорогому обслуживанию, что может сказаться на выборе большинства автолюбителей не в пользу представленных агрегатов. Однако крупные производители (Porsche, Subaru) считают, что качество требует больших вложений в сервис.

К примеру, японский автоконцерн не собирается возвращаться к традиционным двигателям внутреннего сгорания, ведь они полагают, что в таком случае совершат шаг назад в технологическом плане. Поскольку автомодели зарекомендовали себя лишь наилучшим образом, то уровень продаж никак не зависит от расценок на обслуживание.

Ремонт оппозитного двигателя своими силами

Если на рядных двигателях очистку можно провести самостоятельно, то V-образные, в особенности оппозитные, требуют участия специалистов технических центров обслуживания. Что же служит причиной интенсивного образования нагара? Вот основные факторы, которые приводят к закоксовыванию камеры сгорания:

  • Использование топлива низкого качества – в результате на поверхности поршней и стенках цилиндров происходит интенсивное образование слоя нагара и различных углеродистых отложений.
  • Езда на автомобиле с непрогретым двигателем, без нагрузки и на малых оборотах.

Существует два способа удаления нагара: мягкая и жесткая раскоксовка цилиндров. При мягкой проводится лишь очистка поршневых колец. Для этого в моторное масло добавляется специальный очищающий состав, а после 200 км пробега проводится его замена. Жесткая раскоксовка подразумевает механическую очистку камеры сгорания, поверхности поршней и клапанов через свечное отверстие. Технология довольно проста: в каждый цилиндр на 12 часов заливается специальная жидкость, которая размягчает нагар.

По истечении времени свечи выкручиваются, а жидкость удаляют путем прокрутки двигателя стартером. После этой процедуры мотор прогревают и проводят замену масла. Сложность в очистке цилиндров оппозитного двигателя заключается в том, что из-за их горизонтального расположения возникают затруднения с заливкой очищающей жидкости. К тому же, опустившись вниз, она будет воздействовать лишь на нижнюю часть цилиндров.

  • Автор: Андрей
  • Распечатать
Оцените статью:

(0 голосов, среднее: 0 из 5)

История возникновения оппозитника

3sub.10.08.2015Изначально данный вид силового агрегата применялся в военной промышленности, в частности, на отечественных танках. В дальнейшем на подобных движках ездили Икарусы и мотоцикл Днепр МТ. В данное время установкой оппозитника на свои изделия занимаются две фирмы — Porsche и Subaru.

Первые разработки появились в тридцатых годах прошлого столетия, когда инженеры концерна Volkswagen начали усовершенствовать V-образный и рядный движок. В шестидесятых годах идею перехватила японская фирма Субару. В 2008 году Subaru выпускает первый оппозитник, работающий на дизеле. Отличительные особенности — четырехцилиндровый движок с вместительностью 2 литра. Показатель мощности — 150 л/с.

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.

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»:

  1. Главный недостаток – сложность выполнения ремонтных работ. Из-за горизонтального расположения подлезть к двигателю просто нереально. Зачастую приходится снимать весь узел, чтобы провести небольшие ремонтные работы.
  2. Практика эксплуатации показала, что из-за горизонтального расположения двигателя гильзы цилиндра истираются неравномерно. Из-за этого уже через некоторое время эксплуатации двигатель начинает «есть масло».
  3. При выпуске данного двигателя планировалось сэкономить место под капотом, но по факту получилось наоборот – оппозитник занимает много больше пространства. Просто и того, что расположен он немного ниже.
  4. Из-за сложности конструкции очень сложно найти специалиста, готового взяться за серьезный ремонт. Если же и получается это сделать, то необходимо быть готовому к существенным затратам.

Сфера применения оппозитных двигателей

Оппозитные двигатели используются совсем не так широко, как V-образные и рядные, однако есть автопроизводитель, который устанавливает моторы такого типа на свои автомобили уже на протяжении полувека. Это — известная японская фирма Subaru. Кроме того, оппозитные агрегаты можно встретить на некоторых моделях Volkswagen и Porsche, ими в свое время оснащались советские мотоциклы «Урал» и «Днепр», венгерские автобусы «Икарус».

Следует заметить, что в последние годы интерес к силовым агрегатам этого типа существенно возрос. По некоторым данным, исследования и разработки по усовершенствованию оппозитных двигателей OPOC, ведущиеся группой американских инженеров, финансирует Билл Гейтс.

Читайте также: CRDI двигатель — что это такое.

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.

Однако в общем такая конструкция силовой установки все равно неплохо прижилась на гражданских авто, машинах спортивного типа и в авиации. Напоследок добавим, что «субаровские» моторы повсеместно и широко используются. Это является наглядным примером определенного успеха оппозитного двигателя на фоне других конкурентов, которые также не лишены определенных недостатков.

Перспективы применения оппозитных двигателей

Самые известные автопроизводители, использующие в выпускаемых моделях оппозитный двигатель – это Porsche и Subaru. Первый переживает период расцвета, а второй не лучшие времена. Это связано с нацеленностью продукции на разную целевую аудиторию: в первом случае автомобили Порш позиционируются как элитная продукция, подразумевающая высокую технологичность и стоимость обслуживания, и во втором – машины среднего класса для любителей иметь гоночные технологии на обычном авто.

За Porsche клиенты готовы отдать достаточно большие суммы денег, но автомобилю с двигателем, немного превышающим по мощности 100 л. с., которому после пробега 130 тыс. км. потребуется дорогой ремонт, особенно если он турбированный, могут отдать предпочтение только самые преданные клиенты. Но учитывая то, что усовершенствованием оппозитов занимаются многие фонды и разработчики, а также тот факт, что они применяются и в мототехнике, позволяет сохранять уверенность в том, что оппозитные двигатели еще долго будут актуальны.

Видео принцип работы опозитного двигателя Subaru

Несмотря на дороговизну запчастей и обслуживание в СТО, удовольствие от езды на авто, оснащенных «боксером», не сравнить ни с чем. Высокая устойчивость, легкая управляемость, отзывчивость авто на все действия водителя говорят сами за себя.

Оппозитный двигатель Субару.

Наибольшую популярность эти двигатели получили на автомобилях такой марки, как Subaru. Оппозитный двигатель сегодня стал практически олицетворением этой марки, хотя помимо Subaru он используется (хотя и значительно реже) на автомобилях других марок, например Porsche. Кстати, знатоки советской мото-классики, наверняка, помнят такие мотоциклы с оппозитным расположением двигателя как «Днепр» и «Урал», с их характерным звуком работающего двигателя. Между прочим, звук работы оппозитного двигателя является еще одной его особенностью и маркетинговым преимуществом у производителей автомобилей. Так, Subaru преподносит это звучание и свои гоночные достижения как некую «изюминку» своих автомобилей и их отличие от всех остальных, что, в свою очередь, положительно отражается на продажах данной марки.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...