Оппозитные двигатели, их преимущества, недостатки и сфера применения

Минусы мотора

Естественно, у агрегатов подобной конструкции есть довольно серьёзные недостатки, от которых ещё не избавились разработчики.

• Стоимость обслуживания существенно выше, чем у обычных двигателей. Помимо этого, оппозитный проблематично, а порой практически невозможно ремонтировать самому. Он обладает довольно сложной конструкцией, поэтому лучше, чтобы его ремонтом занимались профессионалы. А это будет стоить немалых денег.
• Из-за первого недостатка плавно выливается второй. В маленьких городах можно просто не найти достаточно квалифицированного мастера, который гарантированно произведёт обслуживание с надлежащим качеством.
• Сложность конструкции, а также большее количество элементов в несколько раз увеличивает стоимость его запасных частей, а также их количество.
• Высокий расход масла для оппозитного двигателя считается нормой. Причём он такой высокий, что при подобном расходе обычному агрегату обязательно следует проводить капитальный ремонт. Из этого вытекает ситуация, когда по незнанию автолюбитель просто не контролировал уровень масла в двигателе, что привело к масляному голоданию. Учитывая горизонтальное расположение поршневой, это довольно быстро может привести к необратимым последствиям.

Владельцы авто с оппозитными моторами должны следить за уровнем масла

Ознакомившись с тем, как работает оппозитный двигатель, можно сделать вывод, что практически все недостатки такого типа двигателей можно отнести к финансовой части, однако для многих автовладельцев это довольно серьёзный фактор, учитываемый при покупке автомобиля.

Представители компании Субару считают, что возвращение к стандартным типам двигателей было бы для них огромным шагом назад, поэтому они не собираются менять оппозитные моторы на другие модели. По их словам, на уровень продаж не влияет ни цена обслуживания, ни цена непосредственно самих автомобилей.

Оппозитные двигатели были разработаны, для того чтобы сэкономить место под капотом. В результате агрегат получился ниже, короче, но значительно шире. То есть из вертикальной плоскости его перевели в горизонтальную. То есть, по сути, ничего не изменилось, кроме возросшей цены, а также сложности обслуживания. А что касается форсированных моделей с одной или несколькими турбинами, то срок их службы составляет от сотни тысяч километров до нескольких сотен, а никак не миллиона. То же самое касается и расхода топлива — он приблизительно на треть выше, чем у аналогичного по мощности стандартного мотора.

Учитывая все преимущества и недостатки настоящего типа двигателей, сложно их назвать каким-либо техническим прорывом в плане автомобилестроения, однако у этих моторов также есть свои фанаты. Вы с нами согласны?

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.

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.

Минусы оппозитного двигателя

Но есть у «оппозитников» и минусы, ведь за преимущества, обеспеченные формой и конструкцией, приходится платить. Владельцы машин с оппозитными моторами знают о том, что удовольствие от вождения нужно поддерживать финансовыми вливаниями:

Дороговизна в обслуживании (замена ремня ГРМ стоит около 7-9 тысяч рублей и дороже в зависимости от сервиса);

Ограничение пространства под капотом и сложности в обслуживании остальных узлов;

Дорогие запчасти (сам ремень ГРМ стоит от 9 тысяч рублей и дороже).

Из-за особенностей конструкции, которые обеспечивают море удовольствия от езды на автомобиле и управления им владельцы машин с оппозитными двигателями столкнулись ещё и с дорогой эксплуатацией.

Для проведения даже самых простых процедур с мотором его приходится снимать. Дело в том, что «плита» оппозитного двигателя занимает почти всё пространство под капотом, и в связи с этим обслуживание мотора и некоторых узлов под капотом становится затруднительным и дорогим.

Снятие мотора стоит очень дорого – больше 10 тысяч рублей придётся отдать за то, чтобы просто поменять свечи зажигания. Некоторые запчасти стоят дороже, чем на другие авто – это обусловлено редкостью оппозитных моторов. Понятно, что они не невероятная экзотика, и встречаются не слишком редко, но существенно реже обычных V-образных двигателей. Меньше компаний производят такие детали, следовательно, выше цены.

Типы оппозитных агрегатов

Развитие автомобилестроения позволило прийти к производству оппозитного движка. Толчком к его производству послужило неуемное желание сэкономить подкапотное пространство.

В первую очередь хочется отметить, что существует несколько типов оппозитных агрегатов:

Оппозитный двигатель «боксёр»

• Тип «боксер» (SUBARU) – характеризуетсяравноудаленным движением поршней в цилиндрах – в момент нахождения одного верхней точке, то другой, находящийся противоположно ему – в нижней.
• Оппозитныймотор с устройством ОРОС – на какое-то время про них совсем забыли, но на сегодняшний день вновь приступили к их разработке и усовершенствованию. С использованием одного коленвала, происходит работа двух поршней на каждый цилиндр, движение которых идет навстречу друг другу.
• Советский 5 ТДФ (двигатель, разработанный для танков Т-34) – двигатель, который имеет совершенно иное устройство и принцип работы устройства также отличается от вышеназванных.Работа этого двигателя характеризуется попарной работой поршни в одном цилиндре при движении навстречу друг другу. Кроме того, этот ДВС 5 ТДФ является двухтактным мотором.

На сегодняшний день современные оппозитные моторы заметно модернизировались. В сравнении с V-образным агрегатом заметное отличие выражалось в расположении кривошипов коленвала. В «оппозитных боксерах» количество цилиндров колебалось от четырех до двенадцати, но все-таки оптимальным является шестицилиндровый ДВС. За счет особенного строения коленвала ему присущ низкий уровень вибрации, которая относится к одной из основных проблем четырехцилиндрового «боксера». Эту проблему старались разрешить с помощью разработанных гидроопор для силового агрегата. Но как ни рассуждай, но для двигателя оптимальное решение – это наличие шести цилиндров. Это относится и к оппозитному и к V-образному двигателю.

https://youtube.com/watch?v=9LBEK-uw7cE%2520

Вибрации и балансировка двигателей

Что водитель чувствует сразу, так это вибрации двигателя — они ухудшают комфорт и могут весьма серьёзно досаждать пассажирам. Помимо этого, вибрации снижают надёжность техники, поэтому инженеры тщательно балансируют моторы. В ход идут противовесы на коленвалах, двухмассовые маховики, продвинутые опоры двигателя, балансировочные валы… Но главное — изначально выбрать удачную конструкцию мотора.

В основном двигатель вибрирует от инерции поршней, совершающих возвратно-поступательные движения. Вспомните, как кивают головой пассажиры при резких разгонах и торможениях — примерно так же ведут себя поршни в конце каждого рабочего такта. В одних двигателях силы инерции и моменты от них взаимно компенсируются, в других остаются свободными, вызывая вибрацию.

Как видно из таблицы, в рядной «четвёрке» остаётся свободной сила инерции второго порядка — не столь неприятная, как первого порядка, но тоже чувствительная. Характерная дрожь мотора в определённых режимах работы — её «заслуга». В оппозитной «четвёрке» эта сила скомпенсирована, но остаётся свободный момент от неё, стремящийся повернуть двигатель вокруг вертикальной оси. Хотя его воздействие почти незаметно для водителя.

У двигателя V6 свободных моментов множество, поэтому в нём приходится применять балансировочные валы. Кстати, трёх- и пятицилиндровые рядные моторы идентичны V6 в уравновешенности, несмотря на нечётное количество цилиндров.

Худшие с точки зрения разгула свободных сил и вибраций — одно- и двухцилиндровые моторы, а также детища Volkswagen: двигатели VR5 и VR6. А лучшие, самые уравновешенные двигатели — рядные и оппозитные «шестёрки». Ну и роскошный V12, конечно.

Обслуживание

Наиболее популярной современной моделью Subaru является Legacy. Рассмотрим процесс его обслуживания.

Система управления двигателем включает в себя функцию самодиагностики. При возникновении неисправности зажигается лампа Check Engine. При соединении клем в разъёме под рулевой колонкой и дальнейшем включении зажигания узнаем код неисправности, расшифровать который можно с помощью книги по ремонту авто Субару.

Расположение поршневой группы в оппозитном моторе.

Если выяснилось, что ошибок слишком много, то причиной является неправильный ремонт.

• Высоковольтные провода меняются через 50 тыс.км
• Срок службы зубчатого ремня распределительного вала составляет около 100 тыс. км, после рекомендуется его замена.
• Ресурс сальников коленчатого и распределительного валов — 100 тыс. км, после которых они пропускают масло.
• Замена топливного фильтра рекомендуется каждые 10 тыс.км.
• Промывка топливных форсунок осуществляется раз в 50 тыс.км, при этом с двигателя они не снимаются.

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.

Минусы оппозитных агрегатов

Увы, недостатков данного типа моторов ничуть не меньше чем достоинств, а их значимость возможно даже выше.

Основным негативным фактором эксплуатации оппозитных двигателей служит сложность проведения их ремонта. Большинство из них нереально отремонтировать без полного демонтажа из моторного отсека. К тому же ряд факторов способствует тому, что оппозитные агрегаты ломались значительно чаще, нежели классические ДВС. Примером этого может служить сложная схема газораспределительного механизма, имеющая увеличенное количество компонентов. Кроме того, горизонтальная плоскость движения поршней подвергается постоянному воздействию силы тяжести, из-за чего гильзы цилиндров эллипсоидно изнашиваются, что приводит к появлению повышенной масляной «прожорливости».

Вторым недостатком назовем продольную компоновку оппозитных двигателей. При изготовлении авто с передней или полной системой привода требуется, чтобы двигатель был дальше передней оси авто. Для достижения нужных пространственных интервалов оппозитные моторы приходится существенно сдвигать вперед, заметно удлиняя передний свес автомобиля. В ряде случаев увеличенный «нос» значительно усложняет процесс эксплуатации машины, причиняя её водителям значительные неудобства во время поездок.

Итоги 

Подводя итоги статьи, зададим вопрос – а стоит ли «связываться» с оппозитными двигателями, приобретая транспортное средство для повседневной эксплуатации? Однозначного ответа на него у нас не будет. То, что моторы подобного типа имеют право на существование – однозначно и неоспоримо. Однако уместность их использования в общегражданских машинах мы бы подвергли большому сомнению. Да, они позволяют развивать автомобилям неплохую динамику, однако особенно экономичными их не назовешь, да и сложность возможных ремонтов, которые обязательно будут, не сомневайтесь, заставляет нас подходить к вопросу их внедрения скептически. Если же упомянутые в статье изъяны оппозитных движков вас не пугают, то можете смело его приобретать. Ходовые качества этих моторов вас не разочаруют.

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.

Рекомендуем: Подключение тахометра своими руками: плюсы и минусы

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.

Основные типы оппозитных двигателей

ОРОС

Оппозитный двигатель типа ОРОС очень сложен в своём устройстве, имеет один коленвал, но при этом два поршня работают в одном цилиндре, которые движутся на встречу друг друга. Такое усложнение привело к закрытию работы над ОРОСом, но недавно благодаря спонсорской помощи разработка возобновлена в поисках альтернативных решений.

5ТДФ

Принцип работы у двигателей такого типа не всегда одинаковый. Второй оппозитный двигатель 5ТДФ, имеет огромное различие от забытого ОРОС или популярного аналога Subaru «боксер» который мы ещё рассмотрим. В 5ДТФ как и в ОРОС два поршня работают в одном цилиндре двигаясь на встречу друг другу, но имеет два коленвала, которые располагаются на местах головки субаровского «боксера». В момент достижения крайней мёртвой точки между двумя поршнями остаётся пространство, называемой как у дизельных, так и у бензиновых систем камерой сгорания, отличие лишь в способе подаче. Тут дело в том, что оппозитный двигатель 5ДТФ двухтактный, в то время как ОРОС и «боксер» четырёхтактные, естественно газообмен происходит как у двухтактного. Активное применение двух коленвальчетый дизельный 5ДТФ получил на танках Т-64, но после завершения их производство от него всё больше отказываются в пользу других двигателей. Такое положение дел могло быть и у «боксера» если бы не Субару.

Боксер

Самый востребованный и часто используемый оппозитный двигатель «боксер» эволюционирует и до сих пор совершенствуется только благодаря Subaru, которые ставят его практически на все машины. В «боксере» стоит один кривошиповый коленвал ровно по его середине, такое расположение коленвала даёт возможность равномерно распределить массу двигателя. Количество цилиндровот четырёх до двенадцати, самый лучший из двигателей «боксер» имеет шесть цилиндров. Это и не удивительно ведь такое количество цилиндров оптимально для всех типов двигателей. Расположение коленвала повлияла не только на массу и размеры двигателя, но и на его пониженную рабочую вибрацию, понизить которую помогают так же специальные крепления. Повышением мощности в таких двигателях занимается турбина, двигатели без неё работали бы на 30 процентов хуже.

Принцип действия типа «боксер»:

Теперь мы понимаем, принцип работы, какие оппозитные двигатели бывают, но так ли они хороши?

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.