Оппозитный двигатель субару: особенности, преимущества и недостатки

Преимущества и недостатки

Чтобы в полной мере раскрыть особенности этого мотора, нужно посмотреть на его сильные и слабые стороны.

Начнём с наиболее актуальных преимуществ оппозитных двигателей. К его достоинствам можно отнести следующие моменты:

• чем действительно оппозитный двигатель хорош, так это наилучшей вариацией расположения. Мотор всегда располагается низко, что намного лучше классических ДВС. Это позволяет понизить центр тяжести. Тем самым улучшается устойчивость и управляемость,
• также оппозитник лучший среди конкурентов за счёт нахождения фактически на одном уровне с трансмиссией. Такая особенность даёт возможность минимизировать потери при передаче крутящего момента,
• весомым аргументом в пользу оппозитного двигателя является минимальный уровень вибраций даже тогда, когда автомобиль движется на максимальных скоростях. Такое преимущество объясняется расположением цилиндро-поршневой группы. Тем самым инженеры создали идеальный баланс и смогли гарантировать эффективное гашение всех потенциально возникающих вибраций. От этого двигатель работает плавно, рывки отсутствуют,
• конструктивные особенности и баланс дали возможность использовать для коленчатого вала не 5, а только 3 подшипники. За счёт этого он стал короче и легче,
• среди всех своих конкурентов оппозитник выступает неоспоримым лидером в плане обеспечения пассивной безопасности. Даже при условии сильного лобового столкновения мотор не проникнет внутрь салона. При ударах он просто падает, не нанося урон водителю или пассажирам. Подобная особенность сумела спасти не одну тысячу жизней,
• если правильно обслуживать оппозитный мотор, вне зависимости от типа используемого топлива, оппозитник сможет похвастаться огромным ресурсом. При грамотном отношении такой двигатель служит порядка 1 миллиона километров. Чтобы добиться такого результата, нужно просто вовремя менять масло и прочие расходники, а также не подвергать агрегат чрезмерным экстремальным нагрузкам.

Хотя перечень преимуществ оказался внушительным, оппозитный двигатель также имеет свои существенные недостатки. И эти минусы во многом способны перекрыть все имеющиеся плюсы.

Дорогостоящее самообслуживание. Автовладелец машины с оппозитным мотором сможет выполнять только ряд простейших процедур в процессе обслуживания. Большую часть работ придётся осуществлять с привлечением специалистов. А это дополнительные затраты на содержание транспортного средства.
Дорогой и сложный ремонт. Сложность ремонта провоцирует рост стоимости услуг. Сами запчасти для оппозитники достаточно дорогие. Плюс приходится искать грамотных специалистов. Профессионалов в сфере оппозитных моторов крайне мало. А те, кто работает с такими силовыми установками, просят довольно много денег за свои услуги.
Сложная конструкция. Чтобы выполнить определённые работы и поменять какие-то расходники, порой приходится частично разбирать двигатель. Это проблематично и для неопытного автомобилиста недоступно.
Условная компактность. Хотя такие моторы удалось сделать небольшими и разместить низко, всё равно под капотом им требуется довольно много места.
Активное потребление масла

В оппозитниках крайне важно следить не только за состоянием, но и за количеством масла. Мотор отличается хорошим аппетитом в отношении смазочного материала

Если начнётся голодание, это приведёт к крайне негативным, серьёзным и дорогостоящим последствиям.
Съёмные гильзы цилиндров. Факт их съёмности является положительным моментом. Но для замены гильз приходится проводить ряд сложных мероприятий по частичной разборке мотора. Если этого не сделать, вскоре мотор начнёт ещё активнее потреблять масло, что приведёт в итоге к быстрому выходу из строя всего оппозитного двигателя.
Острый дефицит квалифицированных мастеров. Для России и стран СНГ это одна из главных проблем. Многие бы с удовольствием приобрели себе автомобиль с оппозитным мотором. Но большое количество вопросов вызывает факт отсутствия хороших мастеров. Есть те, кто берётся за обслуживание оппозитников, но качество их работы оставляет желать лучшего. Квалифицированные мастера обходятся дорого, и работают они далеко не в каждом городе.

Оппозитные моторы можно назвать ДВС с прекрасными возможностями и светлыми перспективами. Ещё есть куда стремиться. Потому автопроизводители, кто реально заинтересован в оппозитных моторах, постоянно стараются придумывать что-то новое, внедрять свежие идеи и бороться против объективных недостатков.

Преимущества

После краткого рассмотрения конструктивных особенностей оппозитника, хотелось бы подвести итого по поводу его плюсов.

Их несколько:

1. Благодаря низкому расположению узла можно говорить о существенном снижении центра тяжести. Как следствие, управляемость автомобиля и его устойчивость на дороге (даже при большой скорости) увеличивается в разы.
2. Оппозитник находится практически на одном уровне с трансмиссией, поэтому передача мощности от узла к узлу происходит с максимальной эффективностью.
3. Данный вид мотора хорош практически полным отсутствием вибраций во время движения. Поршневые группы, развернутые на 180 градусов друг относительно друга, отлично сбалансированы и великолепно гасят лишнюю энергию. Как следствие, двигатель работает плавно и без лишних рывков.
4. Оппозитный двигатель отлично сбалансирован, поэтому всегда есть возможность установить коленчатый вал на трех подшипниках (в обычных моторах их целых пять). Благодаря этой особенности, вес и длина мотора существенно уменьшаются.
5. Что касается пассивной безопасности во время движения, то у данного типа моторов практически нет конкурентов. В случае лобового удара с движущимся навстречу транспортным средством двигатель не будет входить в салон, а просто выпадет вниз. Такая особенность уже спасла не один десяток жизней.
6. Оппозитный мотор при правильной эксплуатации имеет огромный ресурс – до миллиона километров. Главное – своевременно производить замену масла и прочих расходников.

Описание

Первый оппозитный двигатель был создан ОгнеславомКостовичем в 80-х годах 19 столетия для обустройства дирижабля «Россия». В 20 веке был сконструирован и запатентован двухтактный оппозитный мотор, который был высоко оценен мастерами из Европы.

Оппозитный двигатель.

После определенный доработок двигатель устанавливался на мотоциклы, легкую авиацию и отечественные танки. В послевоенное время агрегатом интересовались такие компании как Porsche, VW, Subaru и AlfaRomeo.

По сравнению с ранними моделями и прототипами, нынешние моторы прошли череду доработок и усовершенствований, которые продолжаются и по сей день благодаря FujiHeavyIndustries.

Субару экспериментировало с количеством цилиндров, и нашла оптимальный вариант — 6-ти цилиндровый двигатель. Наиболее известными моделями оппозитных агрегатов являются:

• «Боксер» — поршни постоянно равноудаленные друг от друга;
• ОРОС — Opposed Piston Opposed Cylinder — поршни попарно двигаются навстречу.
• 5 ТДФ — двухтактный многотопливный ДВС.

По сути, процесс работы двигателей такого типа не отличается от работы агрегатов другого типа конструкции. В свою очередь, такое расположение цилиндров имеет свои достоинства, равно как и недостатки.

Оппозитный мотор Субару.

Рассмотрим, некоторые технические характеристики оппозитных моторов, которые устанавливались на Subaru:

EJ 25 2.5

Достоинства

Компактность. Разработка данного типа моторов начиналось именно с желания сохранить как можно больше пространства под капотом, а уменьшение высоты позволило достигнуть заданной цели.

Расположение основных элементов оппозитного мотора.

Почти полное отсутствие вибрации достигается за счет «оппозитного» размещения поршней.

Ресурс мотора в среднем составляет от 500 000 км до первого КР. Разумеется, на это число влияет манера вождения, и можно встретить «счастливчиков», которые дожили до 800 000.

Данная конструкция обеспечивает низкий центр тяжести, что особенно ценно в спортивных авто, которым нужно обеспечивать высокую устойчивость.

Недостатки

Наиболее ощутимой проблемой для владельцев субаровских оппозитников является приличная стоимость обслуживания и невозможность совершения «домашнего» ремонта. Также ощутим тот факт, что из-за большого количества модификаций моторов взаимозаменить деталь не представляется возможным.

Неудобства доставляет и процесс шлифования шейки коленвала, который необходимо выполнять не специальном оборудовании. Не стоит забывать и об увеличенном расходе моторного масла, по сравнению с рядными «коллегами».

История возникновения оппозитника

Изначально данный вид силового агрегата применялся в военной промышленности, в частности, на отечественных танках. В дальнейшем на подобных движках ездили Икарусы и мотоцикл Днепр МТ. В данное время установкой оппозитника на свои изделия занимаются две фирмы — Porsche и Subaru.

Первые разработки появились в тридцатых годах прошлого столетия, когда инженеры концерна Volkswagen начали усовершенствовать V-образный и рядный движок. В шестидесятых годах идею перехватила японская фирма Субару. В 2008 году Subaru выпускает первый оппозитник, работающий на дизеле. Отличительные особенности — четырехцилиндровый движок с вместительностью 2 литра. Показатель мощности — 150 л/с.

Рядные двигатели

Классический двигатель внутреннего сгорания — рядный, где все цилиндры расположены в один ряд. В литературе такая конструкция обозначается буквой I или R (от английского Row или немецкого Reihe— ряд), а цифра, стоящая рядом, указывает на число цилиндров (R3, R4, R5, R6). Хотя в жизни обозначение «R» встречается редко — автопроизводители не стремятся отдельно выделять «рядность» мотора, считая такую схему обыденной. Вы никогда не встретите шильдик R6 на крышке багажника, в отличие от V6 — хотя рядная «шестёрка» во многом превосходит V-образную. Но об этом ниже.

Рядный 4-цилиндровый двигатель (R4) — самый распространённый в мире, поскольку попадает в наиболее ходовой диапазон рабочего объёма: от 1 до 3 литров. Есть и более объёмные представители: например, тойотовский турбодизель 15B с кубатурой 4,1 л, который ставят на Mega Cruiser, грузовик Dyna и другие модели. Обратный пример — рядный моторчик Subaru EN07 (модели R1, R2, Pleo) объёмом всего 658 «кубиков». Но это всё-таки исключения: оптимальным объёмом одного цилиндра мотористы считают 0,3–0,7 л. Соответственно, большинство 4-цилиндровых двигателей имеют рабочий объём от 1,2 до 2,8 л.

Ещё одна причина популярности рядной «четвёрки» — её относительная компактность. Мотор R4 можно установить почти на любой автомобиль как продольно, так и поперечно. Чего не скажешь о рядной «шестёрке» R6 — дополнительные 2 цилиндра существенно увеличивают длину агрегата. Установить такой двигатель поперечно инженерам удавалось в единичных случаях (Volvo S80 и XC90, Chevrolet Epica) в паре с компактной коробкой передач. В основном моторы R6 устанавливают продольно.

6 цилиндров в ряд (Straight-6) является одной из лучших конструкций двигателя — такая схема полностью сбалансирована и лишена вибраций, отличается плавной работой и эластичностью. Моторы R6 традиционно применяли немецкие производители (BMW, Mercedes-Benz), а также японские: Nissan (серии RB25/RB26, TB45/TB48, дизель TD42), Toyota (серии M, 1G, 1JZ/2JZ, дизели 1HZ/1HD). К сожалению, почти все эти двигатели в настоящий момент вытеснены более универсальными моторами V6.

У рядной «восьмёрки» проблем из-за исполинских размеров ещё больше. Моторы R8 встречались на американских машинах середины прошлого века, советских лимузинах ЗИС-101 и ЗИС-110. Сегодня такие двигатели работают только на судах и тепловозах, а на автомобилях их полностью вытеснили моторы V8.

Рядные двигатели с нечётным числом цилиндров также встречаются (R3, R5). В большинстве случаев они созданы на базе рядной «четвёрки», которой добавили или отняли один цилиндр. Существуют и двухцилиндровые автомобили (Fiat 500, отечественная «Ока»), но в основном моторы R2, как и двигатели с 1 цилиндром, применяются на мотоциклах.

Сфера применения оппозитных двигателей

Оппозитные двигатели используются совсем не так широко, как V-образные и рядные, однако есть автопроизводитель, который устанавливает моторы такого типа на свои автомобили уже на протяжении полувека. Это — известная японская фирма Subaru. Кроме того, оппозитные агрегаты можно встретить на некоторых моделях Volkswagen и Porsche, ими в свое время оснащались советские мотоциклы «Урал» и «Днепр», венгерские автобусы «Икарус».

Следует заметить, что в последние годы интерес к силовым агрегатам этого типа существенно возрос. По некоторым данным, исследования и разработки по усовершенствованию оппозитных двигателей OPOC, ведущиеся группой американских инженеров, финансирует Билл Гейтс.

Виды оппозитных двигателей

На сегодняшний день существует три основных разновидности оппозитных двигателей:

• Boxer;
• OPOC;
• 5 ТДФ.

Они отличаются друг от друга в основном тем, каким именно образом в них движутся поршни.

Boxer. В оппозитных двигателях этого типа каждый поршень располагается в своем собственном цилиндре, причем они расположены на определенном расстоянии друг от друга, которое всегда остается постоянным. Именно в этом и состоит главная особенность таких силовых агрегатов. Поскольку в процессе функционирования движение их поршней напоминают перемещения боксеров на ринге, то они и получили название Boxer.

OPOC. Эта аббревиатура расшифровывается как Opposed Piston Opposed Cylinder, а особенность конструкции оппозитных двигателей этого типа состоит в том, что в них в каждом из цилиндров находится по два поршня. Они передвигаются навстречу друг другу. Оппозитные двигатели типа OPOC являются двухтактными, в них отсутствуют головки блока цилиндров и механизмы привода клапанов. Благодаря такой конструкции эти силовые агрегаты имеют небольшой вес, причем они бывают как бензиновыми, так и дизельными.

5 ТДФ. Этот тип оппозитного двигателя является отечественной разработкой. В свое время он создавался специально для установки на танки Т-64, несколько позднее использовался в Т-72. Так же, как и в оппозитном двигателе OPOC, в его цилиндрах находится по два поршня, которые движутся навстречу друг другу, однако в отличие от него у каждого из них имеется по собственному коленчатому валу. Камеры сгорания в оппозитных двигателях 5 ТДФ располагаются между поршнями, они работают как на бензине, так и на дизельном топливе. Сейчас эти силовые агрегаты уже не выпускаются.

Особенности оппозитных двигателей

Прежде чем говорить о принципе работы оппозитного двигателя, нужно узнать, что же значит этот самый оппозитный двигатель и какими особенностями он характеризуется.

Оппозитными моторами или оппозитниками называют разновидность силовых установок, которые во многом похожи на классические или традиционные ДВС. Но, в отличие от других используемых на авто ДВС, у оппозитного варианта расположение цилиндров не совсем стандартное. Здесь они стоят горизонтально.

Отличительной особенностью таких автомобильных моторов является нестандартный угол развала рабочих цилиндров. Он составляет 180 градусов. При этом поршни осуществляют своё движение в горизонтальной плоскости, располагаясь при этом зеркально относительно друг друга. То есть своей верхней мёртвой точки эти поршни достигают в один момент, одновременно. Именно этот нюанс считают главной отличительной особенностью оппозитников в сравнении с более традиционными или классическими V-образными ДВС, где поршни двигаются синхронно. Когда один из них достигает своей верхней мёртвой точки, другой при этом достигает нижней.

Такое расположение позволило получить низкий центр тяжести, уменьшить высоту самого мотора. То есть оппозитный двигатель можно уверенно назвать плоским, что позволяет ему занимать значительно меньше места в автомобильном подкапотном пространстве.

Также к отличительным моментам можно отнести использование сразу пары газораспределительных механизмов, хотя коленвал зачастую всё равно один.

Среди автомобилистов стало популярным название боксёр. Это название для оппозитника объясняется тем, что поршни осуществляют движение как бы друг в друга, то есть навстречу. При этом пара рабочих поршней располагаются в одном положении.

Впервые об оппозитных моторах стало известно ещё в 1938 году. Свои усилия к разработке нового типа ДВС приложили инженеры из немецкой компании Volkswagen. На тот момент они представили оппозитный мотор с 4 цилиндрами и рабочим объёмом 2,0 литра. Максимальная мощность такой установки достигла внушительных на тот момент 150 лошадиных сил.

Постепенно оппозитные ДВС начали активно распространяться. В результате их устанавливали на:

• легковые автомобили;
• спортивные модели;
• мотоциклы;
• автобусы;
• военную технику и пр.

В настоящее время оппозитные установки не пользуются огромной популярностью. И на то есть свои объективные причины.

Общая характеристика силового агрегата

Оппозитные двигатели от классических отличаются оппозитной схемой расположения цилиндров, а также здесь иной принцип работы. Такое расположение подразумевает, что поршни находится напротив друг друга, а коленчатый вал расположен непосредственно между ними. Они работают точно так, как и моторы с V-образным расположением цилиндров. Разница заключается в том, что цилиндро-поршневая группа расположена под наклоном в 180 градусов. Поршни двигаются горизонтально.

Чаще всего, когда речь идет о подобных силовых агрегатах, вспоминается модели автомобилей «Субару». Автомобильная марка, заслужившая большую популярность в мире гонок.

Что касается других популярных автомобильных компаний, то они редко используют в своих машинах оппозитный мотор. Известная компания Porsche устанавливает оппозитный двигатель только на нескольких моделях среднемоторной компоновки. Некоторое время назад силовые агрегаты подобного образца устанавливали Honda, Chevrolet, Volkswagen, Ferrari, но позже они отошли от этой практики. В Советском Союзе подобный мотор устанавливали на мотоциклы «Урал» и «Днепр».

Устройство оппозитного ДВС

Главные достоинства оппозитников

Для многих автолюбителей оппозитный двигатель имеет больше положительных сторон, нежели обычный мотор. Здесь стоит отметить, что положительным качеством можно считать не только принцип работы, но и его влияние на восприятия автомобиля в целом. Среди плюсов выделяют следующие моменты:

• выносливость, которая вопреки многим слухам, ни в чем не уступает традиционным рядным либо V-образным ДВС;
• тихая работа. Двигатели в которых цилиндры расположены рядом, имеют неприятное свойство провоцировать сильную вибрацию. Вертикальное расположение цилиндров вызывает повышенную вибронагруженность, что требует внедрения демпферных элементов. За счет того, что поршни движутся горизонтально, снижается уровень шума, производимый агрегатом;
• смещен центр тяжести. Принцип работы двигателя таков, что основная масса распределяется вблизи оси колес. Данный фактор помогает сделать управление автомобиля намного лучше;

Имеющиеся недостатки

Любая техника имеет свои недостатки. Несмотря на то что оппозитный двигатель имеет массу плюсов, но не обошлось и без негатива. Разработчики не сумели избавиться от следующих недостатков:

• дороговизна обслуживания. Если обычный мотор можно обслуживать самостоятельно, или на недорогих станциях технического обслуживания, то с оппозитником дела обстоят сложней. Любая работа, связанная с таким мотором, как оппозитный, должна выполняться исключительно мастерами высокого уровня. На рядовую диагностику и обслуживание двигателя придется потратить немалую сумму. Даже элементарная замена свечей потребует некоторых ухищрений;
• проблема найти мастера высокого уровня. Владелец может иметь деньги, но не каждый возьмется за то, чтобы заниматься мотором. Здесь необходим мастер узкого профиля, которых не так много (актуально для регионов);
• сложное устройство, за счет которого поршни перемещаются горизонтально, а также небольшое процентное соотношение ДВС такого типа делают запчасти относительно дорогим удовольствием;
• большой расход масла. Оппозитный двигатель при любых обстоятельствах более требователен к качеству смазывающих материалов. Особенно тщательно нужно следить за уровнем масла;
• относительно большой расход топлива.

Большая часть недостатков связанна не с качеством работы агрегата, а с его обслуживанием. За то время, которое такие двигателя представлены на рынке, они успели завоевать большое количество поклонник и еще больше скептиков.

Выбор за вами

Субару – компания, которая активней всех занимается разработкой подобных моторов. Несмотря на дороговизну проведения работ связанных с обслуживанием, компания не прекратит выпуск и установку моторов, в которых поршни двигаются горизонтально. Разработчики полагают, что такой шаг, станет шагом назад.

Стоит ли покупать машину, в которой установлен оппозитный двигатель? Сложно дать точный ответ. Качество работы не вызывает нареканий, но все упирается в финансы. Если человеку близко то, что за хорошее нужно хорошо платить, тогда автомобиль подойдет ему.

Однозначно, ходовые качества не разочаруют владельца такой машины. Горизонтально размещенные поршни, превращают стандартный процесс сгорания топливно-воздушной смеси в некую изюминку.

Мотор имеет как поклонников, так и недругов. Подобные автомобили следует выбирать душой.

Разновидности

Во многом принцип работы и некоторые конструктивные особенности зависят от конкретного типа оппозитного силового агрегата.

Выделяют несколько основных категорий горизонтально-оппозитных двигателей:

• боксёры;
• ОРОС;
• танковые моторы.

Боксёры получили самое широкое распространение в оснащении легковых гражданских автомобилей. Основным пользователем таких моторов выступает японская авто]Subaru.

В таком оппозитнике поршни располагаются на определённом расстоянии относительно друг друга и стоят напротив. Если первый поршень фиксируется на определённом отрезке от оси мотора, то и второй будет занимать такое же аналогичное положение. При этом в моторе каждый поршень помещается в свой отдельный цилиндр. Визуализировав работу такого мотора, можно представить себе поединок между двумя боксёрами. Отсюда и соответствующее название.

Что касается других двигателей типа ОРОС, то здесь принцип конструкции и порядок работы, которую осуществляют поршни, несколько иной. Это двухтактные силовые агрегаты. Один цилиндр имеет сразу 2 поршня, закреплённые на одном коленвале. При этом первый отвечает за впуск рабочей топливовоздушной смеси, а второй при этом своевременно выводит образовавшиеся продукты сгорания.

Особенностью двигателей ОРОС является факт отсутствия головки, которая обычно устанавливается на блок цилиндров. Плюс подобного агрегата в работе поршней только на один коленчатый вал. Оппозитник небольшой по своим размерам, требует меньше места и обладает небольшой массой. Это позволило применять мотор в разных сферах и на различных транспортных средствах.

ОРОС может работать на двух видах топлива, то есть на дизельном горючем и на бензине. К его преимуществам также стоит отнести:

• поршни при выполнении своей работы проходят несколько меньшую дистанцию, что существенно снижает силу трения и минимизирует износ;
• повышенная эффективность, которая обусловлена отсутствием вредных воздействий отработанных газов на камеру сгорания. Они осуществляют давление на рабочие поршни;
• если сравнивать с классическими двигателями, масса ОРОС будет на 30-50% меньше;
• в оппозитном моторе такого типа используется меньшее количество элементов. Если сравнивать с рядными и V-образными, разница составит 40-50% в среднем;
• такие силовые агрегаты достаточно экономичные;
• В конструкции не используется система привода клапанов;
• для размещения установки в подкапотном автомобильном пространстве требуется меньше места.

Но не всё так радужно, как сначала может показаться. Этот тип двигателей находится на стадии разработки и постепенного усовершенствования. О каких-то реальных и глобальных успехах говорить рано, поскольку существует ряд скрытых и непредвиденных проблем, возникающих в процессе эксплуатации.

Теперь что касается третьего типа оппозитных моторов, который называют танковым двигателем. Это силовая установка с маркировкой 5ТДФ. Мотор был создан специально для танков серии Т-64 и Т-72.

Танковый двигатель 5ТДФ

У танкового оппозитника внушительный ресурс, поскольку он был изначально рассчитан на установку в крупной военной технике. Поршни делят один цилиндр и движутся в одинаковом направлении, хотя у каждого из них предусмотрен собственный отдельный коленвал.

Место для возгорания топливовоздушной смеси образуется путём создания минимального промежутка или зазора между двумя установленными рабочими поршнями. Как и в случае с ОРОС, здесь в цилиндры поступает воздух, а отработанные газы выходят за счёт работы системы турбонаддува.

За счёт встречного хода рабочих поршней инженерам удалось создать компактный по своим размерам, но внушительный по своей мощности силовой агрегат. Максимальное количество оборотов для танкового оппозитника достигает 2 тысяч. Мощность агрегата составляет 700 лошадиных сил. Рабочий объём мотора может быть 6 и 13 литров.

Танковый оппозитник может функционировать на бензине и на дизельном топливе. Это отечественная разработка, которая в своё время сумела произвести впечатление. Но в настоящее время ТДФ уже не выпускается.