Что такое опозитный двигатель

avtoexperts.ru

Как в свое время V-образный мотор «эволюционировал» от рядного, так и оппозитная силовая установка стала своеобразным технологическим усовершенствованием V-образного двигателя внутреннего сгорания.

В середине 1930-х годов инженеры марки Volkswagen проводили собственные разработки силовых установок, модернизируя как рядные, так и V-образные моторы. В результате одной из таких операций инженеры «разложили» цилиндры V-образного двигателя под углом 180 градусов, получив первый в мире оппозитный двигатель. Особенность конструкции такого мотора заключается в том, что его цилиндры и поршни располагаются оппозитно (с английского «opposite» — противоположный), то есть друг напротив друга в горизонтальной плоскости.

При этом, у такого двигателя в конструкции применены по два распределительных вала с каждой стороны. Еще одной особенностью конструкции такого мотора является вертикальное размещение газораспределительных механизмов. Сконструировав подобный двигатель, инженерам Volkswagen удалось решить несколько проблем, присущих V-образным моторам, главная из которых – несбалансированность, порождающая вибрации, которые от силовой установки передаются на кузов и делают езду на автомобиле некомфортной. Эти моторы с 1938 года устанавливались на культовую модель городского хэтчбека Volkswagen Beetle. А с середины 1960-х годов ставку на оппозитные моторы сделала японская компания Subaru.

Преимущества

Оппозитный двигатель ввиду горизонтального расположения цилиндров получил сбалансированную работу за счет того, что работающие друг от друга поршни являются своеобразным противовесом и создают такой необходимый для корректной работы мотора баланс. По оценкам специалистов, лучше оппозитного двигателя уравновешен только рядный шестицилиндровый мотор.

Еще одно преимущество, которое дает оппозитное расположение цилиндров – низкий центр тяжести, что особо ценится для спортивных машин, которым важна такая характеристика, как устойчивость при прохождении поворотов на скорости. Из-за своего горизонтального расположения мотор как бы «распластан» в подкапотном пространстве, благодаря чему крены автомобиля существенно уменьшаются.

Несомненным плюсом оппозитного двигателя является его ресурс прочности: некоторые двигатели подобного типа эксплуатировались до нескольких сотен тысяч километров до капитального ремонта.

Недостатки

Наряду с указанными выше преимуществами, есть у оппозитных двигателей и свои недостатки. Связаны они с особенностью конструкции мотора и касаются дорогого обслуживания и ремонта «оппозитника». Если в том же рядном или V-образном двигателе автовладелец может поменять свечи зажигания самостоятельно, то проделать эту операцию на оппозитном моторе практически невозможно – для этого потребуется применить специальное оборудование, которым располагают только СТО. Да и стоимость его производства сравнительно высока, что в конечном итоге сказывается на ценнике автомобиля.

Оппозитный двигатель. Мотор от танка на спорткаре!

Со времен первых автомобильных спортивных соревнований, да и распространения автомобилей среди обычных граждан, не умолкали споры между людьми по поводу видов двигателей. Спорили все, от профессиональных гонщиков с их механиками и до инженеров крупных производителей автомобильной техники. Кто-то полагал, что автомобили и мотоциклы должны приводится в движение исключительно V-образными бензиновыми двигателями, кто-то был за рядные, кто-то радел за роторы, но многие из них пытались поставить на свои авто и другую технику, оппозитные двигатели и некоторым это даже удалось.

Что такое оппозитный двигатель?

Виды оппозитных ДВС

Так же имел место быть такой тип как ОРОС, он был отправлен в забвение, но вероятность его возвращение весьма велика, так как оживление такого мотора занялся сам Б. Гейтс. Он представляет собой двухтактный двигатель, который в отличие от Боксера работает асинхронно. В одном цилиндре располагаются два поршня движущиеся навстречу друг другу, работающие от одного коленчатого вала. Один поршень отвечает за впуск смеси, другой за выхлоп. В такой конструкции отсутствуют головка блока цилиндров и клапанный механизм.

Поэтому конструкция получается достаточно легкая и надежная. Такой тип «оппозитника» может быть бензиновым карбюраторным или дизельным с непосредственным впрыском. НО как всякому двухтактному двигателю, мотору ОРОС необходим продув цилиндров, чем и занимается отдельный электродвигатель, который при выходе мотора на режим играет роль турбонадува. Таким образом оппозитный двухтактный дизель, гораздо эффективнее обычного турбодизеля за счет уменьшенного сопротивления от трения, надежнее, за счет меньшего количества деталей (на 40-50%). Так же за счет меньшего количества деталей он легче, проще в обслуживании и занимает меньше места под капотом, но есть одно маленькое но — все это ожидание разработчиков, так как двигатель довольно таки «сырой»и рассматривать его как достойную замену преждевременно.

И вот наконец мы подошли к танковой вариации оппозитного двигателя. Важными показателями любых агрегатов для военной техники должны быть мощность, надежность и компактные размеры. Оппозитный двигатель как раз и отвечал этим основным характеристика. Его габаритные размеры были достаточно малы плюс плоская форма самого двигателя была достаточно удобна для бронетехники. Мощность советского оппозитного двигателя для танков Т-64 была 700 л.с. при объеме 13,6 л. Особенность конструкции была такова, что два поршня находясь в одном цилиндре движутся навстречу друг другу и в месте максимальной близости образовывается камера сгорания. Такой двигатель имеет два коленчатых вала, расположенных друг напротив друга. Конструкция позволяет существенно уменьшить объем пространства отведенного под двигатель, таким образом оставив больше места для экипажа и других агрегатов.

Название статьи было конечно громким (танковый двигатель для спорткара). Тем не менее, для многих людей, особенно в период до перестройки «оппозит» всегда ассоциировался с танком, ну или на худой конец с мотоциклами Урал и Днепр, а ни как с гражданскими, а уж тем более заряженными под какие-либо спортивные соревнования автомобилями. Эту уже после прибытия к нам в светлое отечество подержанных «субарей» из «загнивающей» капиталистической Японии, оппозитные двигатели стали ассоциироваться с гражданским автопромом, раллийными гонками и тому подобным. Хотя немцы устанавливали на свои Жуки «оппозиты» еще с 38 года и они были достаточно популярны, а также и на некоторые модели Порше. Так какие же плюсы и минусы есть у подобных моторов?

Плюсы и минусы оппозитных двигателей

Минусы подобных моторов столь же серьезны, что и их плюсы. Во-первых, ремонтные работы — подобраться к двигателю очень сложно, даже при мелких ремонтных работах. Спросите у «субаристов» как они меняют свечи в своих авто, они проклянут вас и весь этот процесс. Большинство из них любую мелочь, связанную с мотором делают на станциях, даже с учетом, того, что ни неплохо разбираются в автомобилях.

Еще один существенный минус — расход масла. Происходит это не сразу, а в процессе того, как начинают истираться гильзы цилиндров. А трутся они с одной стороны — нижней. Т.к. на поршень двигающийся по горизонтали действует сила тяжести и поэтому износ гильз происходит неравномерно и масло начинает попадать в камеру сгорания. Тут и масло вылетает по литру на тысячу км и свечи с клапанами становятся похожи на шахтера и тд. А поменять свечи, смотрите инфу чуть выше. Сложность ремонта и обслуживания мотора подхлестывает стоимость на данные операции, поэтому еще один существенный минус цена ремонта + необходимо хорошее оборудование и специалист.

Не все так страшно как кажется, ведь не даром же Субару выпускает такие моторы уже более 50-ти лет, да и Порше. Значит количество и качество положительных моментов превышает отрицательные и значит подобные моторы будут жить и модернизироваться.

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.

X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2018

ОППОЗИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

• Авторы
• Файлы работы
• Сертификаты

км/ч., более продуманные механизмы и силовые установки. Однако, более века назад прогресс тоже не стоял на месте. И именно в 1896 Карл Берц изобрел оппозитный вариант

двигателя внутреннего сгорания.

Оппозитный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором поршни двигаются в горизонтальной плоскости и имеют 180 градусов между ними. Следует

отличать от V-образного двигателя с развалом цилиндров 180 градусов, в котором поршни двигаются синхронно (когда один поршень находится в верхней мёртвой точке,

противостоящий ему находится в нижней). Нынешние оппозитные установки заметно эволюционировали по сравнению с их ранними моделями и до сих пор улучшаются и

модернизируются. Оппозитный двигатель с горизонтальным размещением цилиндров имеет меньший центр тяжести, нежели двигатель, в котором цилиндры расположены вертикально или под углом, кроме того, оппозитное движение поршней позволяет им взаимно заглушать вибрации. Работа поршней внутри двигателя сравнима с боксерским боем, отсюда и народное название — боксер. Количество цилиндров в оппозитном двигателе может быть два, четыре, шесть, восемь, десять и двенадцать, то есть всегда четное. Наиболее популярны устройства с четырьмя и шестью цилиндрами. На современном автомобильном рынке представлено множество марок машин, каждая из которых придерживается собственной концепции оснащения автомобилей. Субару и Порше занимаются разработкой и применением оппозитных двигателей на сегодняшний день. Раньше оппозитный двигатель использовался и у других концернов, таких как Альфа Ромео, Хонда, Шевроле, Фольсваген, Феррари и другие. Наиболее широкое распространение оппозитный двигатель получил в

модели Volkswagen Käfer выпущенной за годы производства (с 1938 по 2003 год) в количестве около 21 миллиона штук. Компания Порше использует его в спорткарах, таких как Porsche 911, Boxster и другие. Оппозитный двигатель является также отличительной чертой автомобилей марки Субару, который устанавливается практически во все модели

Subaru c 1963 года. Также устанавливался на румынские автомобили Oltcit Club (копия Citroen Axel), с 1987 по 1993 годы. В производстве мотоциклов оппозитные двигатели

нашли широкое применение в моделях фирмы БМВ и Хонда, а также в советских мотоциклах «Урал» и «Днепр». Первоначальная разработка горизонтального оппозитного агрегата не принадлежит компании Субару. Моторы подобного типа уже использовались ранее на пассажирских автобусах Икарус. Помимо этого, подобные двигатели уже давно применяются в военном транспорте, к примеру, в отечественных танках.

Рисунок 1. Оппозитный двигатель Субару.

Оппозитный двигатель — принцип работы

В целом процесс схож с работой других двигателей внутреннего сгорания. Значимой отличительной особенностью его устройства является расположение цилиндров. Они

установлены горизонтально, в отличие от большинства современных двигателей. Это устанавливает и иное движений поршней: не по вертикали, а по горизонтали.

Достоинства оппозитного двигателя

1. Центр тяжести смещается. Масса распределяется близко к оси, что позволяет намного улучшить управляемость машины. Для многих это решающий фактор при выборе двигателя и автомобиля, особенно это актуально для некачественных, разбитых дорог.

2. Незначительная вибрация при работе. Стандартные двигатели с вертикально расположенными цилиндрами в ходе работы вибрируют, передавая волны всей конструкции, что не очень комфортно для водителя.

3. Огромный ресурс. У оппозитного двигателя, установленного в Субару, он настолько огромный, что позволяет эксплуатировать автомобиль в течение длительного времени (

больше чем миллион километров).

4. Высокий уровень безопасности при лобовом столкновении. При лобовом столкновении мотор уходит вниз под автомобиль и, тем самым, сохраняет жизнь пассажиров в салоне.

5. Низко расположенный двигатель находится на одной оси с трансмиссией, чем достигается более эффективная передача мощности.

Недостатки оппозитного боксера

Несмотря на значительные «плюсы», двигатель подобного типа имеет существенные недостатки, от которых пока не избавились:

1. Дорогостоящее обслуживание. Часто ремонт двигателей обычного строения осуществляют самостоятельно, в гараже, или мастерами в автосалонах за малую сумму. Однако в случае с оппозитным двигателем это невозможно. Его конструкция слишком сложна, поэтому ремонт лучше доверить квалифицированным специалистам. Плата за подобную услугу в разы больше чем на обычных двигателях.

2. Из первого недостатка вытекает второй — даже при наличии достаточных средств на обслуживание этого типа двигателя, могут возникнуть трудности с поиском

профессионала, который сможет произвести качественное обслуживание.

3. Из-за сложности устройства боксера, его составные детали стоят гораздо дороже, что создает дополнительные расходы при ремонте.

4. Повышенный расход автомобильного масла. Обычный двигатель потребляет не более двухсот грамм масла за период своего функционирования, а оппозитный гораздо больше.

Поэтому, все недостатки устройства заключаются в дороговизне его обслуживания. Это может стать значительным фактором для многих автовладельцев. Однако, как считают

представители компаний Субару и Порше, качество его работы стоит затраченных средств на обслуживание.

Я так же считаю, что минусы этого двигателя вызывают некий дискомфорт, ведь не каждый сможет позволить себе его обслуживать. Тем не менее это отличная альтернатива

обычным двигателям, потому что преимущества очевидны.