Все о оппозитном двигателе: как работает, отличия, преимущества и недостатки
Фанаты бесконечно хвалили двигатель и вечно проклинали ненавистники. Autonews.ru решил изучить одну из «вечных» тем — оппозитные двигатели
Двигатель Subaru Impreza WRX STI tS (Фото: Subaru)
Что такое оппозитный двигатель
оппозитный двигатель (в народе его называют «оппозитным» или «оппозитным») — двигатель внутреннего сгорания, в котором поршни расположены горизонтально и движутся зеркально: навстречу друг другу или, наоборот, в разные стороны — в зависимости от гладить. Слово происходит от английского антонима – «противоположный». Название основано на структуре, которая обсуждается ниже. Несмотря на уникальную ауру, пропагандируемую несколькими автомобильными брендами и их поклонниками, этот подход к двигателям внутреннего сгорания родился несколько десятилетий назад, почти в то же время, что и классический рядный двигатель
примитивная, но очень понятная схема внутреннего устройства оппозитного 4-цилиндрового двигателя. В настоящее время два поршня приближаются и два удаляются. В этом случае две пары поршней являются зеркальным отображением друг друга относительно коленчатого вала. (Фото: kingspeed.tistory.com)
Устройство оппозитного двигателя
Поскольку количество выпускаемых сегодня моделей боксеров можно пересчитать по пальцам, имеет смысл подробно рассмотреть единственную «дожившую» для нас схему — «Боксер». Будут упомянуты и еще несколько интересных моделей, но в основном речь пойдет о трусах-боксерах.
С точки зрения общей теории, как уже говорилось выше, основной особенностью оппозитного двигателя внутреннего сгорания является то, что поршни расположены друг напротив друга в одной плоскости. В противном случае дизайн противоположных сторон мог бы сильно отличаться, что отражено в нескольких ярких примерах ниже.
Виды оппозитных двигателей
«Боксер»
4-цилиндровый двигатель серии FA, разработанный совместно компаниями Subaru и Toyota, является типичным представителем современных оппозитных двигателей. (Фото: Тойота)
Ее прочтение сосредоточено на первом слоге, а схема названа по кинематическим характеристикам (схеме движения) поршня. Как боксеры на боксерском ринге, они либо сходятся, либо отскакивают друг от друга.
В оппозитном двигателе цилиндры расположены под углом 180 градусов, то есть в одной плоскости. Поэтому данный тип силовой установки имеет как уникальные преимущества, так и недостатки – о них мы поговорим далее. В целом, вопреки большому количеству мифов, если не считать «лежачего» цилиндра, оппозитный двигатель легковых автомобилей современных серий представляет собой вполне обычный двигатель, просто имеющий свои особенности. Во всем мире в рядном или V-образном двигателе работают одни и те же компоненты: клапаны, распределительные валы, цепи ГРМ, коленчатые валы, маховики, системы изменения фаз газораспределения и многое другое. Единственное достоинство оппозитника – угол развала цилиндров и характерный алгоритм движения поршня.
OPOC
Поперечное сечение шатунно-поршневой группы двигателя OPOC. (Фото: blog.naver.com)
Так называется технологическая концепция EcoMotors, основанная в 2008 году. Аббревиатура расшифровывается как «Оппозитный поршень, противоположный цилиндр». В переводе это звучит как «оппозитные поршни и оппозитные цилиндры». На первый взгляд, это определение применимо и к тому же «боксеру». Однако OPOC предполагает совершенно другую конструкцию. Во-первых, силовая установка работает по двухтактному циклу, а не по четырехтактному. Во-вторых, в каждом цилиндре одновременно движутся два поршня. Оказывается, в этом типе двигателя количество поршней равно удвоенному числу цилиндров.
На рисунке ниже показано поперечное сечение оппозитного двигателя OPOC. Как видите, внутренние поршни соединены напрямую с коленвалом через короткие шатуны – как у обычного оппозитника. Внешний шатун передает движение через специальные длинные шатуны, прикрепленные по бокам поршня.
Хотя это решение имеет такие преимущества, как малый вес, высокая эффективность и относительно простая конструкция, оно все же не может убедить производителей перейти на OPOC. Главным недостатком сегодняшней действительности стала экологичность. Даже при современных схемах двухтактные схемы просто не могут дать результатов, демонстрируемых четырехтактными двигателями. Поэтому после создания нескольких действующих моделей EcoMotors прекратила свое существование в 2017 году.
Иные схемы, включая танковый 5ТДФ
Как уже говорилось выше, сама идея оппозитного двигателя внутреннего сгорания возникла десятилетиями и проявилась в различных реализациях. Одним из представителей уникальных оппозитных двигателей является 5ТДФ, разработанный в Советском Союзе в 1950-х годах.
Двигатель проектировался как танковый, способный работать на различных видах некачественного топлива, включая бензин, солярку, керосин и даже авиационное топливо. Общая конструкция 5ТДФ представляет собой «обратный боксер». То есть противоположные поршни по-прежнему симметричны друг другу, но каждый ряд поршней имеет свой коленчатый вал. На картинке ниже показано, как это выглядит.
Общая схема оппозитного двигателя с двумя коленчатыми валами (не 5ТДФ). (Фото: AD ClassicTech/Youtube)
Разработки советских конструкторов, воплотившиеся в танковом турбодизельном двигателе 5ТДФ, были весьма прогрессивными для того времени. Применяемые решения решают одновременно несколько задач: многотопливность, компактность, низкий центр тяжести, хорошая удельная мощность и т д., но приходится платить за это и сложностью конструкции, и высокой стоимостью. Так же, как и срок службы двигателя. Для первой партии этих двигателей хорошим результатом считалась 100 часов работы.
Плюсы оппозитного двигателя
Говоря о преимуществах современных оппозитных автомобилей (в основном Subaru и Porsche), можно отметить следующие преимущества:
- Горизонтальное расположение, низкий центр тяжести.
- Балансировочный вал не требуется, что позволяет снизить вес.
- Хорошая балансировка при работе – за счет «взаимной балансировки» поршней.
- Высокий объемный КПД на литр: в среднем оппозитные двигатели имеют больший крутящий момент, чем рядные двигатели аналогичного объема.
Минусы оппозитного двигателя
К сожалению, объективные недостатки оппозиционного тура значительно перевешивают преимущества.
- Отсутствие балансирного вала компенсируется сложностью всего остального. По сравнению с рядным оппозитным двигателем он имеет две головки блока цилиндров, более обширную систему охлаждения, специальную систему смазки и многое другое. Помимо чисто технических нюансов, это создает ощущение эксклюзивности и, следовательно, уникальности. Стоимость запчастей и обслуживания высока.
- Из-за горизонтального расположения цилиндров наблюдается тенденция к увеличению угара масла.
- Планировка неудобная. Широкий двигатель часто «забивается» под капот, что не способствует обслуживанию. Даже регулярная замена свечей зажигания оппозитного двигателя, не говоря уже о замене прокладок и других сложных операциях, стала мемом в автомобильной культуре.
На какие машины ставят оппозитный двигатель
Преимущества оппозитного двигателя можно отнести к середине прошлого века, но они стали неактуальны в современной индустрии Volkswagen. Все более жесткие экологические требования и жесткая конкуренция заставляют инженеров усложнять и без того несовершенные конструкции. Так что сегодняшний горизонтально-диагональный дизайн – интересная «фишка» и общая черта обеих марок, Subaru и Porsche. Все остальные производители отказались от этой идеи после того, как попробовали «плоские» моторы. Мы единогласно пришли к выводу, что игрок соперника был интересным, но совершенно нелогичным.
Также прочитайте:
- Хотите связаться со мной?
