Оппозитный двигатель: плюсы и минусы.
Оппозитный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания, где ряды цилиндров располагаются оппозитно (друг напротив друга) и вращают расположенный между ними коленчатый вал. Если говорить проще, это тот же V образный двигатель только с углом развала 180°.
Плюсы оппозитного двигателя.Такое расположение элементов двигателя выбрано не случайно. В первую очередь автомобили с двигателями такой компоновки имеют низкий центр тяжести, который достигается благодаря тому, что оппозитный плоский двигатель как нельзя лучше располагается внизу моторного отсека. Более легкое навесное оборудование размещается уже над ним. Подобная характеристика позволяет автомобили быть более устойчивым на дороге, что немаловажно на больших скоростях.
Вторым основным плюсом такого двигателя является равномерность его работы и уравновешенность. Это достигается благодаря оппозитному расположению цилиндров, где вибрационные силы одной стороны гасятся вибрационными силами с другой.
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.
Оппозитный двигатель минусы.Однако основные плюсы оппозитного двигателя, как и он сам, с легкой уравновешиваются его минусами, в сравнении с массовой компоновкой двигателей внутреннего сгорания.
В первую очередь это сложность ремонта оппозитных двигателей. Некоторые модификации этих двигателей и вовсе невозможно отремонтировать без извлечения его из моторного отсека. Хотя помимо этого проблемы может вызвать и более сложный механизм газораспределения, да и другие элементы двигателя.
Кроме того давайте не будем забывать о силе притяжения, от которой во время своей эксплуатации больше всего и страдают оппозитные двигатели. Ведь при таком расположении цилиндра, когда поршень движется в нем в горизонтально плоскости, износ гильзы под действием силы тяжести на поршни происходит неравномерно – эллипсоидно. Как следствие, со временем двигатель станет все больше и больше поедать масло.
apelsin-14.satom.ru
Дизельный оппозитный двигатель
Сегодня на автомобили устанавливается много типов различных ДВС, которые отличаются друг от друга по типу используемого топлива и способу его воспламенения (бензин, дизель), а также по компоновке (рядный, V-образный, оппозитный и т.д.).
Если отвлечься от наиболее распространенных рядных «четверок» и «шестерок» с продольным и поперечным расположением, тогда отдельного внимания заслуживают оппозитные моторы.
Как правило, большинство водителей имеют весьма поверхностное представление о таком типе ДВС. Большинство знаний сводится к общеизвестной информации, то есть что в оппозитных агрегатах поршни лежат в горизонтальной плоскости (друг напротив друга), а сам мотор стал массовым благодаря японскому бренду Subaru.
В этой статье мы намерены более подробно поговорить о том, какое устройство оппозитного двигателя, в чем заключаются сильные и слабые стороны подобной силовой установки, а также какие особенности имеет дизельный оппозитный двигатель.
Читайте в этой статье
Оппозитный двигатель внутреннего сгорания: общая информация
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
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.
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.
Сильные и слабые стороны оппозитного двигателя
Если говорить о том, какие преимущества оппозитного двигателя способны привлечь внимание автолюбителей на фоне других разработок, тогда стоит отметить низкий центр тяжести и практически полное отсутствие вибраций во время работы такого ДВС на разных режимах.
Что касается дизельной версии, которая параллельно с этим обещает еще и значительную экономию топлива, тогда минимум вибраций позволяет рассчитывать на существенно повышение комфорта в процессе эксплуатации дизельного автомобиля. Ни для кого не секрет, что даже современные дизели типа TDI и т.п. обычно более шумные и вибронагруженные по сравнению с бензиновыми аналогами.
Также стоит отметить пассивную безопасность, так как оппозитный мотор лучше «уходит» вниз во время лобового удара, тем самым позволяя избежать значительной деформации водительской капсулы. Также смещение центра тяжести вниз при использовании ДВС данного типа обеспечивает улучшенную управляемость и делает автомобиль более устойчивым.
Еще в устройстве этого типа моторов коленчатый вал устанавливается на меньшее количество коренных подшипников скольжения, в результате снижается общий вес агрегата. Получается, оппозитный двигатель работает плавно, без вибраций, находится на одной оси с КПП и благодаря этому отдает больше мощности, машина с таким мотором лучше управляется, повышен уровень пассивной безопасности.
Если же затрагивать недостатки оппозитного двигателя, тогда на первый план выходит сложность его обслуживания и дороговизна ремонта, особенно на территории СНГ. Дело в том, что для проведения ряда манипуляций силовой агрегат нужно попросту снимать. Еще такие двигатели требуют много места в ширину в подкапотном пространстве. Это затрудняет доступ к элементам самого мотора и навесного оборудования.
Также некоторые специалисты выделяют, что несмотря на достаточно большой ресурс оппозитного мотора, нахождение и работа поршней в горизонтальном положении приводит к тому, что стенки цилиндров изнашиваются неравномерно. В результате повышается расход моторного масла.
Что в итоге
Как видно, на сегодняшний день подавляющее большинство оппозитных моторов представляет собой бензиновые версии, которые оснащаются распределенным впрыском, могут быть как атмосферными, так и с турбонаддувом. При этом компания Субару представила также дизельную версию с Common Rail.
Также все поздние версии оппозитников являются высокотехнологичными форсированными агрегатами, которые позволяют получить максимум мощности при значительной экономии горючего. Моторы последних поколений имеют высокую степень сжатия благодаря увеличению хода поршня одновременно с уменьшением объема камеры сгорания.
Еще многие детали в оппозитном моторе кованые, что позволяет сделать их легкими и одновременно прочными. Активное использование систем изменения фаз газораспределения обеспечивает эластичность на разных режимах работы ДВС.Напоследок отметим, что Subaru имеет огромный опыт и целый ряд собственных уникальных наработок в области производства оппозитных двигателей. Это значит, что создание дизельного оппозитника с использованием всех передовых технологий позволило автолюбителям приобрести автомобиль, который оснащен надежным, современным, экономичным и одновременно мощным дизельным ДВС.
Читайте также
krutimotor.ru
ранняя история оппозитных мотоциклов в Европе — Riders — Хайп
© Bike EXIFОппозитный мотор в среде автомобилистов обычно ассоциируется с Subaru, любители ретро вспоминают VW Kafer, но среди мотоциклистов «боксер» (как называют такие моторы в Америке) является признаком мощного и тяжелого байка. Изобретателем оппозита является легендарный Карл Бенц, запатентовавший двигатель с развалом цилиндров 180 градусов в 1896 году.
Схема работы оппозита из WikipediaБлагодаря небольшой высоте, симметричной конструкции, сбалансированности инерционных сил и относительной простоте, такие моторы получили распространение в зарождающейся тогда авиации. Цилиндры, расположенные по бокам носовой части аэроплана, прекрасно обдувались винтом и встречными потоками. Это позволяло исключить из конструкции систему охлаждения, облегчив мотор.
Первые оппозитные мотоциклы были созданы в Бристоле (Англия), откуда они и начали свой «путь на восток». Позднее центром производства таких байков стала Германия, а ко Второй Мировой оппозит добрался и до СССР. А сейчас погрузимся в историю вековой давности и попробуем быстро пройти этот путь вместе.
Douglas и BMW: первые ласточки
Первым производителем мотоциклов с оппозитным мотором стала фирма Douglas из английского Бристоля. Примерно в 1905 ее инженерами был разработан первый двухцилиндровый мотор с развалом «горшков» 180 градусов, имевший рабочий объем 200 см³. Позже были созданы мотоциклетные двигатели с рабочим объемом от 350 см³ до 1 литра. Все они отличались «квадратным» ходом поршня (диаметр цилиндра равен длине хода) и продольным расположением цилиндров. Также фирменной чертой байков Дуглас был ременной привод на колесо.
Douglas 1913 года © FiveprimeПримерно к 1920 году конструкция моторов Douglas была проанализирована и пересмотрена инженерами молодой компании BMW из Баварии. Результатом этой работы стал первый оппозитный двигатель M2B15. Данный движок был использован в прототипе мотоцикла Helios 1920 года. Мотор байка тоже имел продольную ориентацию цилиндров, однако привод на колесо реализовывался цепью, а не ремнем.
Helios 1920, ВикипедияПреимуществом продольного расположения мотора (с поперечным коленвалом) было отсутствие потребности в использовании косозубых передач. Трансмиссия состояла из более простых в производстве шестерней с прямыми зубами, цепей, валов, шкивов и ремней. Но мощный оппозитный движок с продольными цилиндрами получается очень длинным, его сложно поместить под рамой. Кроме того, картер перекрывал приток встречного воздуха к заднему цилиндру, из-за чего тот перегревался. Поэтому вполне логичным стало появление двигателей, рассчитанных на поперечную установку (цилиндры по бокам).
Первым мотоциклом с поперечным мотором стал BMW R32 1923 года. Он оснащался поллитровым мотором M2B15, мощностью 8,5 л. с., разгоняющим байк до 95 км/ч. Для поперечной установки движок доработали, к картеру его двигателя подключался блок сцепления и 3-ступенчатой трансмиссии, расположенный сзади. Впервые на оппозитном мотоцикле использовался мокрый картер со смазкой коробки передач. Еще одним инновационным для мототехники решением стал привод на колесо с помощью карданного вала.
BMW R32 © InspirationSeek.comИменно BMW R32 можно считать прообразом современного мотоцикла с оппозитным мотором. В дальнейшей истории из принципиальных нововведений в конструкции можно выделить разве что подвеску на амортизаторах. У R32 их не было: заднее колесо крепилось жестко, за комфорт водителя и пассажира отвечали простые пружины под седлами, а передняя вилка оснащалась четверть-эллиптической рессорой. Вероятно, на скоростях, близких к максимальной, трясло на таком байке весьма ощутимо, но для своих дней BMW R32 был очень передовым мотоциклом.
Расцвет оппозитных мотоциклов
BMW R32 получил признание в некоторых кругах, так как оппозитный мотор поперечного расположения оказался хорошим решением. Он меньше грелся, снижал центр тяжести байка, что улучшало устойчивость и управляемость. Поэтому в 1925 году BMW выпустила новую модель аналогичного типа, с индексом R37. Она получила усовершенствованный мотор, который имел тот же объем 500 см³, но благодаря доработке головок, системы впуска, повышения степени сжатия и улучшения охлаждения развивал 16 л. с.. Таких мотоциклов было создано чуть больше 150 штук.
1925 BMW R37 © Motorcycle CruiserПосле R37 компания BMW начала параллельный выпуск мотоциклов с разными моторами, унифицированных по остальным узлам (рама, подвеска, колеса и т.д.). Новыми моделями стали R42 и R47, отличающиеся конфигурацией цилиндров. Модели с двойкой в индексе позиционировались как дорожные, с семеркой – носили спортивный характер. В R42 использовался нижнеклапанный мотор, мощностью 12 л. с., в R47 – верхнеклапанный, на 18 лошадей. Таких мотоциклов было выпущено 1720 штук.
BMW R47 — ВикипедияВ 1928 на смену R42 и R47 пришли их модернизированные версии, R52 и R57. Из главных изменений в версии R52 – нижнеклапанный мотор, который получил длинноходный поршень (диаметр 63 мм, ход 78 мм). В R57 движок существенных изменений не претерпел, это был все тот же поллитровый верхнеклапанный мотор на 18 л. с. Экономический кризис в начале 30-х замедлил развитие мототехники, в итоге R52 был заменен одноцилиндровым R4 (400 см³), а на смену R57 пришел R5 (все тот же оппозит на 500 см³).
Параллельно BMW были созданы и 750-кубовые модели мотоциклов, с индексами R62 и R63. Они позиционировались аналогично: младший – дорожный, с нижним расположением клапанов, старший – спортивный, с верхнеклапанным движком. Но кризис затронул и их, поэтому в 1929 году модели сменили на R11 и R16. В них, вместо дорогой трубчатой рамы, была использована более дешевая штампованная, но других серьезных изменений не было, моторы остались прежними.
BMW R11 © OK Team ClassicВ 1934 году, уже во времена правления Гитлера, компаний BMW впустила два новых мотоцикла, R12 и R17. На них впервые вместо листовой рессоры передняя вилка имела амортизаторы телескопического типа. Разделение по классам сохранилось, моторы отличались ГРМ, но стали мощнее. Как и ранее, в R12 двигатель имел нижнеклапанную конфигурацию ГРМ, но его мощность выросла до 18-22 л. с., а в R17 верхнеклапанный оппозитный двигатель развивал до 33 «лошадей». Модели заинтересовали военных, в результате R12 был принят на вооружение Вермахта.
BMW R12 © PinterestОт Бристоля – до Урала
Появившись в начале 20 века в Англии, к концу 30-х мотоциклы с оппозитным мотором набирали популярности и из Германии добрались до СССР. В 1938 году нацистское правительство заказало BMW новый тяжелый мотоцикл с коляской для нужд Вермахта. Этим мотоциклом стал BMW R71, сменивший R12 и R17. Нижнеклапанный мотор этого байка имел мощность 22 л.с., а коробка передач была 4-ступенчатой. Рама впервые получила заднюю подвеску свечного типа, на амортизаторах. BMW R71 хорошо себя зарекомендовал, в частности, карданная передача оказалась гораздо надежнее цепной в условиях грязи и песка.
BMW R71 в окраске для африканских кампаний Вермахта © Ralf Christian KunkelВ конце 30-х перед руководством Красной Армии встал вопрос о новом мотоцикле для нужд вооруженных сил. Ведь отечественный ПМЗ А-750 устаревал, а о его надежности можно судить по бытовавшей в народе расшифровке аббревиатуры ПМЗ как «попробуй меня заведи». Перенимать опыт было решено у немцев, а образцом для подражания выбрали BMW R71, как самый современный из военных байков. В 1939 советское правительство тайно купило в Швеции 5 мотоциклов и передало их инженерам Московского мотозавода (ММЗ).
В СССР конструкцию BMW R71 немного пересмотрели, адаптировав под реалии отечественных технологий. Результатом этих работ стал мотоцикл М-72, выпускавшийся с 1941 года. До войны его сборкой занимался ММЗ, а когда в 1942 немцы подступали к столице – зводское оборудование эвакуировали в Ирбит.
Солдаты на М-72 © Русская семеркаПроизводился М-72 до 1960 года, причем в 50-х он параллельно выпускался на Урале и в Киеве. Всего было выпущено 8500 машин, до середины 50-х все они шли на нужды армии, позже – изредка поступали в продажу населению.
М-72 © PinterestВ послевоенные годы ИМЗ не стал развивать конструкцию нижнеклапанного оппозита М-72, следующей переходной моделью был М-61. Он сочетал в себе раму М-72 с новым верхнеклапанным оппозитным мотором на 650 см³. Позже модель сменилась новым тяжелым мотоциклом «Урал» М-62. А вот в Киеве, на КМЗ, наследники мотоцикла в лице К-750 и «Днепров» выпускались до 90-х годов.
В наши дни компания BMW успешно продолжает традиции, модель R1200GS с оппозитным мотором на 1,2 литра (до 123 л. с.) пользуется популярностью мотогонщиков. Ирбитский завод такими успехами похвастать не может, но мотоциклы «Урал» производятся до сих пор. Они выпускаются малой серией, с использованием импортных компонентов (вроде тормозов Brembo или инжектора ElectroJet). Целевая аудитория мотоциклов – силовые структуры, а также байкеры, являющиеся поклонниками настоящей классики.
hype.ru
