Что такое оппозитный двигатель: плюсы и минусы

Содержание

В зависимости от набора внутренних компонентов существует много видов двигателей. Они делятся на роторные, рядные, V-образные, оппозитные и другие. Агрегаты имеют отличия по типу потребляемого топлива и по некоторым особенностям в конструкции. У каждого из них есть достоинства и недостатки. Следует выяснить, что представляет собой оппозитный двигатель автомобиля, его плюсы и минусы.

Особенности оппозитного двигателя

Расположение цилиндров в разных типах поршневых агрегатов может быть разнообразным: под острым углом, звездообразно или в один ряд. У оппозитного двигателя цилиндры находятся в одной плоскости. Их размещают друг напротив друга под углом в 180 градусов. Такой агрегат чаще всего имеет два распределительных вала. Его газораспределительный механизм располагается в вертикальном положении. Прибор бывает следующих типов:

• Boxer, у которого поршни расположены друг перед другом;
• 5ТДФ, ранее использованный на танках советского производства;
• OPOC, поршни которого находятся в одном цилиндре, и, двигаясь навстречу друг другу, они вращают коленвал.

Многие компании стремились разработать свой оппозитный механизм, чтобы снизить уровень вибрации во время его работы.

Главные преимущества

Большого отличия в работе оппозитного агрегата нет. Его главное преимущество заключается в равномерной работе. К его достоинствам можно отнести следующие факторы:

• Смещение центра тяжести. Управляемость машины улучшается за счёт распределения массы около оси. Такой аспект очень актуален для российских дорог.
• Отсутствие вибрации во время работы. Мотор, у которого цилиндры расположены вертикально, сильно вибрирует при движении по дороге. Это создаёт дискомфорт для водителя.
• Увеличение длительности работы. Ресурс оппозитного боксера намного больше, чем у двигателя со стандартной структурой, его хватает на миллион километров. Он даёт возможность эксплуатировать машину довольно длительный срок.

Все эти аспекты указывают на то, что капитальный ремонт понадобится автомобилю с оппозитным двигателем не так скоро, как с обычным мотором.

Основные недостатки

Главным минусом таких приборов считается сложность проведения ремонта. Для того чтобы их отремонтировать, необходимо сделать полный демонтаж агрегата. Это невозможно осуществить самостоятельно в домашних условиях, поэтому стоимость обслуживания автомобиля с таким мотором будет высокой.

Любой ремонт двигателя требует применения специального оборудования. Без него не обойтись, даже если потребуется всего лишь заменить свечи зажигания. Ещё одной проблемой является тот факт, что в пределах одной модели автомобиля существует большое количество модификаций агрегатов. Соответственно, это усложняет задачу, так как шанс сделать подмену детали сводиться к минимуму.

Значительным минусом считается завышенная цена такого автомобиля, потому что производственные затраты на такой тип агрегата выше, чем на традиционный тип ДВС. Как результат, запчасти тоже будут стоить дороже.

Картер этого двигателя засоряется намного быстрее по сравнению с V-образными агрегатами. Конструкция силовой установки такого типа предполагает значительное потребление моторного масла. А при наличии турбины его расход ещё увеличится.

Самые популярные

Загрузить больше

Интересное

БОЛЬШЕ ИСТОРИЙ

Оппозитный двигатель: покупать или нет?

Оппозитный двигатель — один из самых интересных типов двигателя, разработанных для автомобилей.

Изначально спроектированный для военных целей, он успешно перекочевал на гражданскую автомобильную и мототехнику, продемонстрировав немало положительных качеств.

Из этой статьи вы узнаете:

• Конструкция «оппозита»
• Преимущества оппозитного двигателя
• Недостатки оппозитного двигателя
• Покупать или нет?
• История появления

Именно оппозитный мотор стал визитной карточкой для автомобильных брендов Subaru и Porshe, сумевших выиграть на нём не одно соревнование и завоевать для себя большую армию поклонников.

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.

Недостатки оппозитного двигателя

К основным минусам двигателя с горизонтальным направлением движения поршней большинство экспертов относят дороговизну его эксплуатации, вытекающую из самой конструкции.

Двигатель «практически квадратный» — плоский и широкий. После установки такого двигателя на автомобиль места под капотом совсем не остаётся, что сильно ограничивает возможность проведения работ по его обслуживанию.

Изрядную долю операций приходится производить только после снятия двигателя с автомобиля — а это заметно увеличивает стоимость обслуживания машины. Для владельца дорогого автомобиля этот момент, возможно, не играет большого значения, а для владельца машины эконом-класса этот момент может стать решающим.

Ещё одним существенным недостатком, является дороговизна запчастей. Кроме конструктивных особенностей запчастей, причиной дороговизны является тот факт, что количество автомобилей с оппозитами сравнительно невелико (по сравнению «обычными» двигателями), из-за чего компаний, выпускающих запчасти для таких двигателей, так же немного.

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.

История появления

В 1938-м году в Германии состоялось одно из самых значимых событий в автомобилестроении всего 20-го века — на свет появился автомобиль Фольскваген Жук, который разошёлся по всему миру самым большим тиражом в истории — более 21 миллиона экземпляров.

Именно на этой модели — впервые на гражданских автомобилях — был установлен оппозитный мотор UL260i.

На тот момент это было достаточно необычно — подобные двигатели успешно применялись в оборонной промышленности, но до этого момента никогда не устанавливались на массовые гражданские модели автомобилей.

Со дня появления Жука (и во многом благодаря его бешеной популярности), двигатели с горизонтальным направлением движения поршней начали обретать своих поклонников по всему миру.

Со временем Фольксваген Жук стал культовым немецким спорткаром Порше, затем на свет появилась марка Subaru, сделавшая автомобиль с оппозитом гораздо доступнее, благодаря чему его смог позволить себе практически любой желающий.

Боксерский двигатель: новая технология или умирающая причуда?

В эпоху, когда даже когда-то мощная V-образная конфигурация, кажется, уступает место следующему поколению рядных топливосберегающих двигателей, многие задаются вопросом, что это значит для оппозитного двигателя. Имея множество названий, таких как оппозитный, оппозитный и плоский, конфигурация двигателя, известная для таких автомобилей, как Porsche 911, имела легендарную историю на протяжении десятилетий.

Отличительной чертой оппозитного двигателя является тот факт, что двигатель имеет два ряда цилиндров, и каждый поршень, расположенный прямо горизонтально напротив другого цилиндра, не имеет общей шатунной шейки с противоположным поршнем. Последняя характеристика необходима для того, чтобы двигатель считался оппозитным; часто люди путают оппозитный двигатель с семейством двигателей 180 градусов V, которые похожи, но прикрепляют оба поршня к одной и той же шатунной шейке.

Получивший название «боксер» из-за того, что два боксера движутся друг на друга из-за синхронного возвратно-поступательного движения поршней, оппозитный двигатель был впервые запатентован в 1896 году Карлом Бенцем. Почти такая же стара, как и сам автомобиль, оппозитная конструкция двигателя, безусловно, использовалась на протяжении десятилетий. Возможно, одним из первых и наиболее плодотворных применений был плоский четырехцилиндровый двигатель VW с воздушным охлаждением, который стал основным продуктом Volkswagen Type 1 (Beetle) и производился почти 70 лет, прежде чем был снят с производства; однако его появление в дорожных автомобилях пошло на убыль гораздо раньше, начиная с середины 9 в.0 с. Porsche также известен использованием оппозитных двигателей, особенно на 911 и последующих вариантах модели. Какое-то время некоторые из самых популярных оппозитных двигателей также имели воздушное охлаждение, но это уже не так; Porsche отгрузил последний 911 с воздушным охлаждением (под маркой 993) в 1998 году, а выпуск Beetle с воздушным охлаждением прекратился с выпуском New Beetle в 1997 году. Помимо Porsche, Subaru также широко использовала оппозитные двигатели, а Impreza была хорошо известный пример. Феррари экспериментировала с плоской конструкцией двигателя в 19-м.80-х годов, наиболее ярким примером из которых является Ferrari Testarossa с плоской двенадцатью колесами.

Оппозитные двигатели имеют ряд преимуществ, присущих их конструкции, поскольку центр тяжести оппозитного двигателя расположен намного ниже земли по сравнению с рядным или V-образным двигателем. Это позволяет улучшить боковое ускорение. Кроме того, преимущества обработки огромны. Лучшая способность поворачивать / проходить повороты, уменьшенный крен и лучшее сцепление с дорожным полотном — все это естественно для плоского двигателя по сравнению с его альтернативами из-за его более низкого профиля. Оппозитный двигатель также имеет преимущество с точки зрения баланса; из-за того, что его поршни расположены прямо напротив друг друга, движения выстрела могут полностью отмениться. Следовательно, плоская четверка идеально сбалансирована по сравнению с рядной четверкой из-за того, что вибрации второго порядка могут гаситься; рядная четверка считается несбалансированной, отсюда и необходимость в балансирах и демпфирующих опорах. Оппозитные двигатели также обычно имеют лучшую функциональность системы охлаждения после запуска, поскольку из-за горизонтального характера его профиля масло и охлаждающая жидкость остаются более равномерно распределенными по всему объему, а не опускаются вниз, как это происходит в рядных или V-образных конструкциях. Низкий профиль также обеспечивает более равномерную передачу мощности, поскольку двигатель расположен ближе к остальной части трансмиссии.

Несмотря на все преимущества противоположного двигателя с точки зрения производительности, у него есть несколько заметных недостатков, которые в значительной степени препятствуют его развитию на протяжении десятилетий. Плоская конфигурация всегда вызывает критику из-за того, что широкий профиль значительно затрудняет работу с двигателем. Когда каждая головка блока цилиндров прилегает прямо к моторному отсеку, простая задача, такая как замена свечей зажигания, может стать длительным и трудным процессом. Помимо того, что это раздражает тех, кто ремонтирует эти автомобили, это также увеличивает затраты на техническое обслуживание для среднего владельца, когда приходит время отдать машину в ремонт. Но дополнительные расходы на оппозитный двигатель на этом не заканчиваются. Обычно для них требуется больше деталей и компонентов из-за того, что наличие двух головок цилиндров является врожденным свойством плоской конструкции. Во многих случаях это удваивает количество компонентов головки, компонентов клапанного механизма и охлаждающих рубашек. Дополнительные затраты растут, что делает производство оппозитного двигателя намного дороже . Очевидно, что здесь в игру вступают соображения веса, хотя они не представляют собой серьезного препятствия. Многие оппозитные двигатели ограничены конструкцией среднего двигателя из-за дополнительных требований к размеру, обусловленных его широким профилем; это не всегда так, боксеры меньшего размера, как правило, не облагаются налогом.

Некоторые люди скажут вам, что оппозитный двигатель — это лучшее, что когда-либо случалось с автомобилями, в то время как другие будут утверждать, что на него не стоит плевать — все зависит от того, кого вы спросите. Вне зависимости от того, кто из этих двух групп прав, нельзя не заметить, что движок всегда был скорее нишевой технологией. Как это повлияет на судьбу двигателя в современном автомобильном мире, где все так быстро меняется? Наверное, нигде не отличается от того, что было всегда. Конечно, новые производители не перенимают эту конфигурацию, но те, кто в настоящее время их выпускает, по-прежнему привержены дизайну. Subaru недавно представила новую линейку более компактных и экономичных боксеров, разработанных для решения задач мира, где экономия топлива и эффективность имеют большое значение для очень многих. Porsche также не отказывается от своей традиции плоской шестерки. Фактически, немецкий производитель недавно объявил, что инвестирует в новую линейку оппозитных двигателей, включая четырех- и шестицилиндровые мельницы. Ходят слухи, что люди в Штутгарте даже работают над плоской восьмеркой, чтобы украсить одну из своих будущих моделей. И, конечно же, BMW по-прежнему привержен своей линейке оппозитных двигателей, используемых в ее мотоциклах. Ожидайте, что плоский двигатель будет продолжать работать, как это было на протяжении десятилетий. Возможно, это не будет следующей большой вещью в ближайшее время, но она будет.

 

Мунир Муджахед Ляти: Мунир М. Ляти

Если вы когда-нибудь задумывались о том, что такое оппозитный двигатель, посмотрите это видео из журнала «Объяснение техники». Они используют миниатюрный двигатель Subaru, напечатанный на 3D-принтере, и автомобиль WRX 2018 модельного года, чтобы показать, как работают эти двигатели. Каждый поршень имеет собственный шатунный палец, который двигается как боксерские перчатки. При этом оппозитный двигатель меньше и легче своих собратьев.

 

 

Горизонтально расположенные поршни

Если вы давно увлекаетесь автомобилями, то, вероятно, знаете, что оппозитные двигатели имеют горизонтально расположенные поршни. Эти поршни делят энергию с противоположным поршнем, и между ними есть зазоры для прохождения воздуха и выхлопных газов. Эта компоновка также более эффективна, чем обычные двигатели. В результате двигатели с оппозитными поршнями становятся все более популярными. Консорциум из 280 компаний под названием Calstart пытается сделать эти двигатели более эффективными и надежными.

Основным преимуществом оппозитного двигателя является низкий уровень вибрации, что повышает долговечность и эффективность двигателя. Горизонтально противоположные поршни также позволяют укоротить коленчатый вал. Более короткие коленчатые валы уменьшают вес и нагрузку на вал двигателя. Горизонтально противоположный поршень также менее сложен в изготовлении. Результатом всех этих преимуществ является оппозитный двигатель, который более плавно управляется и обеспечивает лучшую производительность, чем его аналог.

Нижний центр тяжести

Рядные двигатели имеют более высокий центр тяжести, чем оппозитные двигатели. Низкий центр тяжести оппозитного двигателя позволяет расположить двигатель ниже салона, уменьшая центр масс. Это помогает повысить эффективность использования топлива и производительность. Плоская компоновка двигателя означает меньшую вибрацию, уменьшение центра масс и улучшение баланса. Это также позволяет передавать мощность непосредственно на трансмиссию, уменьшая потребность в дополнительных компонентах, подавляющих вибрацию.

Компания Subaru разработала двигатель Boxer, чтобы он был ниже и располагался ближе к центру автомобиля. В результате высота гравитационного центра соперничает с суперкарами. Симметричная балансировка этого двигателя помогает добиться лучшего распределения веса спереди и сзади и делает вождение более увлекательным и безопасным. Но дело не только в двигателе с низким центром тяжести.

Меньше вибрации

Использование оппозитного двигателя для вашего автомобиля дает множество преимуществ. Одним из них является то, что он имеет более сбалансированную систему двигателя, чем любой другой тип. Из-за этого вибрации уменьшаются, а общая работа автомобиля становится более плавной. Еще одним преимуществом является то, что вы будете испытывать меньшую вибрацию во время вождения, так как вы будете управлять автомобилем с оппозитным двигателем. Главное правильно сбалансировать вес автомобиля.

Глядя на различные доступные двигатели, вы можете сравнить их по уровню вибрации, которую они производят. Различия между ними сводятся к тому, как расположены цилиндры в двигателе. Как правило, меньшие углы, как правило, вызывают большую вибрацию, а большие углы, как правило, вызывают меньшую вибрацию. Кроме того, поскольку двигатель Boxer расположен горизонтально, он не требует вибропоглощающих компонентов. Кроме того, оппозитный двигатель обеспечивает более отзывчивое и маневренное управление, чем плоский или рядный двигатель.

Меньший размер

Меньший размер и более компактная конструкция — вот некоторые из преимуществ двигателя Boxer. Небольшие размеры и полностью алюминиевая конструкция двигателя Boxer делают его намного легче своих собратьев. Меньший вес означает, что автомобиль быстрее разгоняется и едет плавнее. Кроме того, более легкий автомобиль означает лучшую топливную экономичность. Может быть трудно найти автомобиль с правильным сочетанием мощности и топливной экономичности.

Хотя оппозитные двигатели считаются нишевой технологией, их производительность не так плоха, как некоторые думают. В конце концов, оппозитные двигатели будут сняты с производства, но пока производители придерживаются своей конструкции. В конечном счете, оппозитные двигатели более эффективны, чем любой другой тип двигателя, но они по-прежнему относительно тяжелы и сложны в производстве. На данный момент их используют только автомобили Porsche и Subaru.

Более высокая выходная мощность

Конструкция двигателя BOXER имеет много преимуществ. Но у него есть и некоторые недостатки. Его высокооборотный характер и компактная камера сгорания означают, что его выходная мощность ограничена временем, затрачиваемым на сжигание топлива. Цилиндры тяжелые, и если бы двигатель был легче, общий двигатель стал бы шире. А более широкий двигатель означал бы более крупное шасси, что непривлекательно с точки зрения компоновки и дорожных условий.

Оппозитный двигатель Subaru — шедевр симметрии. В сочетании с симметричным полным приводом двигатель выдает удивительную мощность. Двигатель расположен вдоль центральной линии автомобиля, что обеспечивает более плавную езду. В то время как 2,5-литровая модель, как известно, на протяжении многих лет испытывала проблемы с прокладкой головки блока цилиндров, 2,0-литровый оппозитный двигатель Subaru оказался наиболее надежным.

Дополнительные детали

Если вы автолюбитель, то знаете, что для оппозитного двигателя требуется больше деталей, чем для рядного 4-цилиндрового двигателя. Оппозитный двигатель имеет две головки блока цилиндров, клапанный механизм и две рубашки охлаждения. Из-за этого эти двигатели могут быть дорогими в производстве и иметь больше движущихся частей, чем рядные 4-цилиндровые двигатели. В результате многие производители ограничивают размер своих оппозитных двигателей конструкцией среднего двигателя. Маленькие боксеры обычно освобождаются от этого правила.

Еще одним преимуществом оппозитного двигателя является его сбалансированность. V-образный двигатель имеет тенденцию быть неуравновешенным, а цилиндры ориентированы вертикально. Горизонтальное расположение двигателя Boxer приводит к тому, что поршни уравновешены и противостоят друг другу. Такой баланс обеспечивает устойчивость колес автомобиля и предотвращает скатывание автомобиля при поворотах или поворотах.