Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Горизонтально-оппозитный двигатель

Горизонтально-оппозитный двигатель

В отличие от традиционных рядных и V-образных двигателей, оппозитные двигатели не получили такого широкого распространения на современных автомобилях. В основном их применяют два производителя автомобилей компании Subaru и Porsche. В чем же причина такой нелюбви остальных участников рынка к такому варианту компоновки мотора, какие у него достоинства и недостатки.
Свое название оппозитный, или как иначе принято говорить горизонтально-оппозитный двигатель получил из-за расположения цилиндров. В отличие от вертикального расположения как у рядных или под углом как в случае V-образных двигателей, цилиндры оппозитных моторов расположены горизонтально, в разные стороны друг от друга.

Варианты конструкции

Есть две разновидности оппозитных двигателей. Первая – это двухтактные моторы, в которых поршни имеют одну камеру сгорания и их движение осуществляется навстречу друг другу. Более простая по сравнению с традиционными двигателями конструкция, высокое качество газообмена, возможность работы на разных видах топлива делало эти двигатели незаменимыми для применения в различной военной технике. Для переключения между видами топлива достаточно было лишь передвинуть рычаг на топливном насосе и выбрать нужный угол зажигания. Для вывода отработанных газов и увеличения мощности использовалось две турбины. Кроме внушительных габаритов, связанных с наличием двух коленчатых валов, недостатками таких двигателей также является высокий расход топлива, как и в традиционных двухтактных моторах. Другой вариант, который все знают, и который используется на современных автомобилях, а также мотоциклах – это некое подобие двухрядного V-образного двигателя с углом развала цилиндров в 180. Именно его достоинства и недостатки будут рассмотрены ниже.

Достоинства и недостатки

Преимуществ у такого рода двигателей несколько. Прежде всего, это небольшие, по сравнению с традиционным рядным двигателем, масса и габариты, низкий центр тяжести, смещенный к середине автомобиля. Кроме того расположение поршней друг напортив друга позволяет гасить вибрацию, возникающую при их работе. Все это обеспечивает автомобиль, оборудованный оппозитным двигателем отличной управляемостью, позволяет водителю более четко и стабильно выполнять повороты. Эти особенности очень важны на спортивных автомобилях. Также хороши такие двигатели с точки зрения безопасности – низкое расположение мотора, в случае аварии, позволит ему сместиться под машину, а не в салон автомобиля.

К сожалению, для поклонников таких двигателей недостатков у них тоже немало. Хоть оппозитники и не очень высокие, их ширина гораздо больше ширины традиционных моторов. Такая особенность двигателя создает немало проблем для конструкторов при проектировании моторного отсека, ведь помимо двигателя в стандартные габариты машины необходимо вписать компактное рулевое управление и колеса. Также такой двигатель сложен в обслуживании. Все работы, по его обслуживанию придется выполнять на станции техобслуживания. Самостоятельно получится, может быть только, поменять масло в двигателе. Из-за риска повредить головки блока цилиндров даже свечи рекомендуется менять на станции. Все это делает оппозитные двигатели дорогими в обслуживании. Кроме того производство таких двигателей дороже чем обычных. Все эти факторы влияют на цену автомобиля и стоимость его эксплуатации.

Впрочем, несмотря на недостатки, для многих водителей хорошая управляемость гораздо ценнее, чем более высокая цена и легкость в обслуживании. Именно поэтому поклонников таких двигателей не становится меньше.

В завершение предлагаем посмотреть ролик о горизонтально-оппозитном двигателе из истории компании Subaru.

Оппозитные двигатели Subaru

Каким должен быть идеальный двигатель для того, чтобы обеспечивать превосходное вождение? Ответ один — горизонтально-оппозитный двигатель Субару.

На сегодняшний день оппозитный двигатель практически олицетворяет эту марку, хотя он также используется не только в Subaru, но и в авто других марок, к примеру Porsche (хоть и значительно реже).

Горизонтально-оппозитный двигатель Subaru Boxer

К слову, любители советской мото-классики скорее всего помнят мотоциклы с оппозитным расположением двигателя, такие как «Урал» и «Днепр» и, их характерный звук работающего мотора. Звук работы оппозитного двигателя – это еще одна его особенность и маркетинговое преимущество у производителей авто.

Таким образом, Subaru делает это звучание и свои гоночные достижения некой «изюминкой» своих машин, которая отличает их от всех остальных, что, в свою очередь, самым положительным образом отражается на продажах автомобилей этой марки.

Принцип работы

Принцип работы горизонтально-оппозитного двигателя Subaru практически ничем не отличается от всем известного двигателя внутреннего сгорания. Рабочие такты протекают с той же скоростью, что и при вертикальном расположении двигателя.

Недостатки

  • Самым основным минусом можно назвать сложность ремонта оппозитных двигателей. Некоторые из этих двигателей вообще не подлежат ремонту, если не извлечь его из моторного отсека. Пока не мере без специализированного инструмента. Если вы не хотите тратить огромное количество времени, то обратитесь к профессионалам. Стоит помнить, что за такую процедуру придется выложить довольно большую сумму, что не удивительно. Ведь не каждый специалист знает устройство оппозитного двигателя и его особенности;
  • Очень сложно найти специализированного механика;
  • Сложное устройство требует больших финансовых вложений в плане новых деталей. То есть, чтобы купить необходимую часть придется выложить большую сумму;
  • Повышенный расход масла.
Читать еще:  Mpi двигатель от хендай что это такое

Преимущества

Конструкция двигателя, при котором поршни расположены по обе стороны от коленчатого вала под углом 180 градусов, создает огромное количество преимуществ:

  • При горизонтальном расположении цилиндров друг против друга силы инерции, возникающие при движении поршней, взаимно гасятся. Благодаря чему, двигатель обладает хорошей уравновешенностью и низким уровнем вибраций.
  • Невысокий уровень вибраций позволяет обойтись противовесами небольшой массы и не устанавливать уравновешивающие валы. В результате двигатель расходует меньше топлива и обладает лучшей отзывчивостью.
  • Невысокий уровень вибраций также дает возможность получения большого диаметра цилиндров, что облегчает создание высокооборотистых двигателей для спортивных автомобилей.
  • Инерция относительно вертикальной оси автомобиля меньше, что повышает быстроту реакции на управление.
  • Небольшая высота двигателя и низкое положение центра тяжести дополнительно улучшают быстроту реакции и повышают устойчивость автомобиля.
  • Возможность получения большого диаметра цилиндров облегчает создание высокооборотистых двигателей для спортивных автомобилей.
  • Конструкция горизонтально-оппозитного двигателя обладает большей жесткостью, что позволяет уменьшить механические потери при работе двигателя. Благодаря этому увеличивается ресурс двигателя.

Безопасность

Пассивная безопасность. В случае серьезного фронтального столкновения плоский оппозитный двигатель легче направляется под днище автомобиля, уменьшая тем самым энергию удара, передаваемую на пассажирский салон.

Безопасность пешеходов. Оппозитный двигатель имеет плоскую форму, оставляя пространство между твердыми деталями двигателя и сравнительно мягким капотом. Это позволяет эффективнее поглотить энергию удара при наезде на пешехода.

Высокая устойчивость при резких маневрах

Легкий двигатель из алюминиевого сплава имеет низкий центр тяжести, что обеспечивает небольшую инерцию относительно продольной оси автомобиля и малые крены.

Преимущество низкого центра тяжести можно продемонстрировать на примере метронома. Если вы переставите грузик в нижнее положение, маятник будет раскачиваться быстро. При перестановке грузика в верхнее положение колебания замедлятся. Таким образом, преимущество низкого центра тяжести ярче всего проявляется при скоростном прохождении связки крутых поворотов.

Управляемость

Низкий центр тяжести и продольное расположение короткого двигателя позволяют в повороте уменьшить не только крены, но и момент инерции относительно вертикальной оси автомобиля, что положительно сказывается на поворачиваемости.

Когда водитель поворачивает рулевое колесо для изменения направления движения, центр вращения автомобиля располагается ближе к его задней части. Для автомобилей равной массы, меньшее расстояние от центра вращения до центра тяжести означает более легкое осуществление поворота. Вот почему предпочтительна компоновка с низко расположенным двигателем и продольно состыкованной с ним коробкой передач.

В противоположность крену, который является естественным следствием выполнения поворота, перемещение, вызываемое поворотом рулевого колеса, может быть принято за активное движение, поскольку оно задается водителем.

В примере с метрономом такое активное движение аналогично тому, что вы останавливаете пальцем маятник метронома и толкаете его в обратном направлении. Если грузик маятника находится в нижнем положении, вам потребуется меньшее усилие для того, чтобы толкнуть его в другую сторону.

Устройство и принцип работы оппозитного двигателя

После создания первого ДВС почти сразу возникли вопросы по его усовершенствованию и повышению мощности. Первый двигатель был одноцилиндровым, и сразу напрашивалось самое простое решение, позволяющее повысить его мощность – увеличить число цилиндров. Но следующие шаги в развитии ДВС были не такими очевидными, так как эти несколько цилиндров можно расположить по-разному – вертикально в ряд друг за другом, под углом или горизонтально. Вот такой последний вариант и получил название оппозитный двигатель, т.е. двигатель, цилиндры которого располагаются горизонтально, напротив (оппозитно) друг друга.

  1. Варианты исполнения оппозитного двигателя
  2. Оппозитный боксер
  3. OPOC, возрождение старых идей
  4. Оппозитный танковый двигатель
  5. Чем хорош и плох оппозитник?

Варианты исполнения оппозитного двигателя

Однако даже подобное простое техническое решение – расположить горизонтально друг напротив друга цилиндры двигателя может быть реализовано несколькими вариантами. Когда работает такой оппозитный двигатель, его поршни могут двигаться разными способами.

Оппозитный боксер

Во время работы подобного мотора поршни всегда находятся друг относительно друга на расстоянии, и каждый работает в своем цилиндре – если один располагается на максимальном удалении от оси двигателя, то значит и другой, соседний, занимает аналогичное положение.
» alt=»»>
Такой порядок работы напоминает движения боксера, поэтому он получил название «боксер». Очень часто использует подобные оппозитные двигатели Субару. Описанный двигатель показан на фотографии ниже

Читать еще:  Что такое дизельный и бензиновый двигатель отличия

OPOC, возрождение старых идей

Другой принцип построения реализует оппозитный двигатель по типу OPOC. На сегодняшний день они начинают вновь развиваться благодаря инвестициям небезызвестного Била Гейтса. Устройство такого двигателя показано на рисунке ниже.

Этот оппозитный двигатель – двухтактный. На рисунке хорошо видно, что в цилиндре находится по два поршня, и закреплены они на одном коленчатом валу (на рисунке они обозначены как красный и синий). Красный обеспечивает впуск смеси, а синий – выпуск продуктов сгорания. Из конструкции подобного оппозитного двигателя исчезла головка блока цилиндров и механизм привода клапанов. Кроме того, достоинством такого оппозитника является то, что поршни работают на один коленвал.

Все это существенно снизило массу оппозитного двигателя и значительно расширило сферу его использования. Другой особенностью является то, что он может быть как дизельный, так и бензиновый. Необходимо обязательно уточнить, что как всякий двухтактный двигатель, он нуждается в продувке цилиндров. Для этого задействован электромотор с питанием от внешнего источника. Когда оппозитный двигатель выходит на режим, электродвигатель отключается, а устройство подачи воздуха превращается в турбонаддув.

Рассматривая конструкцию такого оппозитного мотора, необходимо отметить его плюсы: повышение эффективности, обеспечиваемое тем, что расширяющиеся газы давят на два поршня, а не на стенку камеры сгорания, а также повышенное усилие на валу. Кроме того, каждый поршень проходит меньшее расстояние, что снижает силу трения и, соответственно, потери.

Рассматривая другие плюсы, которые обещает подобный оппозитный двигатель, стоит отметить — компания-изготовитель сообщает, что когда он используется как дизельный, то:

  • такой двигатель легче обычного турбодизеля на пятьдесят-тридцать процентов;
  • подобный силовой агрегат содержит деталей на пятьдесят процентов меньше, чем обычный дизельный мотор;
  • занимает на пятьдесят-сорок пять процентов меньше места под капотом;
  • экономичней на пятьдесят-сорок пять процентов.

Однако стоит учитывать, что подобный оппозитный силовой агрегат еще достаточно сырой, а значит, отмеченные преимущества отражают в большей степени ожидания его разработчиков.

Оппозитный танковый двигатель

Да, был такой двигатель, это 5ТДФ, разработанный для танков Т-64, а также последующих Т-72 и других. Тогда он обеспечивал необходимую мощность при заданных габаритах. Подобный оппозитный двигатель и его устройство показаны на рисунке ниже

Как видно из рисунка, поршни у него расположены в одном цилиндре и движутся встречно, но работают каждый на собственный коленвал. При минимальном расстоянии между поршнями между ними образуется камера сгорания, где происходит воспламенение топлива. Существует оппозитный двигатель как бензиновый, так и дизельный. По аналогии с OPOC, для подачи воздуха в цилиндры, а также удаления отработанных газов, используется турбонаддув.

Используемый принцип встречного движения поршней позволил упростить конструкцию, обеспечить мощность и компактность силовой установки. Так, подобный дизельный оппозитный силовой агрегат при двух тысячах оборотов, объеме тринадцать и шесть десятых литра выдавал семьсот лошадиных сил, при этом занимая минимум места.

Чем хорош и плох оппозитник?

Надо отметить, что в истории автомобиля многие производители в разное время использовали оппозитный двигатель, пытаясь реализовать предоставляемые им преимущества. Однако в настоящий момент чаще других SUBARU применяет подобные моторы на своих автомобилях.

Сразу надо отметить, что именно устройство оппозитного силового агрегата обеспечивает его преимущества при установке на машине:

  • низкий центр тяжести автомобиля, что дает ему дополнительную устойчивость при движении;
  • уменьшение как шума, так и вибрации за счет движения поршней навстречу, благодаря чему оппозитный двигатель считается тише аналогичных рядных моторов;
  • значительный ресурс, достигающий миллиона километров при правильной эксплуатации.

Однако не бывает всегда все хорошо, есть минусы и недостатки и у оппозитника. Из них стоит отметить:

  1. ремонт подобного мотора очень сложный;
  2. устройство двигателя также достаточно сложное, и соответственно, у него высокая цена;
  3. затраты на обслуживание велики, а само обслуживание крайне затратное и неудобное, требует высокой квалификации исполнителей;
  4. расход масла при эксплуатации повышенный.

Несмотря на отмеченные минусы и недостатки, на ряд автомобилей (уже упомянутая SUBARU и некоторые модели Porshe), ставятся оппозитные силовые агрегаты. Надо думать, что производители достаточно точно взвешивают их достоинства и недостатки и осознанно идут на применение такого мотора.
» alt=»»>
Для ДВС расположение цилиндров горизонтально является лишь одним из возможных вариантов построения, но тем не менее, и в этом случае получаемый оппозитный двигатель отличается большими возможностями и значительными перспективами по использованию в автомобиле.

Оппозитный двигатель — горизонтальное расположение цилиндров

Оппозитный двигатель — определение, устройство, применение. Какими преимуществами и недостатками он обладает.

Читать еще:  Двигатель бмв е36 троит на холостых

Оппозитный двигатель представляет собой форму устройства двигателя внутреннего сгорания автомобиля, имеющий особую структуру: его поршни расположены под развернутым углом и осуществляют движение в горизонтальной плоскости навстречу друг другу и в обратные стороны (друг от друга). Другая, соседняя пара поршней, располагается в одном положении (например, вверху).

Взаимодействие поршней внутри двигателя напоминает в чем-то боксерский раунд, отсюда и другое название устройства — боксер. Конструкция механизма предполагает установку каждого поршня на обособленных шейках коленчатого вала. Количество цилиндров в оппозитном двигателе может быть от 2 до 12-ти, но всегда четное. Наиболее популярны устройства с четырьмя и шестью цилиндрами (четырех- и шестицилиндровые боксеры).

На современном автомобильном рынке представлено множество марок машин, каждая из которых придерживается собственной концепции оснащения автомобилей. Разработкой и применением оппозитных двигателей сейчас занимаются две фирмы: Subaru и Porsche. Раньше оппозитный двигатель устанавливался на такие автомобили, как Alfa Romeo, Honda, Chevrolet, Volkswagen, Ferrari и другие.

Первый оппозитный двигатель, работающий на дизельном топливе, был выпущен компанией Субару в 2008 году. Это четырехцилиндровый оппозитник с вместительностью 2 литра, способный развивать мощность до 150 л.с. При его разработке используется система Сommon Rail.

На некоторых моделях машин марки Порше используются двигатели с шестью цилиндрами (Саyman, 911). Для автомобилей спортивного класса были разработаны восьми- и двенадцатицилиндровые оппозитные двигатели повышенной мощности. Многие профессионалы говорят о том, что от работы обычных двигателей отличаются только шестицилиндровые оппозитники, четырех- и двухцилиндровые практически аналогичны.

Оппозитный боксер — основные принципы работы

В целом процесс функционирования оппозитного боксера схож с работой других двигателей внутреннего сгорания. Главной отличительной особенностью его устройства является расположение цилиндров. Цилиндры в нем установлены горизонтально, в отличие от большинства двигателей. Это устанавливает и иное движений поршней: не вверх и вниз, а справа налево и наоборот (от одного края цилиндра к противоположному).

Первоначальная разработка горизонтального оппозитного боксера не принадлежит компании Subaru, как склонны думать многие. Моторы подобного типа уже использовались ранее на пассажирских автобусах Икарус, а также на мотоциклах (как отечественного «Днепр, МТ», так и иностранного производства «эндуро-турист BMW R1200GS и прочие»). Кроме того, подобные двигатели уже давно используются в военном транспорте, в частности, в отечественных танках.Естественно, подобное строение двигателя имеет свои плюсы и минусы. Рассмотрим их наиболее подробно.

Преимущества оппозитного боксера

К главным плюсам двигателя с горизонтально расположенными цилиндрами относят:

    Способствует смещению центра тяжести. Масса распределяется около оси, что позволяет значительно улучшить управляемость машины. Для многих этот фактор является решающим при выборе двигателя и автомобиля, особенно это актуально для российских дорог.

Отсутствие вибрации при работе. Двигатели со стандартной структурой и вертикально расположенными цилиндрами в ходе работы вибрируют, передавая волны всей конструкции, что не очень комфортно для водителя.

  • Долгая работа. Ресурс оппозитного боксера, установленного в Subaru, настолько велик, что позволяет эксплуатировать автомобиль в течение длительного времени (его хватает более чем на миллион километров).
  • Недостатки оппозитного двигателя

    Несмотря на значительные преимущества, двигатель подобного типа имеет существенные недостатки, от которых разработчики пока не избавились:

      Требует дорогостоящего обслуживания. Часто ремонт двигателей обычного строения осуществляют самостоятельно или в автосалонах за небольшую сумму. Однако в случае с оппозитным боксером это невозможно. Его конструкция слишком сложна, поэтому монтаж лучше доверить профессионалам. Причем за подобные услуги придется заплатить приличную сумму денег.

    Из первого недостатка вытекает второй — даже при наличии достаточных средств на обслуживание этого типа двигателя, могут возникнуть трудности с поиском квалифицированного специалиста, который сможет произвести качественное обслуживание.

    Сложность устройства боксера способствует повышению стоимости на его составные части, что создает дополнительные расходы при ремонте.

  • Повышенный расход автомобильного масла. Обычный двигатель потребляет не более трехсот грамм масла за период своего функционирования, а оппозитный гораздо больше.
  • Таким образом, все недостатки устройства прежде всего заключаются в дороговизне его обслуживания. Это может стать значительным фактором для многих автовладельцев. Однако, как считают представители автомобильных компаний Subaru и Porsche, качество его работы стоит затраченных средств на обслуживание.

    Компания Subaru не собирается менять оппозитные двигатели на стандартные, так как ее представители склонны считать, что это будет большим шагом назад. На уровень продаж автомобилей данной марки дороговизна обслуживания двигателя никак не влияет, так как машины зарекомендовали себя исключительно с положительной стороны.

    Познавательное видео про горизонтально-оппозитный двигатель:

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector