Опозитний двигун - пристрій та опис.  Опозитний двигун: принцип роботи, гідності та недоліки Опозитний двигун: принцип роботи, гідності та недоліки Горизонтальний двигун

Після створення першого у світі двигуна внутрішнього згоряння, виникла необхідність його вдосконалення та підвищення потужності. Коли рішення у вигляді збільшення кількості циліндрів себе вичерпало, почалися пошуки оптимального розташування циліндрів силовий агрегат. Одним з найвдаліших варіантів стало їхнє горизонтальне розташування, а двигун подібної конструкції став називатися опозитним.

Пристрій та принцип роботи опозитного двигуна

Головною відмінною рисоюоппозитного двигуна виступає розташування поршнів, кут між якими дорівнює 180 про. Тобто рух у ньому пар поршнів відбувається у горизонтальній площині. Кожна пара має свій газорозподільний вал, який разом із клапанами, на відміну від звичного рядного двигуна, розташовані горизонтально. Такий тип двигуна широко застосовується на автомобілях виробників Volkswagen Group і SUBARU, ними були оснащені. радянські мотоцикли«Урал» та «Дніпро», автобус «Ікарус».

Горизонтальне розташування циліндрів дозволяє знизити вібрації, взаємно їх компенсуючи і досягти більш плавного ходу. В результаті двигун має здатність плавно нарощувати потужність без помітних ривків, при цьому не так швидко зношуватись. Опозитний двигунзнаходиться в автомобілі біля шасі, що переміщує центр ваги нижче, тим самим підвищує стійкість та керованість транспортного засобу.

Опозитні двигуни випускаються в бензиновому та дизельному виконанні. У сучасних варіантахтаких силових агрегатів для досягнення, економної витрати палива та екологічності, використовують наступні технічні рішення:

1. Зменшений об'єм камери згоряння, що підвищує рівень стиснення.
2. Застосування технології кування при виготовленні деталей поршневої групищо зменшує їх вагу.
3. Застосування технологій зміни газорозподільних фаз.
4. Використання нового типу масляного насосузавдяки якому мастило двигуна виконується більш якісно.
5. Конструктивно нова системаохолодження, що має 2 контури: окремий контур блоку циліндрів та його головки.

Типи опозитних двигунів

Опозитний двигун з моменту створення вдосконалювався понад 70 років, що призвело до появи його наступних модифікацій:

1. Boxer – фірмова технологія Субару. Відрізняється рівним видаленням поршнів один від одного: коли один розташований у ВМТ, другий знаходиться в нижній.

2. ОРОС. Протягом тривалого періоду не був затребуваним, але останнім часом двигун встановлюється на автомобілі та вдосконалюється. У конструкції застосований один колінвал, а в кожному циліндрі працює 2 поршні, що працюють назустріч один одному.

3. Танковий ТДФ. Використовується на танках, розроблених у СРСР. Це двотактний двигун, що застосовується лише на військовій техніці.

Опозитний двигун: плюси та мінуси

Головні переваги опозитного двигуна:

1. Збалансована робота та високий ККД. Це зумовлено розташуванням поршнів по горизонталі, коли вони один одному забезпечують противагу. Найефективнішою моделлю такого двигуна в плані керованості та балансу вважається опозитна шістка.
2. Низький центр ваги в автомобілі, що підвищує його стійкість. Така перевага не надто корисна міському автомобілю, але дуже потрібна спортивним автодля яких життєво важлива стійкість на високій швидкості.
3. Висока надійність та довговічність. Більшість з опозитних моторів здатні пропрацювати до капремонту 500 тис. км, що набагато вище за ресурс роботи двигунів багатьох бюджетних автомобілів, у тому числі Volkswagen.
4. Відповідність високим стандартам пасивної безпеки. У разі лобового зіткнення такий двигун зміщується вниз, не завдаючи шкоди пасажирам та водієві.

Слабкі сторони опозитів:

1. Конструктивні особливості агрегату, що роблять ремонт надто дорогим. Для обслуговування такого двигуна потрібен високий професіоналізм майстра та використання спеціального обладнання.
2. Великі габарити двигуна дозволяють його встановлювати лише в поздовжньому напрямку.
3. обумовлений складністю конструкції.

Складності при ремонті та обслуговуванні оппозитного двигуна

Всі переваги опозитного двигуна повністю розкриваються у шестициліндровому варіанті його виконання. Агрегати з меншою кількістю циліндрів за характеристиками практично такі, як традиційні. Головною проблемою власника автомобіля з опозитом буде складність обслуговування, обумовлена ​​горизонтальним розташуванням циліндра та малим із цієї причини вільним простором під капотом.

Водій самостійно здатний замінити в ньому масло, а інші види робіт можна зробити тільки в автоцентрі. Так, проста заміна свічок повинна проводитися кваліфікованим фахівцем, а новачок, виконуючи цю операцію самостійно, здатний пошкодити головку блоку циліндрів. У разі неполадки ремонт такого двигуна слід проводити також на спеціалізованому СТО.

Єдине, що можна з успіхом проводити самостійно, це боротися з нагаром на деталях поршневої групи та камері згоряння, що утворюється при використанні неякісного палива, їзді без навантаження та на холодному двигуні. Для цього застосовується методика видалення нагару, що називається розкоксовкою, яку ділять на м'яку та жорстку. При твердій через отвір від вивернутої свічки на 12 годин заливають пом'якшувальну рідину, що руйнує нагар.

Для опозитного двигуна такий метод не годиться, тому що викручування в ньому свічок – процедура досить проблематична, вимагає навичок та наявності спеціального інструменту. Але можна застосувати м'яку очищення у вигляді спеціальної присадки, що очищає, до масла. Пробігу 200 км буде цілком достатньо для її дії, після чого олію в силовому агрегаті необхідно замінити.

Якщо на вашому субару, це не завжди віщує дорогий ремонт.

Перспективи застосування опозитних двигунів

Найвідоміші автовиробники, що використовують у моделях, що випускаються опозитний двигун - це Porsche і Subaru. Перший переживає період розквіту, а другий не найкращі часи. Це з націленістю продукції різну цільову аудиторію: у першому випадку автомобілі Порш позиціонуються як елітна продукція, що передбачає високу технологічність і вартість обслуговування, й у другому – машини середнього класу любителів мати гоночні технології на звичайному авто.

За Porsche клієнти готові віддати чималі гроші, але автомобілю з двигуном, що трохи перевищує за потужністю 100 л. с., якому після пробігу 130 тис. км. знадобиться дорогий ремонт, особливо якщо він турбований, можуть віддати перевагу тільки найвідданіші клієнти. Але враховуючи те, що удосконаленням опозитів займаються багато фондів і розробників, а також той факт, що вони застосовуються і в мототехніці, дозволяє зберігати впевненість у тому, що опозитні двигуни ще довго будуть актуальними.

Добридень. З цієї статті ви дізнаєтеся, що таке опозитний двигун, у чому його переваги та недоліки у порівнянні з класичними ДВС.

Загальновідомо, що опозитні двигуни встановлюються лише на окремі моделімашин, саме тому привертають до себе величезну увагу.

"Опозитник" - різновид двигуна внутрішнього згоряння (ДВС), в якому поршні рухаються горизонтально, назустріч один одному і назад. Кут розташування поршнів – 180 °. Цим модифікація відрізняється від звичайного V-подібного двигуна. У ньому, крім першої пари поршнів, існує ще пара сусідніх, які під час руху першої пари займають одне й те саме положення один до одного.

Опозитний двигун може мати різну кількість циліндрів, але вона завжди парна. В даний час зустрічається від 2 до 16 циліндрів у конструкції. Останній різновид був встановлений на деякі спортивні моделі Porsche. Найбільш поширені 4 та 6-циліндрові мотори.

Види опозитних двигунів.

Як було зазначено, рух поршнів у моторі може відбуватися по-різному. Залежно від напрямку цього руху виділяють кілька видів оппозитника.

Перший варіант виконання – це «boxer», названий так, тому що рухи поршнів у ньому спрямовані один до одного, і дуже схожі на бій на боксерському рингу. У зв'язку з тим, що кожен поршень за допомогою шатуна встановлюється на окрему шатунну шийку колінчастого валу, Виходить, що вони розташовані кожен у своєму циліндрі. Відповідно, під час рівного віддалення від осі двигуна на найбільшу відстань, вони розташовуються прямо один навпроти одного. Даний варіант організації часто застосовують у двигунах автомобільного ряду Subaru та Porsche.

Другий варіант побудови «опозитника» – «ОРОС». Він є двотактним. Кожен циліндр двигуна цього типу містить у собі одночасно пару поршнів (перший забезпечує введення суміші, інший – виведення продуктів згоряння), закріплених на одному колінчастому валі. Обидва поршні при цьому працюють на той самий колінвал. Завдяки такій організації маса оппозитника істотно знизилася, що дозволило розширити сферу його використання.

Переваги опозитного двигуна:

Одним з головних плюсів оппозитника є низько розташований центр тяжіння. Це, у свою чергу, сприяє найкращій керованості машини, посилює її стійкість, що дуже цінно, особливо для спорткарів, наприклад, у момент проходження поворотів на високій швидкості. Конструктивно все виглядає досить просто: занижений мотор є сусідом з трансмісією на одній і тій же осі, за рахунок чого потужність передається набагато ефективніше, ніж при його звичайному розташуванні.

Другою безперечною перевагою опозитного двигуна можна назвати майже повну відсутність у ньому вібрацій за винятком тих, що виникають від інерційних сил, що прагнуть розгорнути його навколо вертикально розташованої осі. Двигун працює плавно, оскільки рух розташованих по сусідству поршнів відбувається злагоджено.

Третім плюсом, нерозривно пов'язаним з другим, є те, що колінчастий вал за рахунок балансу мас в «опозитнику» встановлений лише на трьох підшипниках, що суттєво знижує довжину мотора, а відповідно, та його вагу.

Ще однією перевагою є забезпечення пасивної безпеки. Це зумовлено тим, що у разі лобового зіткнення машин двигун йде під корпус автомобіля, не загрожуючи життю пасажирів.

«Опозитник» у стані видає характерний звук, завдяки якому його можна від інших ДВС. Цю особливість багато водіїв також вважають за перевагу.

Недоліки опозитного двигуна:

На жаль, конструкція двигуна одночасно є його недоліком, оскільки ремонтні роботи досить трудомісткі. Потрібно витягати весь вузол із автомобіля навіть для невеликого ремонту. Трудомісткість робіт виливається у високу вартість ремонту для власника автомобіля. Крім того, потрібна також висока кваліфікація робітників, що позбавляє можливості проведення самостійного ремонтув гаражі.

Простий обиватель, який цікавиться автомобілями, знає про опозитний двигун не багато. В основному тільки те, що в ньому циліндри мають горизонтальне розташування і ставиться такий двигун на Subaru. Спробуймо розширити горизонти своїх знань і поговоримо про опозитні двигуни.

Опозитний двигун - це схема компонування ДВС, в якій поршні розташовані паралельно поверхні горизонтальній площині. При цьому два сусідні поршні знаходяться в різних положеннях щодо один одного в один і той самий час. Такий їхній рух дуже схожий на бій на рингу, часто і мотори називають boxer. Однією з відмінних деталей є монтаж кожного поршня на своїй шиї колінвала. При цьому кількість поршнів завжди поділяється на два. Найпопулярнішими є чотири та шести циліндрові оппозитні мотори.

Деякі плутають оппозитники з V-подібним двигуном. Незважаючи на деяку подібність конструкції, є суттєві відмінності. Так у V-подібному сусідні поршні знаходяться на одній шатунній шийці і при русі в той самий момент часу знаходяться в протилежних точках ходу роботи.

Можна виділити такі плюси цього типу двигунів:

• низький центр важкості;
• знижені робочі вібрації;
• підвищена безпека при зіткненні лоба у лоб.

Кожна з переваг має своє обґрунтування. Так занижений центр ваги означає кращу керованість автомобіля і зчеплення з дорогою, а також нижнє розташування мотора ставить його на одну лінію з коробкою передач, що значно покращує ефективність передачі обертів.

Опозитний мотор має знижену вібрацію за рахунок свого компонування. Це дозволяє встановлювати його на колінвал з трьома корінними підшипниками, а не п'ятьма, як це відбувається зазвичай. При цьому можна значно зменшити габарити та вагу всієї конструкції.

Висока безпека також диктується низьким розташуванням. При зіткненні лоба в лоба двигун йде під салон, чим забезпечує виживання пасажирів на передніх сидіннях. Ну і, зрештою, опозитний двигун має характерний звук роботи, зовсім не схожий на звук роботи двигуна класичного компонування.

Нічого не буває і без недоліків, опозитний двигун їх також має. До них відносять:

• достатня складність робіт із ремонту через конструкційні особливості. Нерідко виникає потреба демонтувати двигун, щоб провести певні роботи.
• майстри відзначають різний знос циліндрів через горизонтальне розташування поршнів і подальше високе використання олії.

Сьогодні опозитний двигун став візитною карткою таких брендів як Subaru та Porche. Раніше його можна було побачити машинами різних марок походженням з Німеччини, США, Японії, Італії.

Субару ставить такі двигуни на свої автомобілі з 1963 року. Чотирьохциліндрові мають три покоління: серії EA, EJ та FB. Шестициліндрові сталі на конвеєр дещо пізніше, але також мають три серії: ER, EG та EZ.

Більшість моторів цього типу працюють на бензині та мають розподілене упорскуванняпалива із верхньою системою газорозподілу. Бувають мотори з одним (SOНС) або двома (DOHC) розподільними валами, з приводом від колінвала ремінної або зубчастою передачею. У всіх двигунах цього типу схема газообміну виконана на основі чотирьох клапанів. Також є опозитні двигуни з турбонадувом.

Третє покоління моторів – це сьогодні пік інженерної думки, який має невеликі розміри, просту конструкцію, низьку витрату палива та знижені викиди в атмосферу. Для досягнення всіх цих показників було виконано:

• підвищений ступінь стиснення суміші за рахунок збільшення ходу поршня та зниження обсягів камери згоряння;
• деталі стали набагато легшими за рахунок їх виконання куванням, а не литтям;
• введено в роботу систему зміни фаз газорозподілу (AVCS);
• ресурс двигуна та якість мастила підвищено за рахунок нового масляного насоса;
• охолодження виконано окремо для головки двигуна та блоку циліндрів за допомогою другого контуру, що збільшило ефективність.

У 2008 році вперше з'явився опозитний мотор, який працює на дизельне паливопредставлений Subaru. Він має 4 циліндри і потужність 150 к.с. У його компонуванні використані прогресивні системи упорскування та турбонадуву.

Компанія Porshe також монтує на частину своїх моделей опозитні двигуни. Це 911, Boxter, Cayman. Вони використовуються мотори з шістьма циліндрами. Також були розроблені опозитні мотори з вісьмома та дванадцятьма циліндрами для машин, які беруть участь у гонках.



Відео про опозитні двигуни Субару:

Пристрій та особливості оппозитних двигунів Субару:

Дефектування та огляд оппозитного ДВЗ Subaru EJ257 2.5л. turbo (відео, лекція):

Один з найцікавіших двигуніввнутрішнього згоряння: опозитний двигун принцип роботи, його конструктивні особливості, переваги і недоліки.

Опозитний двигун є конструкцією з двома рядами циліндрів горизонтально-розташованих відносно один одного.

Пальму першості розробок такого типу двигунів несе автомобільний концерн Volkswagen. Його розробка була закінчена в далекому 1938 році і встановлений він був на легендарний у світі, народний автомобільФольксваген Жук (Volkswagen Käfer).

Volkswagen і в даний час ставить опозитний двигун на престижні автомобілі Porsche 997

У сорокових роках минулого століття японський концерн Субару (SUBARU) також розробляв опозитну конструкцію двигуна. Він теж просунувся у своїх технологіях і на сьогоднішній день комплектує такими двигунами цілий модельний ряд.

Розробляючи таку конструкцію, інженери прагнули знизити центр тяжкості автомобіля, домагаючись у такий спосіб більшої стійкості.

Особливості опозитного двигуна

Головна особливість це розташування двох рядів циліндрів, строго в одній площині, під кутом 180 градусів відносно один одного.

Опозитних двигунів кілька видів:

• ОРОС - Opposed Piston у перекладі Opposed Cylinder Протилежний поршневий циліндр. Ідея такої конструкції передбачає рух поршнів назустріч один одному, перебуваючи в одному циліндрі;

• Boxer – Боксер. Класичний сучасний опозитний двигун. Поршні боксери на рингу, поперемінно махають кулаками, то один, то інший. Один у верхній мертвою точкою, Інший в нижній мертвій точці і завжди рівновіддалені один від одного;

• 5ТДФ. Це вже вітчизняна технологія. Цей опозитний двигун був зроблений для танків Т-64 та Т-72. Конструкція його особлива, він двотактний, має два колінвали і поршні рухаються назустріч один одному.

Опозитний двигун переваги:

• Перше і найголовніше перевага, це майже немає вібрації. Рух поршнів у різні боки максимально врівноважують сили, що виникають при зміні руху вектора поршнів. Це впливає не лише на комфорт, а й на ресурс роботи такого двигуна;
• Ресурс. Саме таке компонування розташування циліндрів дає напрочуд високий ресурс опозитного двигуна. Вони виходжують понад 500 тис. км. Дуже багато можна зустріти автомобілів SUBARU із пробігом до 900 тис. км. без капітального ремонту;
• Центр ваги. Це дуже подобається конструкторам спортивних автомобілів. Низький центр тяжіння природно надає більше стійкості і вкрай корисний для перегонів, хоч і у серійних автомобілівтака перевага цінується не менше;
• Більше місця під капотом. Хоча це компенсується незручністю того, що з боків треба звільняти місце, щоб скомпонувати його, не сильно розширюючи капот і передню підвіску.

Опозитний двигун недоліки:

• Висока вартість обслуговування. Навіть свічки запалювання неможливо замінити у домашніх умовах. Якщо говорити про найпоширенішу марку опозитників - Субару, то серед її різноманітних моторів практично немає взаємозамінності деталей;
• Дуже складний капітальний ремонт. З огляду на незвичайність та оригінальність конструкції, ремонт здійснюється тільки в спеціалізованих майстернях, яких не так багато;
• Велика витрата моторної оліїщо пов'язано з конструкцією оппозитника. І звичайно швидше засмічується картер, зважаючи на великий прогін олії по двигуну.

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

Як свого часу V-подібний двигун «еволюціонував» від рядного, так і опозитна силова установка стала своєрідним технологічним удосконаленням V-подібного двигуна внутрішнього згоряння.

У 1930-х років інженери марки Volkswagen проводили власні розробки силових установок, модернізуючи як , так і . В результаті однієї з таких операцій інженери розклали циліндри V-подібного двигуна під кутом 180 градусів, отримавши перший у світі опозитний двигун. Особливість конструкції такого мотора полягає в тому, що його циліндри та поршні розташовуються оппозитно (з англійського «opposite» - протилежний), тобто один навпроти одного в горизонтальній площині.

При цьому у такого двигуна в конструкції застосовані по два розподільних валівз кожного боку. Ще однією особливістю конструкції такого двигуна є вертикальне розміщення газорозподільних механізмів. Сконструювавши подібний двигун, інженерам Volkswagen вдалося вирішити кілька проблем, властивих V-подібним моторам, головна з яких - незбалансованість, що породжує вібрації силової установкипередаються на кузов і роблять їзду автомобілем некомфортною. Ці двигуни з 1938 року встановлювалися на культову модель міського хетчбека Volkswagen Beetle. А з середини 1960-х років ставку на опозитні двигуни зробила японська компанія Subaru.

Volkswagen Beetle '1968-72

Переваги

Опозитний двигун через горизонтальне розташування циліндрів отримав збалансовану роботу за рахунок того, що працюючі один від одного поршні є своєрідною противагою і створюють такий необхідний для коректної роботи мотора баланс. За оцінками фахівців, краще за оппозитний двигун врівноважений лише рядний шестициліндровий мотор.

Ще одна перевага, яка дає опозитне розташування циліндрів - низький центр тяжіння, що особливо цінується для спортивних машин, Яким важлива така характеристика, як стійкість при проходженні поворотів на швидкості. Через своє горизонтальне розташування мотор як би «розпластан» підкапотному просторізавдяки чому крени автомобіля істотно зменшуються.

Безперечним плюсом опозитного двигуна є його ресурс міцності: деякі двигуни такого типу експлуатувалися до кількох сотень тисяч кілометрів до капітального ремонту.

Недоліки

Поряд із зазначеними вище перевагами є у опозитних двигунів і свої недоліки. Пов'язані вони з особливістю конструкції двигуна і стосуються дорогого обслуговуваннята ремонту «опозитника». Якщо в тому ж рядному або V-подібному двигуні автовласник може поміняти, то зробити цю операцію на опозитному моторі практично неможливо - для цього потрібно застосувати спеціальне обладнання, Які мають тільки СТО. Та й вартість його виробництва порівняно висока, що зрештою позначається на ціннику автомобіля.

SUBARU BRZ оснащується оппозитним дволітровим двигуном потужністю 200 кінських сил.