Различия между оппозитным и рядным четырехцилиндровым двигателем
Сейчас мы будем говорить об общих чертах и отличительных особенностях рядных и оппозитных четырёхцилиндровых двигателях Boxer Four и Straight Four. А так же об их плюсах и минусах. Ниже короткое видео где подробно все описано.
Различия между оппозитным и рядным четырехцилиндровым двигателем. Видео
https://youtube.com/watch?v=4PGZjUQ-MNk
- Обе конструкции работают по принципу четырёхтактного цикла — пуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.
- В обеих конструкциях рабочий ход происходит каждые 180 градусов поворота количества валов, но у них немного разный порядок зажигания.
- На каждом двигателе мы видим мы видим цилиндры под номерами 1, 2, 3, 4. Для оппозитных порядок зажигания 1, 3, 2, 4., а для рядной 1, 3, 4, 2. Так что порядок работы двух последних цилиндров поменян. Эта разница влияет на то как двигатель сбалансирован. У оппозитного двигателя пары цилиндров, наружу и во внутрь, двигаются вместе. Это значит, что сила инерции первого порядка, которая возникает, когда поршень достигает верхне или нижней мёртвой точки взаимокомпенсируются. С рядным четырёхтактном двигателем та же история — силы инерции первого порядка взаимокомпенсируют друг друга, что касается силы инерции второго порядка — здесь двигатели начинают отличаться. Силы инерции второго порядка создаются за счёт того, что поршень движется быстрее верхней части цилиндра, чем в нижней. Когда поршень достигает максимальной или минимальной мёртвой точки, силы инерции второго порядка направлены вверх или вниз от поршня. У оппозитного двигателя, поскольку поршни расположены напротив друг друга, эти силы инерции сбалансированы, что обеспечивает ровную работу двигателя. В рядный четырёхцилиндровой установке все силы направлены в одном направлении, из-за чего двигатель начинает вибрировать, если не использовать балансировочные валы.
КСТАТИ ГОВОРЯ! Если добавить по два цилиндра к любой из конструкций, будь это оппозитная или рядная шестёрка, все силы инерции крутящего момента будут скомпенсированы.
Вы наверное подумали, что оппозитная шестёрка будет иметь вибрации из-за группы 3-х поршней, но каждая группа из трёх поршней балансирует вибрацию другой группы. Если сравнить размеры двигателей Subaru EJ20 2.0L Boxer-4 и Toyota 22R-E 2.0L Inline-4, то они практически одинаковые, с такой конфигурацией двигатели обычно не выполняют объёма более трёх литров, но раньше их выпускали гораздо большего объёма.
Самая большая современная рядная четвёрка — это бензиновый двигатель от автомобиля Toyota Tacoma, объёмом 2,7 литров.
Но это не значит, что рядная четвёрка не имеет своих преимуществ:
- Как правило, она более компактная, имеет только одну крышку цилиндров и не такая широкая. Что оставляет больше места для подвески и позволяет уменьшить радиус поворота, так как шины автомобиля имеют больше места для поворота.
- Что касается газораспределительного механизма, эта конкретная рядная четвёрка имеет один распредвал с верхним расположением, но чаще в современных автомобилях встречается два распредвала.
- Большим преимуществом рядной четвёрки является, то что она имеет только одну головку цилиндра, один впускной и один выпускной распредвал, меньше движущихся частей, меньше веса, а так же намного проще добраться до колодки цилиндра для обслуживания, будь это регулировка клапанов, или замена свеч с рядной конфигурацией — это сделать намного проще.
Наконец мы добрались до темы звучания двигателей. Многие люди утверждают, что оппозитные двигатели звучат лучше, но на самом деле это не преимущество. Этот звук связан с тем, что выхлопные патрубки имеют разную длину.
И так как Субару отказались от данной конструкции выхлопа, новые оппозитные четвёрки будут звучать так же как и остальные четырёхцилиндровые двигатели. Конечно можно создать выхлопную систему с патрубками, которые имеют разную длину, для получения уникального звука выхлопа. Но это может ухудшить продувку цилиндра из-за неравных пульсаций, да и особого смысла в этом нет. Однако, что касается оппозитного двигателя, установка патрубков с разной длинной кажется привлекательной.
Плюсы и минусы оппозитных двигателей
Коленвал и поршни оппозитного двигателя
Как и другие типы двигателей внутреннего сгорания, оппозитные силовые агрегаты имеют как плюсы, так и минусы. Что касается плюсов, то одним из самых существенных из них является очень низкий уровень вибраций во время работы. Этим такие моторы обязаны именно оппозитному расположению своих поршней. Дело в том, что при движении они взаимно уравновешивают друг друга, и практически полностью отсутствует тот дисбаланс сил, который приводит к возникновению вибраций.
Это преимущество оппозитных двигателей влечет за собой и еще один значительный плюс: поскольку вибраций практически нет, то и износ движущихся частей происходит гораздо медленнее, чем в, скажем, V-образных двигателях. Соответственно ресурс таких моторов весьма велик: практика показывает, что величина их пробега до капитального ремонта составляет около полумиллиона километров. Некоторые владельцы автомобилей, на которых установлены оппозитные двигатели, утверждают, что эта цифра на практике даже больше и составляет от 600 000 до 700 000 километров.
Еще один плюс силовых агрегатов этого типа состоит в низком центре тяжести. Именно поэтому их часто устанавливают на спортивные автомобили. При прохождении поворотов на больших скоростях оппозитные двигатели обеспечивают повышенную устойчивость машин. Кроме того, как уже упоминалось выше, достоинством моторов этого типа вполне можно считать и их небольшую высоту. Справедливости ради, следует заметить, что при этом они несколько шире силовых агрегатов других типов (к примеру, те же V-образных моторов).
Что касается минусов оппозитных двигателей, то основными из них являются следующие: высокая стоимость и сложность в ремонте. Конструкция таких моторов подразумевает высокую точность изготовления многих их основных элементов, применение дорогих высокопрочных материалов. К тому же, их сборка и наладка существенно более сложны, чем аналогичные процедуры для V-образных или рядных ДВС. Диагностика и устранение неполадок оппозитных двигателей возможны только при наличии специализированного оборудования и специально обученным персоналом. Само собой разумеется, что даже незначительный ремонт таких моторов обходится владельцам автомобилей, на которых они установлены, недешево.
Также существенным недостатком оппозитных двигателей считается значительный расход масла. Впрочем, и по такому показателю, как расход топлива, они пока уступают современным V-образным и рядным силовым агрегатам.
Проблемы эксплуатации глазами автовладельца
Рассмотрим, какие проблемы возникают при эксплуатации на примере самых
распространенных авто с оппозитными ДВС – «Субару». Так, владельцы отмечают
сложность подбора запчастей. Одна и та же серия моторов может иметь разный вид
блока и ГБЦ. Каналы, клапаны ГРМ и форма кулачков распредвала тоже отличаются,
поэтому к подбору запчастей при ремонте стоит подходить ответственно. Большинство
деталей приобретаются под заказ – отмечают автовладельцы.
Ресурс оппозитных ДВС на практике существенно отличается. Да, большинство
моторов на раннем пробеге «убиваются» из-за неграмотного тюнинга, но даже без доработок
можно внезапно попасть на ремонт. Частая проблема оппозитников – неравномерная
смазка на зеркале/хоне цилиндров ввиду их горизонтального расположения. Но это
еще полбеды. В борьбе за облегчение, производители укорачивают и без того
маленькие юбки поршня, что провоцирует задиры с последующим стуком.
Царапины на стенке цилиндра
Царапины на стенке цилиндра
Для автомобилей «Субару» это стук 2 и 4 поршня. Но стоит отметить, что
«оппозитники» действительно ресурсные – есть ряд примеров, где стучащий мотор работал
далее 30-50 тысяч километров до капремонта. Это большой плюс для тех, кто ищет надежные
авто.
Вместе с короткими поршнями, производители стали использовать более
тонкие кольца. Из-за этого немного возрос расход масла – утверждают владельцы.
Еще одна «боль» владельцев оппозитных моторов – это шлифовка шейки
коленчатого вала. Особенность в том, что данную работу нельзя выполнить на
станке для обычных агрегатов ввиду узких размеров шеек. Отсюда возникают
трудности с поиском мастера и соответствующаясумма
ремонта.
Владельцам двигателей
EJ25 стоит внимательно следить за температурой двигателя – производитель сделал
маленькую рубашку охлаждения и увеличил диаметр гильз в блоке.
Даже при небольшом перегреве есть склонность к деформации блока и
головки. При пробеге выше 150 тысяч километров стоит контролировать не только
уровень масла, но и антифриза. Из-за тонких гильз и небольшой площади их
контакта с прокладкой, охлаждающая жидкость уходила в цилиндры.
Оппозитные турбированные моторы до 2000 года выпуска имели проблемы с
конфигурацией ЭБУ. Блок не реагировал корректно на октановое число бензина и
температуру окружающей среды. Большое давление наддува разрушало двигатель.
На тех же турбированных EJ25 через 100 тысяч километров требовалось
менять вкладыши (из-за больших нагрузок на узкие шейки и нехватки смазки в
пятне контакта). Благо, производитель предлагает комплекты новых вкладышей с
ремонтными размерами до +0,50.
Плюсы оппозитного двигателя
Бесспорно, появление оппозитного двигателя подстегнуло многих конструкторов и инженеров автомобильных концернов включиться в своеобразную гонку «вооружений». Мотор вобрал в себя практически все передовые и уникальные технологические решения в области двигателестроения.
Можно выделить следующие основные плюсы оппозитного двигателя:
Безопасность
Конструкция мотора оппозитного типа практически совершена с точки зрения специалистов по безопасности. Особенно это наглядно видно при столкновениях транспортных средств, когда силовая установка уходит в нижнюю часть машины. Это исключает физический контакт с телом водителя и переднего пассажира
Высокий запас прочности
Уникальные конструктивные решения, положенные в основу мотора создают ему очень приличный запас прочности. Длительная эксплуатация в тяжёлых условиях не сможет приблизить капитальный ремонт при условии своевременного и правильного обслуживания
Низкий уровень шума
Бензиновые двигатели и так не «славились» повышенной шумностью в работе, но мотор нового поколения явно превзошёл всех их вместе взятых. Встречное движение поршней удивляет бесшумной работой силового агрегата
Баланс
Низкий уровень тяжести, обусловленный горизонтальным расположением цилиндров, даёт возможность автомобилю совершать повороты на приличной скорости. Это положительно сказывается на устойчивости транспортного средства при резких манёврах.
Porsche оснастит Cayenne оппозитным турбомотором
Компания Porsche разрабатывает горизонтально-оппозитные турбомоторы рабочим объемом 1,6, 2,0 и 2,5 л. По сведениям издания Car Magazine, первыми «четверки» с прямым впрыском получат спорткары Boxster/Cayman и вседорожник Cayenne.
Уже давно не секрет, что компания Porsche работает над неким четырехцилиндровым горизонтально-оппозитным турбомотором. Пару лет назад тест-пилот Porsche Вальтер Рёрль даже признался журналистам, что «турбированный» родстер Boxster получит такой двигатель мощностью 365 лошадиных сил. Но теперь стало известно главное – на подходе не один агрегат, а целых три. Причем, согласно инсайдерской информации, добытой британским изданием Car Magazine, один из них станет приводить в движение вседорожник Cayenne!
В Car Magazine утверждают, что на одной модульной архитектуре разрабатываются три двигателя рабочим объемом 1,6, 2,0 и 2,5 литра. Первый станет развивать 210 л.с., второй – 290, а третий – 365. Максимальный крутящий момент двух наиболее способных моторов достигнет соответственно 400 и 470 ньютон-метров.
Если верить репортерам британского издания, первыми новые «турбочетверки» с непосредственным впрыском топлива получат спорткары Bosxter и Cayman, а также вседорожник Cayenne. Но тут речь идет о блоках 2.0 и 2.5. А вот 1600-кубовый «боксер» не подходит ни одному из современных Porsche – проект родстера начального уровня ведь отложен до лучших времен, а у кроссовера Macan и так есть двигатель схожей отдачи (рядный 16-клапанник Audi серии EA888). Может, младшему «оппозитнику» отрядят в напарники тяговый электромотор?
Понравилась заметка? Подпишись и будешь всегда в курсе!
Недостатки этого типа силовых агрегатов
Преимуществ у оппозитных моторов достаточно, но не меньше у них и недостатков, что и привело к не очень распространенному их использованию.
Эти моторы конструктивно сложны, поэтому стоимость их большая, что сказывается на цене обслуживания и ремонта. К тому же сам ремонт их достаточно сложен и требует высокой квалификации от исполнителей. Найти толкового мастера, способного отремонтировать оппозитник крайне сложно.
Горизонтальное положение поршней приводит к тому, что поверхность гильз изнашивается неравномерно, из-за чего в камеры сгорания начинает просачиваться масло. «Жор» масла у автомобилей марки Subaru – явление, можно сказать, обыденное.
Чтобы добиться большего выхода мощности все оппозитные двигатели оснащаются турбонаддувами, которые позволяют увеличить мощностный показатель на 30-40%. Но наличие того же наддува усложняет конструкцию, при этом со временем из-за износа его элементов наддув тоже начнет «гнать» масло в цилиндры, увеличивая в разы его расход.
Трудно сказать, как себя будет показывать двигатель ОРОС в эксплуатации, будут ли у него те же проблемы что и у стандартного оппозитника. Это станет понятным только спустя некоторое время с момента выпуска первых автомобилей с ним.
Попытки использовать оппозитный силовые установки делали многие именитые автомобильные компании, однако практически все они от них отказались. Тем не менее, работы по улучшению оппозитников ведутся постоянно и на исследования выделяются значительные ресурсы.
Как выбрать машину с оппозитным двигателем
Чтобы не ошибиться при покупке машины с «оппозитником», важно подробно выяснить, в каком состоянии мотор, и что предстоит делать в ближайшее время. У мощных Subaru отдельной проблемой – частое битьё
Пожалуй, самый большой процент битых автомобилей на вторичном рынке приходится именно на эту марку, так как машина сложная в управлении и требует хороших водительских навыков. Поэтому перед покупкой такого автомобиля с пробегом нужно обязательно проверить его историю. Сделать это можно с помощью сервиса «Автокод». Здесь можно получить довольно полные данные об авариях, в которые попадал автомобиль. Во-первых, сервис предоставляет данные об авариях из базы ГИБДД
У мощных Subaru отдельной проблемой – частое битьё. Пожалуй, самый большой процент битых автомобилей на вторичном рынке приходится именно на эту марку, так как машина сложная в управлении и требует хороших водительских навыков. Поэтому перед покупкой такого автомобиля с пробегом нужно обязательно проверить его историю. Сделать это можно с помощью сервиса «Автокод». Здесь можно получить довольно полные данные об авариях, в которые попадал автомобиль. Во-первых, сервис предоставляет данные об авариях из базы ГИБДД.
Во-вторых, дополняет эту информацию данными из страховых компаний.
Покупая авто с оппозитным двигателем, всегда держите в уме, что мотор неизбежно потребует вложений, и что даже если сейчас технически всё исправно, снятие двигателя для проведения процедур не за горами. На последние деньги нельзя покупать никакой автомобиль, а машину с «оппозитником» и подавно – имейте запас средств.
Из новых автомобилей на российском рынке можно выделить буквально единицы: «Субару» с кризисом сильно подорожали, их модельный ряд сократился. Ушла самая «народная» модель Impreza, ей на замену пришла Subaru XV. Новая XV обойдётся минимум в 1 599 000 рублей, что довольно дорого за машину со 115 лошадиными силами и слабым оснащением.
Про Porsche можно заикаться только состоятельным россиянам – за новенький 911 придётся отдать как минимум 7 миллионов рублей – за версию с оппозитным 3-литровым мотором мощностью 370 лошадиных сил.
Что касается вторичного рынка, то «живую» Ipmreza с двухлитровым мотором можно найти за 650-700 тысяч рублей, лучше искать на «механике» для полноты ощущений от езды на полном приводе с оппозитным двигателем. Что касается Porsche, то вторичка небогата предложениями на 911, и сюда лучше не лезть без хотя бы 3 миллионов рублей.
Коробки передач
Механическая коробка передач могла устанавливаться лишь в базовые версии с бензиновым 3.6. Но таких машин в продаже не найти.
Остальные кроссоверы, кроме гибридных, шли в паре с 8-ступенчатым автоматом разработки Aisin. Версия АКПП TR-80SD – очень живучая. Случаи ремонта встречаются довольно редко. Главное, регулярно обновлять масло в коробке – каждые 60 000 км. Многих владельцев сбивает с толку рекомендация Porsche производить первую замену трансмиссионной жидкости на 240 000 км. Это слишком поздно.
В гибридных модификациях используется роботизированная коробка передач PDK. Ее слабое место – блок сцепления (около 180 000 рублей).
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.
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.
Оппозитный двигатель SUBARU BOXER.
Инженеры SUBARU наконец показали миру оппозитник нового поколения.
Спустя почти одиннадцать лет, компания Fuji Heavy Industries Ltd. (FHI), которая разрабатывает и производит двигатели для автомобилей марки Subaru, наконец показала миру оппозитный двигатель третьего поколения, который разрабатывался столь долгое время. Двигателями новой серии планируется оснащать все автомобили субару которые будут выпущены после премьеры. Новый оппозитник имеет четыре цилиндра и по прежнему работает на бензине, доступны как более мощная модель с турбонаддувом, так и простой атмосферный двигатель, на вкус и кошелек покупателя.
В новой версии горизонтально-оппозитного двигателя субару были приумножены все преимущества и достоинства пред идущих моделей. Так например, новая версия двигателя стала более компактной, но при этом получила более простую конструкцию, что повышает простоту ремонта, и соответственно ремонтно-пригодность. Также были проведены другие модификации, которые позволили снизить общий расход топлива во всех циклах езды на десять-пятнадцать процентов. Проведенные модификации способствовали улучшению качества выхлопа, что безусловно является огромным плюсом для автомобиля.
Что было изменено в двигателе
Стоит заметить, что инженеры конкретно поработали над новым двигателем. Итак, что же было сделано для улучшения характеристик двигателя. Улучшенную динамику и чистоту выхлопа удалось достичь благодаря увеличению степени сжатия в цилиндрах, для этого был увеличен ход поршня, а за счет уменьшения диаметра поршней удалось уменьшить камеру сгорания. Новая система организации газораспределения позволила оптимизировать процесс газообмена в цилиндрах. Клапаны, открывающиеся и закрывающиеся в нужный момент на определенных оборотах, что дало новому модифицированному двигателю большую максимальную мощность, относительно меньший расход бензина, а также сниженную концентрацию СО2 в выхлопных газах. При модернизации двигателя, конструкторы максимально снизили вес основных движущихся деталей, при этом не потеряв их прочность и качество. Достигли они этого использованием кованых деталей(шатуны, поршни, коленвал), которые как известно гораздо легче своих аналогов произведенных методов заводского литья. От этого конечно себе-стоимость двигателя не уменьшилась. Также на новый оппозитный двигатель субару был установлен улучшенный масляный насос, который в тандеме с качественным моторным маслом обеспечивает максимальное качество смазки рабочих деталей двигателя, что позволяет увеличить ресурс двигателя на тридцать процентов.Дополнительная экономичность была достигнута путем пересмотра взглядов на построение системы охлаждения двигателя. В новой версии использована и новая система охлаждения, которая подразумевает под собой раздельные модули охлаждения для блока цилиндров и ГБЦ. Благодаря такому решению была достигнута дополнительная экономичность за счет уменьшения времени необходимого на прогрев двигателя и доведения до оптимальной рабочей температуры. Также благодаря такой концепции системы охлаждения была получена дополнительная защита от перегрева.Плюсы и минусы оппозитного двигателя.
Габаритность Оппозитный двигатель имеет малую высоту, но при этом, он как будто расстелен по моторному отсеку автомобиля. Несомненно он в 2 – 2.5 раза шире рядного двигателя с тем же количеством цилиндров и примерно того же литража, но при этом оппозитный двигатель будет в два раза короче по длине нежели рядный. Такая концепция расположения двигателя под капотом снижает центр тяжести машины. Также благодаря оппозитному расположению цилиндров, двигатель получается более легким, компактным и симметричным, что упрощает всю конструкцию моторного отсека автомобиля. Минимум вибрации Благодаря оппозитному размещению поршней в субаровских моторах уровень вибрации двигателя значительно меньше, нежели у рядного или V-образного. При работе двигателя поршня в оппозитнике движутся в одной плоскости но не на встречу друг другу, а по принципу “один убегает, другой догоняет”. Благодаря такой компоновке, вибрации создаваемые одним поршнем сглаживаются при работе противоположного поршня. Такое свойство опять таки имеет только оппозитный двигатель, что несомненно является его плюсом. В вариантах с рядными и V-образными моторами конструкторам, чтобы снизить уровень вибрации довольно часто приходится использовать в конструкции двигателей дополнительные балансировочные валы или разнообразные гасители крутильных колебаний(ГКК). Оппозитный двигатель Subaru ничего этого не требует. Краштесты
Технические характеристики двигателя
К наиболее часто упоминаемым параметрам, связанным с двигателем, относятся мощность и крутящий момент двигателя. Решающее влияние на них оказывает рабочий объем, степень сжатия и среднее значение компрессии.
Мощность
Мощность (Р) — это физическая работа, совершаемая за определенный промежуток времени. Формула для расчета мощности выглядит следующим образом:
Р = (F · s) : t (сила · путь : время) или P = F · (сила · скорость).
Применительно к двигателям внутреннего сгорания формула выглядит следующим образом:
P = (M · n) : 9550 (крутящий момент · частота вращения : постоянная).
Следовательно, высокая мощность требует высокой частоты вращения для крутящего момента.
Чем выше вырабатываемая мощность, тем быстрее автомобиль сможет разогнаться с места до 10 км/ч. Кроме того, более высокая мощность обеспечивает более высокую конечную скорость.
Частота вращения, при которой двигатель развивает максимальную мощность, называется номинальной частотой вращения.
Единицей измерения мощности является киловатт ; в формулах обозначается символом «Р» — «power»(англ.: «мощность»).
Крутящий момент
Крутящий момент (М) является произведением действующей на поршень силы (F) и длины плеча рычага (r). Плечо рычага соответствует ходу коленчатого
вала. Формула выглядит следующим образом:
М = F · r.
Высокий крутящий момент обеспечивает уверенный разгон с выходом из нижнего диапазона частоты вращения. Поэтом он особенно проявляется при быстром
трогания с места, а также резком рывке. Характеристика разгона автомобиля на фиксированной передаче называется эластичностью.
В атмосферных двигателях крутящий момент достигает своего максимального значения в диапазоне средних частот вращения, а в двигателях с наддувом — в диапазоне от низких до средних частот вращения. В идеале это значение остается на высоком уровне в относительно широком диапазоне частот вращения (плоская кривая крутящего момента).
Единицей измерения крутящего момента является ньютон-метр ; в формулах обозначается символом «М» — «moment of force» (англ.: «момент силы»).
Хорошим примером влияния высокого крутящего момента или высокой мощности являются автомобили Panamera с бензиновым двигателем V6 и
Panamera с дизельным двигателем V6.
Мощность автомобиля Panamera с бензиновым двигателем составляет 220 кВт (300 л.с.), крутящий момент — 400 Нм;
Дизельный вариант развивает мощность до 184 кВт (250 л.с.) и создает крутящий момент максимум 550 Нм.
Благодаря высокому крутящему моменту дизельный автомобиль Panamera завершает разгон с места до 100 км/ч практически за то же время, что и значительно мощный бензиновый вариант (от 6,3 секунды с PDK до 6,8 секунды с Tiptronic S). Зато максимальная скорость автомобиля с высокооборотистым бензиновым двигателем немного выше (259 км/ч; дизельный вариант: 242 км/ч).