Что такое оппозитный двигатель.  Оппозитный двигатель: принцип работы, достоинства и недостатки Оппозитный двигатель: принцип работы, достоинства и недостатки Как работает оппозитный двигатель

Оппозитный двигатель — это видоизменённый агрегат с отличной от обычного рядного мотора структурой. Его поршни находятся под развёрнутым углом, поэтому пары движутся навстречу и обратно. Соседняя же пара, расположенная по оси плоскости мотора, движется идентично, но с небольшим временным интервалом, обеспечивая такт работы двигателя. Движения поршней внутри мотора отдалённо напоминает боксёрский поединок, поэтому такой тип двигателя внутреннего сгорания называют боксёром.

Принцип действия

Исходя из конструкции агрегата, каждый поршень устанавливается на предназначенную для него . Количество цилиндров обязательно чётное, оно составляет от 2 и до 12. Самыми распространёнными двигателями для автомобилей являют моторы с четырьмя и шестью цилиндрами.

В целом принцип работы этого типа агрегата похож на обычный рядный мотор. Отличие заключается в том, что поршни в нём ходят горизонтально, а не вверх-вниз, что обусловлено горизонтальным расположением цилиндров. Эти типы моторов характеризует наличие двух головок блока цилиндров, расположенных горизонтально, по обеим сторонам.

Применяемость мотора

По дорогам ездит довольно много моделей автомобилей, имеющих под капотом оппозитный двигатель. Но ведущих фирм, которые занимаются внедрением и разработками этих агрегатов, всего две, а именно и Порше. Хотя ранее эти агрегаты устанавливались на такие марки машин, как Хонда, Феррари, Шевроле, Альфа Ромео и ещё множество других.

Один из классических автомобилей с оппозитным двигателем – Alfa Romeo 33

Модели от производителя Porsche, такие как Cayman и 911, оснащены шестицилиндровыми двигателями, а варианты более спортивного класса укомплектованы восьми- и даже двенадцатицилиндровыми форсированными движками.

Большинство опытных автовладельцев говорят, что двух- и четырёхцилиндровые оппозитные моторы практически ничем не отличаются от своих рядных собратьев, но чем больше количество цилиндров, тем явственнее различие.

Немного истории

Первым серийным дизельным оппозитным двигателем был мотор, выпущенный концерном Subaru/ в 2008 году. Это была четырёхцилиндровая установка объёмом 2 литра и мощностью 150 лошадей. Этот мотор получил систему контроля подачи топлива .

В советские времена на танках стоял один из видов современного оппозитного двигателя, имеющий сходный принцип работы, но совершенно ему противоположный конструктивно. Он содержал по 2 поршня на один цилиндр, которые работали, двигаясь навстречу друг к другу. В момент, когда расстояние между поршнями было минимальным, в получавшуюся между ними камеру сгорания попадало топливо. То есть если у современного двигателя один коленвал и 2 головки блока, с ходом поршней друг от друга, то у советского 5ТДФ было 2 коленвала и 1 головка с поршнями, движущимися навстречу. Также особенностью является двухтактный режим работы этого агрегата и его универсальность в плане применяемого топлива. Изначально это был дизельный тип двигателя, но он успешно мог работать на бензине, керосине, авиационном топливе, даже на мазуте. На последнем, правда, не очень долго. Такая универсальность была обусловлена наличием довольно высокой степени сжатия в цилиндрах.

После того как выпуск танков Т-64 был прекращён, от двигателя отказались в пользу V-образных конфигураций, сочтя оппозитный мотор ресурсоёмким и недостаточно удобным для дальнейшего использования.

Сама же идея разработки оппозитного двигателя — это заслуга далеко не Субару, как думают многие. Такие агрегаты ставились на автобусы Икарус, на довольно большое количество мотоциклов (начиная с отечественных Днепров и Уралов, заканчивая BMW R1200GS, а также ему подобных). Естественно, как любые разработки, оппозитный двигатель имеет свои плюсы и минусы.

Плюсы оппозитного мотора

К основным плюсам можно отнести следующие качества:

• За счёт конструкции смещается вниз центр тяжести. Это значительно улучшает управляемость автомобиля, особенно на высоких скоростях. Хотя нет у нас таких дорог, где это можно было бы без риска проверить.
• Нет вибрации при работе. Это относится только к моторам, количество цилиндров которых от 6 и больше. У двигателей с двумя или четырьмя цилиндрами вторичные вибрации не намного ниже, чем у обычных рядных.
• Достаточно . Принято считать, что оппозитные двигатели обладают ресурсом свыше миллиона километров.

Минусы мотора

Естественно, у агрегатов подобной конструкции есть довольно серьёзные недостатки, от которых ещё не избавились разработчики.

• Стоимость обслуживания существенно выше, чем у обычных двигателей. Помимо этого, оппозитный проблематично, а порой практически невозможно ремонтировать самому. Он обладает довольно сложной конструкцией, поэтому лучше, чтобы его ремонтом занимались профессионалы. А это будет стоить немалых денег.
• Из-за первого недостатка плавно выливается второй. В маленьких городах можно просто не найти достаточно квалифицированного мастера, который гарантированно произведёт обслуживание с надлежащим качеством.
• Сложность конструкции, а также большее количество элементов в несколько раз увеличивает стоимость его запасных частей, а также их количество.
• Высокий для оппозитного двигателя считается нормой. Причём он такой высокий, что при подобном расходе обычному агрегату обязательно следует проводить капитальный ремонт. Из этого вытекает ситуация, когда по незнанию автолюбитель просто не контролировал уровень масла в двигателе, что привело к масляному голоданию. Учитывая горизонтальное расположение поршневой, это довольно быстро может привести к необратимым последствиям.

Ознакомившись с тем, как работает оппозитный двигатель, можно сделать вывод, что практически все недостатки такого типа двигателей можно отнести к финансовой части, однако для многих автовладельцев это довольно серьёзный фактор, учитываемый при покупке автомобиля.

Представители компании Субару считают, что возвращение к стандартным типам двигателей было бы для них огромным шагом назад, поэтому они не собираются менять оппозитные моторы на другие модели. По их словам, на уровень продаж не влияет ни цена обслуживания, ни цена непосредственно самих автомобилей.

Оппозитные двигатели были разработаны, для того чтобы сэкономить место под капотом. В результате агрегат получился ниже, короче, но значительно шире. То есть из вертикальной плоскости его перевели в горизонтальную. То есть, по сути, ничего не изменилось, кроме возросшей цены, а также сложности обслуживания. А что касается форсированных моделей с одной или несколькими турбинами, то срок их службы составляет от сотни тысяч километров до нескольких сотен, а никак не миллиона. То же самое касается и расхода топлива — он приблизительно на треть выше, чем у аналогичного по мощности стандартного мотора.

Учитывая все преимущества и недостатки настоящего типа двигателей, сложно их назвать каким-либо техническим прорывом в плане автомобилестроения, однако у этих моторов также есть свои фанаты. Вы с нами согласны?

Простой обыватель, который интересуется автомобилями, знает об оппозитном двигателе не много. В основном только то, что в нем цилиндры имеют горизонтальное расположение и ставится такой мотор на Subaru/. Давайте попробуем расширить горизонты своих знаний и поговорим об оппозитных двигателях.

Оппозитный двигатель — это схема компоновки ДВС, в которой поршни расположены параллельно поверхности в горизонтальной плоскости. При этом два соседних поршня находятся в разных положениях относительно друг друга в одно и то же время. Такое их движение очень похоже на схватку на ринге, часто и моторы называют boxer. Одной из отличительных деталей является монтаж каждого поршня на своей шатунной шейке коленвала. При этом количество поршней всегда делится на два. Самыми популярными являются четырех и шести цилиндровые оппозитные моторы.

Некоторые путают оппозитники с V-образным мотором. Несмотря на некоторое сходство конструкции, есть существенные отличия. Так в V-образном соседние поршни находятся на одной шатунной шейке и при движении в один и тот же момент времени находятся в противоположных точках хода работы.

Можно выделить такие плюсы этого типа двигателей:

• низкий центр тяжести;
• сниженные рабочие вибрации;
• повышенная безопасность при столкновении лоб в лоб.

Каждое из преимуществ имеет свое обоснование. Так заниженный центр тяжести означает лучшую управляемость автомобиля и сцепление с дорогой, также нижнее расположение мотора ставит его на одну линию с коробкой передач, что существенно улучшает эффективность передачи оборотов.

Оппозитный мотор имеет сниженную вибрацию за счет свой компоновки. Это позволяет устанавливать его на коленвал снабженный тремя коренными подшипниками, а не пятью, как это происходит обычно. При этом можно значительно уменьшить габариты и вес всей конструкции.

Высокая безопасность также диктуется низким расположением. При столкновении лоб в лоб двигатель уходит под салон, чем обеспечивает выживаемость пассажиров на передних сидениях. Ну и, в конце концов, оппозитный двигатель имеет характерный звук работы, совсем не похожий на звук работы двигателя классической компоновки.

Ничего не бывает и без недостатков, оппозитный двигатель их тоже имеет. К ним относят:

• достаточная трудность работ по ремонту из-за конструкционных особенностей. Нередко появляется нужда демонтировать двигатель, чтобы провести определенные работы.
• мастера отмечают различный износ цилиндров из-за горизонтального расположения поршней и дальнейшее высокое использование масла.

Сегодня оппозитный двигатель стал визитной карточкой таких брендов как Subaru/ и Porche. Ранее его можно было увидеть на машинах различных марок происхождением из Германии, США, Японии, Италии.

Субару ставит такие двигатели на свои автомобили с 1963-года. Четырехцилиндровые имеют три поколения: серии EA, EJ и FB. Шестицилиндровые стали на конвейер несколько позже, но также имеют три серии: ER, EG и EZ.

Большинство моторов этого типа работают на бензине и имеют распределенный впрыск топлива с верхней системой газораспределения. Бывают моторы с одним (SOНС) или двумя (DOHC) распредвалами, с приводом от коленвала ременной или зубчатой передачей. Во всех моторах этого типа схема газообмена выполнена на основе четырех клапанов. Также есть оппозитные моторы с турбонадувом.

Третье поколение моторов — это сегодня пик инженерной мысли, который имеет небольшие размеры, простую конструкцию, низкий расход топлива и сниженные выбросы в атмосферу. Для достижения всех этих показателей было выполнено:

• повышена степень сжатия смеси за счет увеличения хода поршня и снижения объемов камеры сгорания;
• детали стали намного легче за счет их выполнения ковкой, а не литьем;
• введена в работу система изменения фаз газораспределения (AVCS);
• ресурс двигателя и качество смазки повышено за счет нового масляного насоса;
• охлаждение выполнено отдельно для головки двигателя и блока цилиндров с помощью второго контура, что увеличило эффективность.

В 2008 году впервые появился оппозитный мотор, работающий на дизельном топливе, представленный Subaru/. Он имеет 4 цилиндра и мощность в 150 л.с. В его компоновке использованы прогрессивные система впрыска и турбонадува.

Компания Porshe также монтирует на часть своих моделей оппозитные двигатели. Это 911, Boxter, Cayman. В них используются моторы с шестью цилиндрами. Также были разработаны оппозитные моторы с восемью и двенадцатью цилиндрами для машин, которые участвуют в гонках.



Видео об оппозитных двигателях Субару:


Устройство и особенности оппозитных двигателей Субару:


Дефектовка и обзор оппозитного ДВС Subaru/ EJ257 2.5л. turbo (видео, лекция):

Один из интереснейших двигателей внутреннего сгорания: оппозитный двигатель принцип работы, его конструктивные особенности, преимущества и недостатки.

Оппозитный двигатель представляет собой конструкцию с двумя рядами цилиндров горизонтально-расположенных относительно друг друга.

Пальму первенства разработок такого типа двигателей несет автомобильный концерн Volkswagen. Его разработка была закончена в далеком 1938 году и установлен он был на самый легендарный в мире, народный автомобиль Фольксваген Жук (Volkswagen Käfer).

Фольксваген и в настоящее время ставит оппозитный двигатель на престижные автомобили Porsche 997

В сороковых годах прошлого века японский концерн Субару (SUBARU) тоже разрабатывал оппозитную конструкцию двигателя. Он тоже продвинулся в своих разработках и на сегодняшний день комплектует такими движками целый модельный ряд.

Разрабатывая такую конструкцию, инженеры стремились снизить центр тяжести автомобиля, добиваясь таким способом большей устойчивости.

Особенности оппозитного двигателя

Главная особенность, это расположение двух рядов цилиндров, строго в одной плоскости, под углом 180 градусов относительно друг друга.

Оппозитных двигателей несколько видов:

• ОРОС — Opposed Piston Opposed Cylinder в переводе Противоположный поршневой цилиндр
  . Идея такой конструкции предполагает движение поршней навстречу друг другу, находясь в одном цилиндре;

• Boxer – Боксер. Классическая современного оппозитного двигателя. Поршни как бы боксеры на ринге, попеременно машут кулаками, то один, то другой. Один в верхней мертвой точке, другой в нижней мертвой точке и всегда равноудалены друг от друга;

• 5ТДФ. Это уже отечественная разработка. Этот оппозитный двигатель был сделан для танков Т-64 и Т-72. Конструкция его особенная, он двухтактный, имеет два коленвала и поршня движутся навстречу друг другу.

Оппозитный двигатель преимущества:

• Первое и самое главное преимущество, это почти нет вибрации. Движение поршней в разные стороны максимально уравновешивают силы, возникающие при смене вектора движения поршней. Это влияет не только на комфорт, но и на ресурс работы такого двигателя;
• Ресурс. Именно такая компоновка расположения цилиндров дает удивительно высокий ресурс оппозитного двигателя. Они выхаживают свыше 500 тыс. км. Очень много можно встретить автомобилей SUBARU с пробегом до 900 тыс. км. без капитального ремонта;
• Центр тяжести. Это очень нравится конструкторам спортивных автомобилей. Низкий центр тяжести естественно придает больше устойчивости и крайне полезен для гонок, хотя и у серийных автомобилей такое преимущество ценится не меньше;
• Больше места под капотом. Хотя это компенсируется неудобством того, что с боков надо место освобождать, чтобы скомпоновать его, не сильно расширяя капот и переднюю подвеску.

Оппозитный двигатель недостатки:

• Высокая стоимость обслуживания. Даже свечи зажигания невозможно заменить в домашних условиях. Если говорить о самой распространенной марке оппозитников – Субару, то среди её разнообразных моторов практически нет взаимозаменяемости деталей;
• Очень сложный капитальный ремонт. Ввиду необычности и оригинальности конструкции, ремонт осуществляется только в специализированных мастерских, которых не так много;
• Большой расход моторного масла, что связано с конструкцией оппозитника. И конечно быстрее засоряется картер, ввиду большого прогона масла по двигателю.

//www.youtube.com/watch?v=9LBEK-uw7cE

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 , так и . 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/.

Volkswagen Beetle ’1968–72

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 , 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.

SUBARU BRZ оснащается оппозитным двухлитровым двигаталем мощностью 200 лошадиных сил.

Такой силовой агрегат, как оппозитный двигатель (в частности, производителя Subaru/) схож по принципу работы со стандартным, рядным двигателем внутреннего сгорания. Отличает же его специфичность расположения поршней, цилиндров, из-за горизонтальной (а не привычно вертикальной) установки двигателя. Потому, и поршни оппозитного двигателя расположены горизонтально, к тому же, напротив (оппозитно) друг к другу, попарно. Также каждая из этих пар поршней двигателя имеет пару распределительных валов.

С первого взгляда, оппозитный двигатель Субару компактнее прочих, той же мощности, объема. Такая иллюзия создается, потому как он «плоский», равномерно заполняет моторный отсек. При этом, мотор-плита короткая, плоская, но широкая. Конструкция её представлена полублоками из двух цилиндров, но в ширину, кроме картера с поддоном, как у рядного, тут «примостился» ещё полублок и головка.

Первыми оппозитные двигатели внутреннего сгорания Субару заприметили и устанавливали на спортивных автомобилях гонщики. Под них позже разработали и 12-ти цилиндровые двигатели, вместо используемых 6-ти цилиндровых.

Плюсы оппозитного двигателя Subaru/

Достоинств у оппозитного двигателя Subaru/ немало:

1. Распределение массы симметрично около оси, не конкретно на ней (меньше нагрузки на задние колеса) — за счет низкого центра тяжести (плюс возможности его смещения).
2. Высокая функциональность, сравнительно большая продолжительность работы до первой необходимости ремонта – наиболее важный плюс и довод установки именно оппозитного двигателя Subaru/.
3. Сведение к минимуму (либо полное отсутствие вибрации), которая при установке обычного двигателя создает немалый дискомфорт водителю/пассажиру.

Первый плюс(достоинство) наиболее оценено владельцами спортивных машин. Потому как, при скоростных поворотах оппозитный движок Subaru/ даст больше устойчивости
. Кроме того, и скоростные показатели у автомобилей использующих именно эти двигатели сравнительно лучше аналогичных (в особенности среди 12-ти цилиндровых).

Второе преимущество – долговечность работы двигателя
– многочисленно проверялось/подтверждалось. До необходимости капитального ремонта оппозитный двигатель порадует автовладельца не одной тысячей беспроблемно пройденных километров.

Последнее (третье преимущество) возможно, помимо прочего, из-за горизонтального расположения поршней, работающих друг от друга, создавая некий баланс, противовес
. Не все модели оппозитных двигателей Субару, к сожалению, могут похвастаться максимальной устойчивостью к вибрациям. Наилучшим образом «противостоять» вибрационным нагрузкам удается шестицилиндровому оппозитному двигателю (аналогично с 6-ти цилиндровой вариацией рядного двигателя). Но уже 4-х цилиндровый такими успехами и значительными преимуществами не обладает.

Минусы оппозитного двигателя Subaru/

Впрочем, в каждом достоинстве оппозитного двигателя Субару можно найти небольшую «ложку дёгтя». Из таких недостатков:

1. Дороговизна обслуживания двигателя, сложность в подборе необходимых запасных деталей. И, кроме прочего, желательно доверять в вопросах ремонта конкретно таких двигателей исключительно профессионалам, специализирующимся на этом.
2. Высокая стоимость собственно оппозитного двигателя производителя Subaru/, объяснимая сложностью конструкции.
3. Также к расходным статьям с использованием такого двигателя прибавляется большой расход масла.

Самостоятельный же ремонт оппозитного двигателя также невозможен по причине необходимости специализированного инструмента, без которого ко многим деталям нестандартно, горизонтально расположенного двигателя не добраться.

Спектр использования оппозитного двигателя Subaru/

Немного затрудненное финансовое положение значительной массы автолюбителей не дает распространиться популярности оппозитных двигателей Subaru/. Их применение наиболее широко в сфере использования гоночных, скоростных моделей автомобилей. Потому как здесь, указанные ранее преимущества оппозитных двигателей Субару гораздо важнее и перекрывают недостатки их использования.

Кроме того, устанавливаются они, естественно, и в моделях автомобилей производителя Subaru/. Также Porsche нередко прибегает к установке именно этих двигателей в свои автомобили.