Устройство и принцип работы оппозитного двигателя

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 автокомпания 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.

Минусы оппозитного двигателя

Без недостатков сегодня не обходится ни одно автомобильное устройство, и мотор – не исключение. К тому же, минусов хватает.

Вся проблема в конструктивных особенностях движка, которые делают ремонт очень дорогим. Конечно, это если сравнивать с обычными и более распространенными ДВС. Более того, далеко не каждый мастер может справиться с неполадками в горизонтальном двигателе – чаще всего исправить поломку можно только в фирменном сервисе, особенно в случае с Субару. Так, к примеру, если в обычном движке вы сможете самостоятельно произвести замену свечи, то с оппозитников такой «фокус» не пройдет – придется везти к мастеру.

Сложность конструкции действительно делает эксплуатацию не слишком комфортной. Масло расходуется невероятно быстро, а покупка авто с горизонтальной восьмеркой обойдется вам значительно дороже, чем спорткара с такими же характеристиками скорости и управляемости, но с обычным, вертикальным двигателем.

Но, минусы все же меркнут перед преимуществами. Вряд ли в ближайшие десять-пятнадцать лет от установки таких моторов откажутся производители спортивных машин, такие как Субару или Порше. А все потому, что благодаря использованию столь сложного и дорогого агрегата, любимые спортивные автомобили являются такими мощными, безопасными и быстрыми — какими мы их и знаем на протяжении десятилетий.

Газовый двигатель

Газовые двигатели на сегодняшний день в автоиндустрии в чистом виде почти не используются, поскольку частые поломки моторов, стали причиной полного отказа от них. Вместо этого, газовые установки зачастую можно встретить на бензиновых автомобилях, что значительно экономит расход денег на горючее.

Газ с баллона подаётся на редуктор, который распределяет топливо по цилиндрам, а затем горючее попадает непосредственно в камеры сгорания. После этого с помощью свечей зажигания газ воспламеняется. Единственным недостатком использования газовой установки считается то, что мотор теряет 20% своего потенциального ресурса.

Каждый тип ДВС хорош по-своему, хотя идеала нет

Самые распространенные типы двигателей внутреннего сгорания в мире – это четырехцилиндровый рядный, четырехцилиндровый оппозитный, рядный шестицилиндровый, V6 и V8 – имеют свои плюсы и минусы. Вот все, что вам нужно знать о них, в одной удобной подборке…

Какой мотор сделает больше мощности: 4,0-литровый V6 или 4,0-литровый V8? Ответ не так прост и очевиден. При обсуждении различных двигателей их тип не является наиболее серьезным фактором, влияющим на то, сколько энергии они произведут. Приложите к созданию инженерную изобретательность, и ваш четырехцилиндровый двигатель сможет получить столько же мощности, сколько среднестатистический V12. Так что же заставляет производителей выбирать различные компоновки двигателей? Вот преимущества и недостатки каждого из вариантов движков.

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.

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.

Типы автомобильных оппозитных двигателей

Среди сколь-нибудь серьезных разработок оппозитных двигателей можно выделить два типа, применяемых в настоящее время на автомобилях и неплохо себя зарекомендовавших – «Boxer» и «ОРОС». Здесь следует упомянуть оппозитный двигатель типа 5ТДФ, устанавливавшийся в свое время на отечественных танках Т-64 и Т-72, хотя танк, конечно же, не автомобиль. Рассмотрим, в чем же конструктивное отличие между этими типами оппозитников.

Оппозитный двигатель типа «Boxer»

В двигателях «Boxer» каждый поршень располагается в отдельном цилиндре и перемещается синхронно поршню противоположного цилиндра, при этом расстояние между этими поршнями то уменьшается, то увеличивается во время работы двигателя.

Такой характер движения поршней с шатунами напоминает движение рук боксеров во время поединка (это хорошо видно на приведенном здесь изображении), что и послужило поводом для названия этого типа оппозитников. Число цилиндров в двигателях типа «Boxer» обычно от 4 до 12. Наибольшей популярностью пользуются 6-ти цилиндровые оппозитные моторы, которые отличаются минимальным уровнем вибрации благодаря хорошей сбалансированности.

Оппозитный двигатель типа «ОРОС»

Следующий тип оппозитных двигателей – «ОРОС» – можно по праву назвать уникальным благодаря необычной конструкции цилиндропоршневой группы. Аббревиатура «ОРОС» расшифровывается как «Opposed Piston Opposed Cylinder» (что-то вроде «противоположные поршни в противоположных цилиндрах»), а особенность конструкции двигателей этого типа заключается в том, что в каждом из цилиндров располагается по два поршня, которые во время работы двигателя перемещаются навстречу друг другу. При этом поршень, расположенный дальше от коленчатого вала связан с ним специальным удлиненным шатуном. Получается, что в таком двигателе камера сгорания располагается между двух поршней, когда они в процессе работы приближаются друг к другу. После сжатия смеси в этот промежуток (между поршнями) подается искра (если двигатель бензиновый) и смесь воспламеняется, при этом рабочий ход поршней направлен в противоположные стороны и усилия через два шатуна передаются коленчатому валу.

Оппозитные двигатели типа «ОРОС», как правило, являются двухтактными, в них отсутствуют головки блока цилиндров и газораспределительные механизмы, поскольку роль ГРМ выполняют золотниковые окна в стенках цилиндров. При этом впускные окна перекрывает и открывает один поршень, а выпускные — другой. Благодаря такой конструкции оппозитные двигатели «ОРОС» имеют относительно небольшие габариты и вес. Двигатели такого типа могут быть как бензиновыми, так и дизельными. Для обеспечения максимальной эффективности работы таких оппозитников необходима система наддува и продувки цилиндров. Рассмотренный тип оппозитных двигателей, судя по всему, обладает серьезными перспективами дальнейшего развития, поскольку финансированием усовершенствования конструкции «ОРОС» занимается такая знаменитая и сказочно богатая личность, как основатель Microsoft — Билл Гейтс.

Оппозитный двигатель типа 5ТДФ

Оппозитный двигатель типа 5ТДФ является отечественной разработкой. Как уже упоминалось выше, он создавался специально для танков Т-64 и Т-72.

ОРОС5ТДФОРОС5ТДФ5ТДФ5ТДФ13,6 л2000 об/мин5ТДФ

Современные танки оснащаются газотурбинными двигателями. В частности, суперсовременный танк российской разработки – Т-14 «Армата» оснащается двигателем А-85-3А (12Н360), который имеет Х-образную компоновку (см. рисунок).

Источник

Сложности

Главный недостаток оппозиционного двигателя, сложность, когда хочешь обслужить агрегат. Конструктивное расположение цилиндров не даёт полноценный доступ к агрегату и поэтому без специального оборудования не обойтись. Так, простая замена свечи, выполненная без навыков, повредит и выведет из строя головку цилиндров.

Эксплуатация силовой установки напрямую связана с проведением процедуры чистки, когда поверхности поршней, клапанов и рабочей камеры избавляют от продуктов износа и кокса. На рядном или v-образном моторе работы выполняются самостоятельно, на оппозитном, без навыков не обойтись.

Факторы, влияющие на присутствие нагара:

• Топливо не отвечает установленным требованиям;
• Эксплуатация не прогретого мотора;
• Эксплуатация агрегата на низких оборотах.

Для проведения процедуры очистки используют методы: мягкий и жёсткий:

1. Мягкий метод предусматривает удаление отложений с колец.Процедура сопровождается добавлением в моторное масло моющей присадки, которую потом удаляют при замене масла.
2. Жесткий метод предусматривает проведение процедуры очистки через отверстие свечи.Процедура сопровождается заливкой в цилиндры моющего раствора, после чего в течение двенадцати часов происходит отслоение нагара и отложений. После этого, выкручивают свечи и очищают поверхности от реагентов, посредством прокручивания коленчатого вала стартером. Масло в конце процедуры надо заменить.

Горизонтальная составляющая двигателя усложняет процедуру. При такой компоновке тяжело залить моющее средство, поскольку оно не воздействует на весь поршень, стекая в нижнюю часть детали.

На некоторых моторах периодически проводится регулировка клапанов, например, на Volkswagen T3, что бы оппозитный двигатель работал корректно, устанавливают регулировочные винты коромысла в базовое положение.

Порядок выполнения процедуры:

• Ослабить контргайки, после чего выставить регулировочные винты на один уровень с краем коромысла;
• Установить коленчатый вал в верхнюю мёртвую точку, когда происходит такт сжатия в первом цилиндре. Что бы выполнить операцию, провернуть мотор, пока ротор распределителя зажигания не окажется напротив метки на корпусе распределителя. Положение свидетельствует о том, что первый цилиндр в верхней точке (цилиндр первый – передний справа, цилиндр второй – задний справа, цилиндр третий – передний слева, цилиндр четвёртый – задний слева)
• Закрутить клапанные винты на первом цилиндре до ликвидации зазора;
• Сделать два оборота винтами, затянуть контргайки;
• Сделать поворот коленчатого вала (180°), настроить зазор четвёртого цилиндра;
• Сделать поворот коленчатого вала (180°) настроить зазор третьего цилиндра, снова 180° для регулировки во втором цилиндре.
• Порядок работы цилиндров 1-4-3-2, перед выполнением работ убедитесь, что клапана закрыты.

Регулировка клапанов:

Минусы оппозитного двигателя

Если у оппозитного двигателя есть плюсы, то непременно имеются и определенные минусы:

• затратное самообслуживание – требуется привлечение профессионалов;
• дорогостоящий и сложный ремонт, ведь составные части отличаются своей повышенной стоимостью;
• дороговизна силовой установки;
• сложность конструкции;
• увеличенный расход масла во время работы.

Несмотря на описанные выше минусы, многие автопроизводители оснащают свои модели именно такими агрегатами. Компании-разработчики хорошенько взвешивают все аргументы за и против, прежде чем воспользоваться именно таким типом мотора. Основной плюс – большие возможности и широкие перспективы.

Что такое кик-даун в машине на автомате?

Так, все негативные аспекты, по сути, сводятся к дорогому обслуживанию, что может сказаться на выборе большинства автолюбителей не в пользу представленных агрегатов. Однако крупные производители (Porsche, Subaru) считают, что качество требует больших вложений в сервис.

К примеру, японский автоконцерн не собирается возвращаться к традиционным двигателям внутреннего сгорания, ведь они полагают, что в таком случае совершат шаг назад в технологическом плане. Поскольку автомодели зарекомендовали себя лишь наилучшим образом, то уровень продаж никак не зависит от расценок на обслуживание.

Разрушение мифов

Самая главная цель, так и не была достигнута, размеры оппозитного двигателя отличаются от обычного V-образного настолько слабо, что гордиться этим не приходится, а расположение не чего не меняет

Вот и выходит, что плюсы и минусы будем искать в другом, да и не важно это для автолюбителей, мало или много место, под капот умещается и значит всё хорошо

Оппозитный двигатель Subaru WRC

Есть ли преимущества у оппозитного двигателя

Как и любой другой тип, оппозитный двигатель имеет преимущества и недостатки, которые обусловлены конструктивными особенностями. Несмотря на некоторые отрицательны стороны, преимущества такого типа моторов весьма многочисленны.

1. Чем хорош оппозитный двигатель, так это своим низким расположением, что автоматически понижает центр тяжести транспортного средства. Это существенно улучшает общую управляемость на высоких скоростях, и повышает устойчивость ТС на дороге.
2. Поскольку двигатель расположен низко, он находится практически на одном уровне с трансмиссией, что позволяет с минимальными потерями передавать крутящий момент – потери мощности при этом минимальны.
3. Огромным преимуществом оппозитного двигателя является крайне низкий уровень вибрации даже при высокой скорости движения. Этого эффекта позволил добиться разворот поршневых групп по отношению друг к другу на 180 градусов, что обеспечило отличную балансировку двигателю и быстрое гашение лишней энергии. Соответственно, работа мотора становится на удивление плавной, а какие-либо рывки просто отсутствуют.
4. За счет превосходной балансировки оппозитного двигателя его коленвал, как правило, устанавливается всего на трех подшипниках, а не на пяти, как в стандартных моторах. Это позволяет сделать его более коротким, а также снизить его массу.
5. Именно оппозитный двигатель совершенно не имеет конкурентов в области пассивной безопасности – даже при сильном лобовом столкновении он никогда не «проникнет» в салон, а попросту упадет вниз, не причинив водителю и пассажирам вреда. По статистике, такая особенность спасла не одну сотню человеческих жизней.
6. Любой оппозитный дизельный/бензиновый двигатель при корректной эксплуатации имеет огромный ресурс, который может составить до миллиона километров. Для этого автовладельцу потребуется всего лишь не пренебрегать заменой масла в установленные производителем сроки, а также своевременно менять остальные расходники.

Недостатки тоже присутствуют

Что значит оппозитный двигатель в плане своих достоинств многим понятно, но тем не менее есть и ряд недостатков, благодаря которым такой мотор пока не устанавливается на все выпускаемые сегодня автомобили.

1. Одним из наиболее существенных недостатков все профессионалы признают крайнюю сложность проведения ремонтных работ. Достаточно часто, для проведения несложного ремонта приходится демонтировать весь узел – иначе добраться к горизонтально расположенному двигателю оказывается просто невозможно.
2. Стоит отметить, что сравнительно недолгая эксплуатация ТС с оппозитным двигателем приводит к тому, что он начинает «есть» масло, что связано с износом гильз цилиндров. Они сделаны съемными, поэтому имеется возможность замены, но к числу легких и быстрых эту процедуру не отнесешь.
3. Несмотря на планы конструкторов сделать такой мотор более компактным, он занимает под капотом больше места, хотя и расположен несколько ниже стандартных моторов.
4. Осуществить профессиональный ремонт оппозитного двигателя не так просто, что связано с малочисленностью специалистов, готовых взяться за это, да и стоимость их услуг будет достаточно высокой.

Как не допустить дорогостоящий ремонт

Учитывая все имеющиеся недостатки, можно сделать вывод, что оппозитные моторы дорогие и сложные в ремонте. Основные затраты связаны именно с покупкой запчастей и оплатой услуг мастеров по ремонту. Если же двигатель поддерживать в хорошем рабочем состоянии, тратить на него огромные деньги не придётся.

В этом и заключается основная миссия автовладельца, который хочет приобрести машину с оппозитником, но боится потенциальных затрат на его обслуживание. Есть несколько правил, соблюдение которых позволит получить максимум преимуществ и столкнуться с минимальным проявлением недостатков оппозитного типа двигателя.

1. Периодичность прохождения технического обслуживания. Строго следуйте регламенту, проводите ТО согласно рекомендациям производителя. В условиях наших дорог и климата его можно немного сократить. Если машина эксплуатируется в тяжёлых условиях, от заявленной периодичности обслуживания следует отнять минимум 15%.
2. Квалифицированные мастера. Хотя опытных специалистов по оппозитным двигателям не так много, найти их вполне реально. Если доверять двигатель квалифицированным мастерам, это значительно повысит ваши шансы на длительную безотказную работу оппозитной силовой установки.
3. Тщательный подход к выбору моторного масла. Поскольку оппозитники очень требовательные в отношении моторных масел, здесь нужно строго следовать рекомендациям автопроизводителя. Выбирайте масла, которые советует использовать завод. Соответствующая информация указана в руководстве по эксплуатации. Если купить именно такую марку невозможно, тогда ориентируйтесь на известных производителей с хорошей репутацией. Покупайте смазочный материал для оппозитного мотора только в проверенных магазинах, где есть все гарантии и сертификаты качества. Это позволит избежать приобретения подделки.
4. Заправляйтесь на хороших АЗС. Этот совет актуален для всех типов двигателя, а не только для оппозитных. Хорошее топливо обеспечивает эффективную работу мотора, увеличивает его ресурс, уменьшает риски загрязнения. Даже если вы будете платить за топливо больше, чем на дешёвых автозаправках, всё равно удастся сэкономить. Это проявится в виде безотказности и отсутствия необходимости ремонтировать двигатель из-за негативного влияния низкокачественного горючего.
5. Система охлаждения. Хотя оппозитные моторы оснащаются достаточно эффективной системой охлаждения, даже она не справится с чрезмерными перегрузками двигателя. Не стоит перегружать оппозитник. А для самой системы выбирайте только качественные расходники.
6. Мойка двигателя. Её нужно проводить периодически, а не на постоянной основе, как многие могли подумать. Но даже редкая очистка двигателя позволит нормализовать теплоотдачу и предотвратить перегрев. Отсюда и длительный срок службы мотора, сохранение его моторесурса и отсутствие проблем.

Не стоит верить устоявшему стереотипу, что якобы эксплуатация машины с оппозитным двигателем обходится значительно дороже, чем содержание авто с традиционным ДВС рядного или V-образного типа.

Это наглядно видно на примере автомобилей Subaru. Их запчасти сравнительно недорогие, расходники также не обходятся в огромные суммы денег. Содержать такую машину может человек даже с небольшим уровнем дохода. Всё напрямую зависит от качества обслуживания и правильного ухода. Если грамотно содержать машину, вовремя проводить плановые работы, а также не провоцировать экстремальные перегрузки, двигатель не потребует много денег.

Оппозитные моторы вызывают повышенный интерес, учитывая их сильные качества. В некоторой степени смущают их недостатки. Но они достаточно условные. Любой двигатель может привести к огромным финансовым затратам. Это уже вопрос непосредственно к владельцу и его отношению к своему автомобилю.

Источник

Минусы оппозитного двигателя

Как и любое устройство, мотор этого типа не смог избежать критики в свой адрес. Несмотря на заключённые в себе передовых технологические решения он обладает рядом характерных недостатков.

Можно отметить следующие минусы оппозитного двигателя:

Высокая стоимость

Использование современных конструкторских и инженерных решений требует денежных жертв. Мотор не запущенный в массовое производство не может стоить дёшево

Существенные затраты на обслуживание

Гарантом высоких эксплуатационных качеств двигателя является его своевременное обслуживание и ремонт. Экономия на них приводит к печальному итогу в виде капитального ремонта.

Цена запасных частей

Достаточно взглянуть на стоимость запасных деталей оппозитного двигателя и настроение начинает рушиться, словно карточный домик. Зачастую в силу ограниченного использования мотора на отдельных моделях транспортных средств найти запасные части достаточно трудно.

Что такое оппозитный движок?

В классических моторах цилиндры имеют вертикальную ориентацию и двигаются, соответственно, в направлении: вверх – вниз. В оппозитах они расположены горизонтально, в результате чего поршни ходят влево – вправо. Поскольку такое движение сильно напоминает бой на ринге, в народе этот тип двигателя получил прозвище «боксер».

Интересно, что идея не сильно-то и оригинальна, скорее – забыта. Аналогичные моторы были на борту ушедших в небытие Икарусов и советских мотоциклов вроде Днепра, стояли на некоторых моделях отечественных танков. Конечно, в Subaru разработали более совершенный механизм, но все же начинали вовсе не с нуля.

Из-за горизонтального расположения цилиндров движок кажется более компактным. Однако это обман зрения: по габаритам он аналогичен традиционным, просто имеет меньшую высоту. Зато по ширине превосходит рядный двигатель более, чем в 2 раза. Грубо говоря, он растекся по плоскости, почему и выглядит меньшим по размерам.