- Что такое оппозитный двигатель
- Устройство
- Виды
- Плюсы оппозитного двигателя
- Минусы оппозитного двигателя
- На какие машины ставят
Что такое оппозитный двигатель
Оппозитный двигатель (в просторечии «оппозит» или «оппозитник») — это двигатель внутреннего сгорания, в котором поршни расположены горизонтально и двигаются зеркально: навстречу друг другу, или, напротив, в разные стороны — в зависимости от такта работы. Термин происходит от английского opposite — «противоположный». Обозначение следует из конструкции, которая будет рассмотрена далее. Несмотря на ауру эксклюзивности, подогреваемую парой автобрендов и их почитателями, такая схема ДВС родилась много десятилетий назад, практически одновременно с классическим рядным мотором
Примитивная, но очень наглядная схема внутренней организации оппозитного 4-цилиндрового мотора. Два поршня в данный момент находятся на сближении, два — на удалении. При этом поршни обеих пар зеркальны по отношению друг к другу относительно коленвала.
Устройство оппозитного двигателя
Так как выпускающиеся сегодня модели с оппозитником можно сосчитать по пальцам, подробно имеет смысл рассматривать единственную «дожившую» до нас схему — «боксер» (boxer). Еще несколько любопытных конструкций тоже будет упомянуто, но в основном речь пойдет про boxer.
Что касается общей теории, то, как отмечалось выше, главным признаком оппозитного ДВС являются поршни, расположенные друг напротив друга в одной плоскости. В остальном же устройство оппозитов может различаться кардинально, что и отражено в нескольких ярких примерах ниже.
Виды оппозитных двигателей
«Боксер»
4-цилиндровый двигатель серии FA совместной разработки Subaru и Toyota — типичный представитель современных boxer-оппозитников.
Читается с ударением на первый слог, а название схема получила ввиду характерной кинематики (схеме движения) поршней. Которые, подобно боксерам на ринге, то сходятся, то отскакивают друг от друга.
В оппозитном двигателе типа boxer цилиндры расположены с развалом 180 градусов — то есть, находятся в одной плоскости. Благодаря чему такие силовые установки обладают характерными как преимуществами, так и недостатками — они еще будут освещены далее. Вообще, вопреки огромному количеству мифов, помимо «лежащих» цилиндров современный серийный легковой оппозитник — самый обычный мотор, просто со своими особенностями. Глобально в нем работают те же детали, что находятся и внутри рядного или V-образного двигателя: клапаны, распредвалы, цепь ГРМ, коленвал, маховик, система изменения фаз газораспределения и т.д. Фактически все «таинство» boxer’ов заключается только в развале цилиндров и характерном алгоритме движения поршней.
OPOC
Шатунно-поршневая группа двигателя OPOC в разрезе.
Так называется техническая концепция фирмы EcoMotors, основанной в 2008 году. Аббревиатура расшифровывается как «opposed-piston opposed-cylinder». В переводе это звучит как «оппозитные поршни и оппозитные цилиндры». С первого взгляда это определение можно применить к тому же «боксеру». Тем не менее, OPOC предполагает совершенно иную конструкцию. Во-первых, силовая установка работает за счет двухтактного цикла, а не четырехтактного. Во-вторых, в каждом из цилиндров одновременно двигаются два поршня. Получается, что в двигателе такого типа количество поршней равно удвоенному количеству цилиндров.
Ниже на иллюстрации показан оппозитный мотор OPOC в разрезе. Как можно видеть, внутренние поршни напрямую связаны с коленвалом короткими шатунами — как в обычном boxer. А внешние передают движение посредством особых длинных шатунов, крепящихся к поршню по бокам.
Несмотря на плюсы, которые обеспечивает подобная схема: малый вес, высокий КПД, относительная простота конструкции, — убедить производителей перейти на OPOC так и не удалось. Главным недостатком в сегодняшних реалиях стала экологичность. Двухтактная схема даже в современном переложении просто не способна выдать результат, который демонстрируют 4-тактные моторы. По итогу, создав несколько действующих образцов, фирма EcoMotors перестала существовать в 2017 году.
Иные схемы, включая танковый 5ТДФ
Как говорилось выше, сама по себе идея оппозитного ДВС насчитывает много десятилетий, проявляя себя самыми разными реализациями. Одним из представителей уникальных оппозитных моторов стал советский 5ТДФ разработки 50-х годов.
Двигатель проектировался как танковый, способный работать на различных видах топлива низкого качества, включая бензин, дизель, керосин и даже авиационное топливо. Общая конструкция 5ТДФ представляет собой «реверсивный боксер». То есть, находящиеся друг напротив друга поршни все так же взаимосимметричны, но каждый из двух рядов поршней имеет свой коленвал. Иллюстрация ниже показывает, как это выглядит.
Общая схема оппозитного двигателя с двумя коленвалами (не 5ТДФ).
Разработка советских конструкторов, воплотившаяся в танковом турбодизеле 5ТДФ, была для своего времени весьма прогрессивной. Примененные решения позволили решить сразу несколько задач: многотопливность, компактность, низкий центр тяжести, хорошая удельная мощность и т.д. Расплачиваться пришлось сложностью и дороговизной конструкции, а также моторесурсом. Наработка в 100 часов считалась для первых серий этих моторов хорошим результатом.
Плюсы оппозитного двигателя
Говоря о достоинствах современных легковых оппозитников (преимущественно Subaru и Porsche), можно отметить следующие плюсы:
- Низкий центр тяжести за счет горизонтальной компоновки.
- Отсутствие необходимости в балансировочных валах, что снижает массу.
- Хорошая сбалансированность при работе — за счет «взаимоуравновешивающей» работы поршней.
- Высокая эффективность с литра объема: в среднем крутящий момент у оппозитов выше, чем у аналогичных по литражу рядников.
Минусы оппозитного двигателя
К сожалению, объективные минусы у оппозитной схемы куда весомее, нежели преимущества.
- Отсутствие балансировочных валов с лихвой перекрывается усложнением всего остального. По сравнению с рядным двигателем в оппозитнике две головки блока, более разветвленная система охлаждения, особая система смазки и т.д. Помимо чисто технических нюансов это также формирует своего рода эксклюзивность — а, соответственно, и высокую стоимость на детали и сервис.
- Склонность к повышенному угару масла ввиду горизонтального расположения цилиндров.
- Неудобство компоновки. Широкий мотор зачастую «трамбуют» под капот в ущерб удобству обслуживания. Даже штатная замена свечей на оппозите, не говоря уже о замене прокладок или иных сложных операциях, стала в автокультуре своеобразным мемом.
На какие машины ставят оппозитный двигатель
Сильные стороны оппозитных двигателей, которые можно было записать им в актив в середине прошлого века, оказались не у дел в современной массовой автоиндустрии. Постоянно ужесточающиеся экологические требования и высочайшая конкуренция вынуждают инженеров усложнять и без того неидеальную конструкцию. По итогу оппозитная схема сегодня — интересная «фишка» и родовая черта лишь двух брендов: Subaru и Porsche. Все остальные производители, однажды поэкспериментировав с «плоскими» моторами, оставили эту затею. Единодушно придя к мнению, что оппозитник — это интересно, но совершенно нелогично.
Что такое контрактный двигатель и нужно ли оформлять замену в ГИБДД
Где находится номер двигателя и что делать, если он не читается
Что такое объем двигателя, на что он влияет и каким бывает
Перегрев двигателя: почему греется и что с этим делать
Windrun