Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что представляет из себя оппозитный двигатель

Что представляет из себя оппозитный двигатель

Двигатель напоминает классическое устройство внутреннего сгорания. Имеет 1 коленвал и в каждом цилиндре по 2 поршня (они, в отличие от подобных, двигаются навстречу друг другу). Такой механизм до сих пор считается революционным изобретением.

Конструкция и особенности работы

Особенность оппозитного двигателя заключается в том, что поршни внутри цилиндров двигаются не вертикально, а горизонтально. При этом внутри каждого цилиндра располагаются по 2 поршня, которые перемещаются навстречу друг-другу, как боксерские перчатки. В результате его стали называть «боксерским двигателем».

Начало работы положено российским инженером Огнеславом Степановичем Костовичем. Его проект стал опорой для дирижабля «Россия». Но брэнд так и не получил распространение, потому что цилиндры в моторе — раздельные. Но идею подхватили и механизм развивался.

И первая «оросная» система сконструирована в 1893 — 1930 гг. Здесь постаралась французская Gobron-Brille. Они соединили цилиндры и смонтировали устройство таким образом, что они работали на 1 коленвал. Новинка заинтересовала других гигантов автомобилестроения.

В начале XX века еще один инженер из Советского Союза изобрел первый двухтактный двигатель. В России про изобретение забыли, но оно нашло поклонников за границей.

Механизмы подходили для военной техники, но в то время для транспорта они были слишком неудобными. Такой двигатель отличался огромными габаритами. Поэтому его использовали только для тяжелой артиллерии, дизельных паровозов и танков.

Еще один минус прошлых «боксеров» — это нечистый выхлоп и низкий срок службы.

Первый настоящий оппозитный двигатель появился в 1938 г., благодаря компании Volkswagen. В его устройстве были вмонтированы 4 цилиндра (2 л. объема). Мощность достигала 150 л.с. С тех пор оппозитный двигатель используют брендовые фирмы: «Subaru» и «Porshe». Благодаря усиленной работе мотора, его устанавливают на мощные автобусы, например, Икарусы.

Благодаря технологиям удалось исправить все недостатки, которые имел оппозиционник прошлого столетия.

Тестовый вариант оснащали одним цилиндром. После первых испытаний увеличение мощности производилось простым решением — увеличением количества цилиндров. Но из-за особенностей устройства вертикально расположить их никак не получалось. И было принято революционное решение — расположить их горизонтально, чтобы сэкономить на площади.

Принцип работы

Одна пара поршней двигается в горизонтальном положении. В соседнем цилиндре происходит аналогичный процесс. Количество цилиндров в одном моторе насчитывается от 2 до 12 шт. Распространенными моделями считаются двигатели, работающие на 4 и 6 цилиндрах. Спортивные модели оснащаются в количестве от 8 до 12 шт.

При тестировании оппозитных двигателей было выявлено, что модели с 2 или 4 цилиндрами работают точно так же, как и обычные внутреннего сгорания. Но исключительные особенности показал шестицилиндровый.

Виды оппозитных двигателей

Идеальное решение повлекло за собой ряд техногенных инноваций. Каждая компания решила привнести свой вклад в развитие этой идеи. Таким образом, оппозитный двигатель получил разновидности.

Классический боксер

Самая первая разработка, которая получила большую популярность на автомобильном рынке. Оба цилиндра располагаются на одинаковом расстоянии — максимально далеко от оси двигателя. Этот принцип дал начало всем остальным моделям и применяется до сих пор.

В свое время от такого изобретения отказались, но всем знаменитый Билл Гейтс начал вкладывать финансы в проект и он вновь ожил. Отличается он от своих собратьев тем, что является двухтактным. В одном цилиндре находятся по 2 поршня. Один впускает смесь, а другой, наоборот, выпускает. Они работают на одном коленвале.

У оппозитного двигателя убрали головку, что улучшило работу системы и снизило массу устройства. Теперь все поршни функционируют в одном коленчатом валу. Это дает следующие преимущества:

  1. Поршни проходят минимальное расстояние, следовательно, сила трения снижается, детали не так изнашиваются.
  2. Эффективность механизма увеличивается, так как отработанные газы давят на поршни и не попадают в камеру сгорания.
  3. Обладает меньшим весом, чем стандартный «боксер».
  4. Количество деталей стало меньше. В среднем оно уменьшилось в 2 раза.
  5. Экономность системы.
  6. Система привода клапанов отсутствует.
  7. Под капотом появилась возможность размесить больше других устройств.

Механизм на стадии разработки, поэтому при покупке этого вида двигателя могут возникнуть осложнения.

Оппозитный танковый двигатель

Этот вид оппозиционника был разработан специально для танков. Модель называлась 5ТДФ. Его устанавливали, например, на Т-64. В задачу входило обеспечение максимальной мощности для тяжелой военной техники.

Читать еще:  Toyota caldina тюнинг двигателя

Система работает следующим образом. Как и у других моделей, в каждом цилиндре находятся по 2 поршня, работающие по принципу «боксера». Но главным отличием этого устройства является то, что каждый цилиндр работает с отдельным коленвалом.

Для разных целей были разработаны бензиновые и дизельные аналоги. Чтобы отработанные газы и воздух попадали в цилиндры, система использует турбонаддув.

Преимущества

Достоинства у такого двигателя впечатляют.

  1. Устойчивость достигается смещением центра тяжести.
  2. Мощность превышает однопоршневые аналоги при правильной эксплуатации.
  3. Вибрация в двигателе значительно ниже.
  4. Даже классическая модель весит гораздо меньше, чем обычный мотор.
  5. Габариты меньше.
  6. Разнообразие моделей позволяет установить его как на легковые автомобили, так и на тяжелые танки.

Недостатки

На первый взгляд преимущество у двигателя налицо. Но у него есть и недостатки.

  1. Обслуживать его могут только профессионалы.
  2. Все детали дорогие и их тяжело достать.
  3. Завышенная цена на монтаж силовой установки.
  4. Конструкция очень сложная в эксплуатации.
  5. Во время работы тратит масла в полтора раза больше.

Но, несмотря на минусы, автомобильные компании выбирают именно этот вид. Хорошая производительность и возможности перевешивают все негативные моменты.

Нюансы ремонта

Достоинства замечают, когда в двигателе 6 цилиндров. Если оппозитный располагает 2 ли 4 цилиндрами, то он ничем не отличается от двигателя внутреннего сгорания.

Чтобы механизм прослужил долго, не следует производить ремонт самостоятельно. Самому можно произвести только замену масла. Но даже полный ремонт необходимо проходить на СТО со специальным оборудованием.

Для долгой службы двигателя, следует периодически проводить профилактические работы, которые называют раскоксовкой. Это процедура, которая очищает поверхность внутренних деталей от нагара. Засоряются поршни, клапаны и внешняя часть камеры сгорания. Лучше делать ее осенью или весной, вместе с проверкой масла.

Сфера применения

Сложный механизм используют для повышения мощности автомобиля. Это необходимо спортивным или гоночным автомобилям, типа Формулы-1.

Пассажирские автобусы должны беспрепятственно поднимать в гору груз. Компания Икарус воспользовалась оппозитным двигателем, чтобы их транспорт мог перемещаться как по городским трассам, так и по горным дорогам.

В военной промышленности эти устройства играют свою роль, т.к. их устройства позволяют перемещать тяжелую артиллерию и без проблем делать маневр для танковой дивизии.

Автомобильные брэнды, на этом этапе экспериментируют с разными видами двигателя, устанавливая в свои модели автомобилей. Некоторые производители предлагают сделать выбор самому покупателю.

Оппозитные двигатели за своей спиной имеют многолетнюю историю. В отличие от обыкновенного внутреннего сгорания, они более легкие, имеют меньше деталей, но вырабатывают больше лошадиных сил. Они только начинают развиваться и стоимость превосходит классические аналоги, а ремонт приходится проводить на специальных СТО. Но его недостатки перебивают достоинства, например — скорость и мощность. Поэтому свою популярность двигатели получили в военной промышленности и на спортивных автомобилях.

Что такое аппазитный двигатель

Двигатель с оппозитным расположением цилиндров — это тип конструкции двигателя внутреннего сгорания, при котором оси цилиндров расположены под углом 180° друг к другу (рис.1).

Двигатель с оппозитным расположением цилиндров был изобретен Карлом Бенцем в 1896 году. Он называл его «Контр-двигатель», так как оба цилиндра находились напротив друг друга.

По сравнению с рядным такой двигатель обладает лучшей уравновешенностью и меньшей высотой, что является предпосылкой для установки такого двигателя на автобусах под полом или на спортивных автомобилях. Также немаловажным является более низкое расположение центра тяжести автомобиля. Недостатков является более высокая стоимость изготовления, сложность поперечного монтажа, а также трудности при обслуживании и ремонте.

Современные двигатели с оппозитным расположением цилиндров выпускаются с числом цилиндров 2, 4 и 6.

Рассмотрим особенности конструкции и работу двигателей с различным числом цилиндров.

1. Двухцилиндровый двигатель

Угол чередования одноименных тактов, также как и угол между кривошипами коленчатого вала, равен 360° (рис.2).

Читать еще:  Polo седан двигатель от чего

В настоящее время двухцилиндровые оппозитные двигатели с воздушным охлаждением применяются преимущественно на мотоциклах, хотя раньше они встречались и на легковых автомобилях, например, Ситроен 2 CV.

Двухцилиндровый оппозитный двигатель является более уравновешенным по сравнению с двухцилиндровым рядным двигателем, однако имеются конструкции с уравновешивающим (балансировочным) валом.

2. Четырехцилиндровый двигатель

Угол чередования одноименных тактов, также как и угол между кривошипами коленчатого вала, равен 180° (рис.3).

В данном двигателе чередование одноименных тактов происходит полностью аналогично четырехцилиндровому рядному двигателю. В отличие от него значительно снижена неуравновешенность от сил инерции второго порядка и за счет этого противовесы коленчатого вала имеют меньшую массу.

Порядок работы двигателя: 1 – 4 – 3 – 2 или 1 – 2 – 3 – 4.

Коленчатый вал в большинстве случаев имеет три опоры, единственное исключение – двигатель автомобиля Фольксваген Жук (4 опоры).

3. Шестицилиндровый двигатель

Угол чередования одноименных тактов, также как и угол между кривошипами коленчатого вала, равен 120° (рис.4).

Работает абсолютно аналогично шестицилиндровому рядному двигателю. Оба двигателя являются одинаково уравновешенными, что свидетельствует о том, что более высокие затраты на изготовление оппозитного двигателя не оправданы.

Такой тип двигателя нашел применение на автомобилях Порше (рис.5) и Субару– вероятно из-за более короткой конструкции и низкого расположения центра тяжести, учитывая, что двигатель расположен сзади .

Коленчатый вал в большинстве случаев имеет четыре опоры.

Порядок работы двигателя: 1 – 6 — 2 – 4 – 3 – 5

Разновидностью двигателей с оппозитным расположением цилиндров являются двигатели с Н-образным расположением цилиндров (рис.6).

Двигатель с Н-образным расположением цилиндров представляет собой два двигателя с оппозитным расположением цилиндров. Оба двигателя имеют собственный коленчатый вал, которые связаны в конце друг с другом.

Данный тип двигателя применялся на автомобилях Формулы-1, однако широкого применения там не нашел ввиду более низкой литровой мощности, большей массы, низкого крутящего момента, а также более высокого расположения центра тяжести, чем у двигателей с одним коленчатым валом.

Более широко Н-образные двигатели применялись в авиастроении, так как позволяли создать очень компактный и короткий (по сравнению со звездообразными двигателями) двигатель с 12 цилиндрами, что обеспечивало хорошую аэродинамику.

Двухтактный чудо-мотор для пикапа: его придумали русские, выпускали немцы, а довели до ума американцы

Однако среди модификаций, работающих на основе воспламенения топливно-воздушной смеси, есть много разновидностей. Одна их таких модификаций называется оппозитный двигатель. Рассмотрим, в чем его особенность, какие типы данной конфигурации бывают, а также в чем их плюсы и минусы.

Что такое оппозитный двигатель

Многие считают, что это разновидность V-образных конструкцией, но с большим развалом головок. На самом деле это совсем другой тип ДВС. Благодаря такой конструкции мотор имеет минимальную высоту.

В обзорах нередко такие силовые агрегаты называются боксером. Это указывает на особенность работы поршневой группы – они будто боксируют грушу с разных сторон (перемещаются навстречу друг другу).

Первый рабочий оппозитный мотор появился в 1938г. Его создали инженеры компании VW. Это была 4-цилиндровая 2-литровая модификация. Максимум, которого мог достичь агрегат, составлял 150 л.с.

Благодаря особенной форме мотор используют в танках, некоторых спорткарах, мотоциклах и автобусах.

На самом деле мотор V-образной формы и оппозитник не имеют ничего общего. Они отличаются принципом работы.

Устройство и достоинства VR-двигателя


VR-двигатель
Рядно-смещенная компоновка, или VR-двигатель, представляет собой комбинацию рядного и V-образного моторов. Угол развала в таком двигателе очень мал – 15°, а цилиндры с поршнями расположены в шахматном порядке. В отличие от классического V-образного двигателя, такая схема обеспечила максимальную компактность, которая позволила использовать общую головку блока цилиндров для обоих рядов.

Несмотря на такое преимущество, как компактность, основным недостатком этой конструкции стала высокая вибрационная нагрузка. Данный тип двигателя сегодня почти не применяется.

В последние годы компоновочные схемы поршневых двигателей практически не изменяются. Это обусловлено отсутствием необходимости увеличения числа цилиндров, поскольку рост мощности для большинства современных автомобилей обеспечивается, например, за счет турбонаддува. Однако повышение компактности и уменьшение массы по-прежнему остаются главной задачей при разработке новых конструкций и схем.

Читать еще:  Что такое пусковой двигатель трактора



Принцип работы оппозитного двигателя и его устройство

В стандартном ДВС поршень двигается вверх и вниз, достигая ВМТ и НМТ. Чтобы достичь плавности вращения коленвала, поршни должны срабатывать поочередно с определенным смещением времени срабатывания тактов.

В оппозитном моторе плавность достигается тем, что пара поршней всегда работает синхронно либо в противоположные стороны, либо максимально приближаясь друг к другу.

Среди данных типов моторов самыми распространенными являются четырех- и шестицилиндровые, но встречаются и модификации на 8 и 12 цилиндров (спортивные версии).

Горизонтально-оппозитный двигатель

В отличие от традиционных рядных и V-образных двигателей, оппозитные двигатели не получили такого широкого распространения на современных автомобилях. В основном их применяют два производителя автомобилей компании Subaru и Porsche. В чем же причина такой нелюбви остальных участников рынка к такому варианту компоновки мотора, какие у него достоинства и недостатки.
Свое название оппозитный, или как иначе принято говорить горизонтально-оппозитный двигатель получил из-за расположения цилиндров. В отличие от вертикального расположения как у рядных или под углом как в случае V-образных двигателей, цилиндры оппозитных моторов расположены горизонтально, в разные стороны друг от друга.

Варианты конструкции

Есть две разновидности оппозитных двигателей. Первая – это двухтактные моторы, в которых поршни имеют одну камеру сгорания и их движение осуществляется навстречу друг другу. Более простая по сравнению с традиционными двигателями конструкция, высокое качество газообмена, возможность работы на разных видах топлива делало эти двигатели незаменимыми для применения в различной военной технике. Для переключения между видами топлива достаточно было лишь передвинуть рычаг на топливном насосе и выбрать нужный угол зажигания. Для вывода отработанных газов и увеличения мощности использовалось две турбины. Кроме внушительных габаритов, связанных с наличием двух коленчатых валов, недостатками таких двигателей также является высокий расход топлива, как и в традиционных двухтактных моторах. Другой вариант, который все знают, и который используется на современных автомобилях, а также мотоциклах – это некое подобие двухрядного V-образного двигателя с углом развала цилиндров в 180. Именно его достоинства и недостатки будут рассмотрены ниже.

Достоинства и недостатки

Преимуществ у такого рода двигателей несколько. Прежде всего, это небольшие, по сравнению с традиционным рядным двигателем, масса и габариты, низкий центр тяжести, смещенный к середине автомобиля. Кроме того расположение поршней друг напортив друга позволяет гасить вибрацию, возникающую при их работе. Все это обеспечивает автомобиль, оборудованный оппозитным двигателем отличной управляемостью, позволяет водителю более четко и стабильно выполнять повороты. Эти особенности очень важны на спортивных автомобилях. Также хороши такие двигатели с точки зрения безопасности – низкое расположение мотора, в случае аварии, позволит ему сместиться под машину, а не в салон автомобиля.

К сожалению, для поклонников таких двигателей недостатков у них тоже немало. Хоть оппозитники и не очень высокие, их ширина гораздо больше ширины традиционных моторов. Такая особенность двигателя создает немало проблем для конструкторов при проектировании моторного отсека, ведь помимо двигателя в стандартные габариты машины необходимо вписать компактное рулевое управление и колеса. Также такой двигатель сложен в обслуживании. Все работы, по его обслуживанию придется выполнять на станции техобслуживания. Самостоятельно получится, может быть только, поменять масло в двигателе. Из-за риска повредить головки блока цилиндров даже свечи рекомендуется менять на станции. Все это делает оппозитные двигатели дорогими в обслуживании. Кроме того производство таких двигателей дороже чем обычных. Все эти факторы влияют на цену автомобиля и стоимость его эксплуатации.

Впрочем, несмотря на недостатки, для многих водителей хорошая управляемость гораздо ценнее, чем более высокая цена и легкость в обслуживании. Именно поэтому поклонников таких двигателей не становится меньше.

В завершение предлагаем посмотреть ролик о горизонтально-оппозитном двигателе из истории компании Subaru.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector