Принцип роботи опозитного двигуна, переваги та недоліки. Як це працює: горизонтально-опозитні двигуни Subaru Опозитний або рядний

Опозитним називається двигун, циліндри якого розташовані в горизонтальному порядку щодо один одного. Подібна схема будови має назву: V-подібний двигун із кутом розвалу циліндрів 180 градусів. З англійської мови слово «opposite» перекладається «розташований навпроти». Розглянемо опозитний двигун – плюси та мінуси.

Особливості оппозитного двигуна

Незважаючи на схожість з V-подібним двигуном, оппозитник не має з ним нічого спільного. Відмінність полягає в тому, що в опозитнику два сусідні поршні розташовані в одній площині відносно один одного. У V-подібному двигуні поршні при русі в певні моменти займають положення верхньої та нижньої «мертвої точки». В опозитнику вони одночасно досягають або верхньої "мертвої точки", або нижньої. Таке вдосконалення V-подібного двигуна вийшло в результаті розташування циліндрів під розгорнутим кутом.

Іншим нововведенням стало розташування газорозподільних механізмів у вертикальній площині. Все це звільнило конструкцію силових агрегатів від незбалансованості та підвищених вібрацій, а рух на авто зробив максимально комфортним. Тепер вібрації від двигуна не передаються кузову і не трясуть машину.

Опозитні двигуни завжди мають парне число циліндрів. Найбільшого поширення набули чотири- та шестициліндрові двигуни.

Особливості конструкції силового агрегату типу «боксер» мають значні переваги перед іншими видами моторів:

Центр тяжіння зміщений униз;
економічна витрата палива;
низький рівень вібрацій;
збільшений ресурс двигуна;
пасивна безпека під час лобового зіткнення.

Зміщений вниз центр ваги дозволяє досягти кращої стійкості авто та оптимальної керованості при активних маневрах та
крутих поворотах. Під час різких поворотів значно зменшується крен. Розміщення двигуна на одній осі з трансмісією забезпечує кращу передачу потужності. Відсутність врівноважуючих валів заощаджує витрати палива.

Двигун працює у плавному режимі. Низький рівень вібрації мотора досягається завдяки узгодженому обертанню сусідніх поршнів. Розташування колінвала на трьох підшипниках, замість п'яти звичайних, - ще одна перевага опозитного двигуна. Це значно зменшує масу двигуна та його довжину.

Розташування поршнів у горизонтальній площині надає системі більшої жорсткості, що значно зменшує механічні втрати під час роботи силового агрегату.

Пасивна безпека забезпечується тим, що при зіткненні двигун легко йде вниз під машину. Внаслідок цього відбувається зниження інтенсивності спрямованого на пасажирський салон удару.

Збільшений діаметр циліндрів забезпечує двигуну високі обороти, що дає можливість створювати на цій базі моделі спортивного типу.

Ще однією особливістю є характерний звук при роботі оппозитного силового агрегату: він приємніший для слуху.

Недоліки опозитного двигуна.

Переваги опозитного двигуна очевидні. Недоліками є:

Трудомісткий ремонт;
підвищена витрата моторної олії.

Щоб здійснити ремонт двигуна, його повністю знімають. Однак, не в цьому проблема. Деталі для заміни коштують дуже дорого, а збір двигуна завдає чималих головних болів. Якщо при ремонті рядного двигуна водій може самостійно замінити свічки, то в опозитнику це неможливо. Будь-який ремонт необхідно проводити на спеціальному устаткуванні, яке є лише на СТО.

Історія виникнення опозитника

Спочатку цей вид силового агрегату застосовувався у військовій промисловості, зокрема, на вітчизняних танках. Надалі на подібних двигунах їздили Ікаруси та мотоцикл Дніпро МТ. Зараз установкою оппозитника на свої вироби займаються дві компанії - Porsche і Subaru.

Перші розробки з'явилися в тридцятих роках минулого століття, коли інженери концерну Volkswagen почали удосконалити V-подібний і рядний двигун. У шістдесяті роки ідею перехопила японська фірма Субару. У 2008 році Subaru випускає перший опозитник, який працює на дизелі. Відмінні риси - чотирициліндровий двигун з місткістю 2 літри. Показник потужності – 150 л/с.

Відео принцип роботи опозитного двигуна Subaru

Незважаючи на дорожнечу запчастин та обслуговування у СТО, задоволення від їзди на авто, оснащених «боксером», не порівняти ні з чим. Висока стійкість, легка керованість, чуйність авто на всі дії водія говорять самі за себе.

Через одинадцять років компанія Fuji Heavy, яка розробляє двигуни для моделей Subaru, представила третє покоління фірмового опозитника. Агрегатами нової серії японці планують оснащувати весь модельний ряд марки. Опозитний двигун Субару обладнаний чотирма циліндрами і, як і раніше, бензиновий.

Передбачені і потужніша версія з турбонаддувом, і класичний атмосферний мотор, на смак та фінанси клієнта. Нове виконання горизонтально-опозитного двигуна Субару було наділене всіма перевагами попередніх поколінь, але залишилися і слабкі сторони опозитника.

Переваги оппозитників

При уважному огляді з'ясується, що двигун субаровський не компактний, а просто відносно симетричний і плоский — його ніби «розмазали» по моторному відсіку. Зрозуміло, що як би не намагалися інженери, габарити 4-циліндрового ДВС не можуть бути меншими за певний обсяг. Мотор-плита справді коротка та плоска, але при цьому дуже широка.

Повністю врівноважені двигуни компонування B6, R6, R8, V12. Опозитний B4 у цьому списку, на жаль, не значиться. Втім, перевага по вібронавантаженості агрегат B4 має, але серйозної різниці з традиційною рядною четвіркою немає.

Як говорить реклама Субару, машини відрізняються низьким центром важкості, що сприяє приголомшливої ​​стійкості та керованості на високих швидкостях. Звісно, ​​на гоночній чи ралійній трасі це очевидний плюс. Але при щоденній їзді містом із пробками низький центр це не завжди плюс. При трясці по люках, вибоїнах і поліцейських, що лежать, при шкутильгання по розбитій грунтовці - чи потрібні ці опозитні переваги цивільному автомобілю? Значно велику роль для швидкісних вправ грають підвіска, дорожнє покриття та стан шин. На жаль, якістю покриття у нас важко похвалитися, інші чинники залежать від власника.

Сам по собі опозитник і встановлена ​​поздовжня коробка симетричну розважування не створюють, проте задні колеса отримують трохи більшу частку навантаження. І тут вилазять вади. Поздовжнє компонування двигуна на машині з переднім приводом повинна забезпечувати положення двигуна перед віссю, повністю перебуваючи в частині переднього звису. Тому машини Субару отримують довге звисання, часом не поступаючись Audi з рядним двигуном і аналогічною компоновкою.

Недоліки двигунів Субару

У геометрії циліндрів двигунів є цікава особливість - коли сітка хона в нормальному стані, а циліндр починає перетворюватися на еліпс. Щоправда, блоки циліндрів з алюмінію з чавунними гільзами та різними коефіцієнтами розширення ніколи не вважалися ідеалом.

Двигуни зношує надмірне споживання олії, причому незалежно від віку - у черзі до майстра можуть стояти літні автомобілі з першої хвилі іномарок і вихідці з автосалонів Субару, які ще пахнуть свіжими пластиками. Угару сприяє саме горизонтальне компонування циліндрів, при нагоді турбіни не відмовляються від своєї частки масла, ну і, звичайно, це призводить до стандартної хвороби залягання кілець. Датчик витрат повітря швидко і охоче покривається брудом на моделях будь-яких виробників. На жаль, добротні MAP-сенсори пішли у минуле.

Наразі опозитний двигун компанії Субару має безліч модифікацій. Неясно, до чого компанії, яка має всього чотири масові автомобілі, плодити стільки версій, чи не щорічно проводячи їх оновлення. Наприклад, для однієї Імпрези передбачено дев'ять моторів. А число модифікацій сягає сорока.

Пристрій оппозитно-горизонтального двигуна Subaru

Поршні знаходяться під кутом 180 ° і рухаються горизонтально один до одного. При цьому два сусідні поршні завжди знаходяться в однаковому положенні, наприклад, у верхній мертвій точці.

Нещодавно двигун Субару назвали "боксером". Рух поршнів дуже нагадує поєдинок боксерів на рингу. Особливою конструкцією двигуна є те, що кожен поршень (разом з шатуном) окремо встановлений на шатунній шийці колінчастого валу. Двигун завжди має парне число циліндрів. Тобто два, чотири, шість і так далі. Найпопулярніші агрегати це двигуни з чотирма та шістьма циліндрами.

Багато хто думає, що це V-подібний мотор з кутом розвалу 180 градусів. Так, зовні є схожість: на одній шатунній головці розташовані сусідні поршні з шатунами. І якщо один поршень – у верхній мертвій точці, то відповідно інший – у нижній.


Початок опозитних двигунів

У минулому столітті (1938) розробили перші опозитні двигуни. Спочатку вони встановлювалися тільки на авто Volkswagen Käfer або Фольксваген Жук. Саме експерти Volkswagen винайшли горизонтальний двигун. Деякі з Volkswagen Group і в наш час мають такі мотори. 1940 року механіки SUBARU почали працювати над новим двигуном. Навіть тепер компанія Субару встановлює свої машини опозитні двигуни.

Плюси двигуна Subaru

Ось деякі особливості оппозитного двигуна:

Низький центр важкості. Особливість позитивно впливає ходові характеристики.

Розташування циліндрів. Завдяки вдалому розміщенню двигун працює набагато тихіше. Циліндри рухаються один до одного у горизонтальній площині, і вібрації майже немає. Вона легко гаситься.

Великий ресурс. Мотор може працювати протягом їзди на 1 мільйон кілометрів. Безумовно, це припустимо, якщо двигун правильно використовують та своєчасно змінюють розхідники.

Мінуси двигуна Subaru

Опозитні мотори дуже витривалі у використанні. Але все ж таки, є мінуси. А саме:

Ремонтувати такий двигун дуже важко.

Ціна двигуна висока. Здебільшого ціна залежить від складної будови;

Технічно обслужити такий двигун нелегко.

Хоча ми обговорили плюси та мінуси опозитного двигуна, він є дуже потужним. Динамічні характеристики дуже схожі характеристики бензинового двигуна. Подібність полягає у міцності та витраті палива.

Надійні двигуни Subaru

Є 3 двигуни невеликого об'єму: EJ15, EJ16, EJ18.

Хоча вони не "мільйонники", все ж таки вони довговічні. Підходять для машин С-клас. Двигун не великий, всього 1.5 літрів. Немає жодної складності у будові. Але має всі необхідні деталі. Є 2 головки блоку.

Одні з кращих двигунів - дволітрові SOHC: EJ20E, EJ20J, EJ201, EJ202.

Хоча такі мотори важко обслуговувати, це компенсується міцністю, яка є у нормованому балансі моторесурсу. Власники таких двигунів можуть похвалитися їхньою безпекою. Вона нічим не гірша за рядні чотири циліндрові мотори від Toyota з таким же об'ємом. Цей апарат працює на 92-му бензині. Витрата палива невелика. Після пробігу двісті-двісті п'ятдесят тисяч кілометрів потрібно замінити кільця.

До двигунів середнього рівня відносять атмосферники DOHC (двох літрові): EJ20D; EJ204. Ці агрегати вважаються надійними. Моторесурс у них досить високий.

Специфіка технічного обслуговування двигуна:

Важко замінити свічки;

Заміна ременя газорозподільного механізму відбувається без помилок;

Механічні роботи – після зняття мотора;

Двигун працює на 95-му бензині.

Двигуни Subaru Impreza wrx sti та Forester з турбінами

Хоча витрата палива не є високою, силові апарати з турбіною працюють на всі 100%. Але є один недолік: при такій роботі моторесурс стрімко вичерпується. Деяких власників машин з таким двигуном влаштовує режим: гонки, ремонт, знову гонки... Але якщо людина хоче користуватися машиною частіше, ніж ремонтувати її, то з таким двигуном це неможливо.

Наприклад, двигуни EJ20G та EJ205 зроблені з турбонадувом. Їхній моторесурс лімітований до ста п'ятдесяти тисяч кілометрів. Після цього мало зробити стандартний ремонт двигуна. Найчастіше двигуни викидають. Після такого пробігу, шатун обривається, поршні руйнуються і це свідчить про аварійне зношування.

А ось інші турбо мотори: 1) EJ20K; 2) EJ206; 3) EJ207; 4) EJ208.

Навіть 100 000 кілометрів для такого мотора є дуже хорошим результатом. Найчастіше у машин із таким двигуном лише один власник. Їх купують не для того, щоб вони відпочивали у гаражі. Господар авто встигає "вбити" його за короткий час.

Оновлення двигуна Subaru

Саме працівники Fuji Heavy Industries Ltd внесли зміни до двигуна:

Поліпшилися динамічні характеристики;

Вихлоп газів став чистішим.

Щоб досягти цього, вони збільшили ступінь стиснення у середині циліндрів. Також довелося збільшити хід поршня та зменшити його обсяг. У свою чергу обсяг камери згоряння також зменшився.

Було вдосконалено систему газорозподілу. Завдяки цьому, у середині циліндрів покращився газообмін. Клапани почали працювати у потрібний момент. Міцність стала набагато вищою, а паливна витрата значно зменшилася. Що не менш головне, вуглекислий газ у вихлопній трубі помітно знизився.

Працюючи над модернізацією апарату, експерти довели масу основних рухливих елементів до мінімуму, тим самим не пожертвували якістю та міцністю. Як вдалося досягти такого результату? Вони поставили деталі, які набагато легші за аналоги. Безумовно, вартість двигуна не знизилася, але підросла надійність. У двигун вклали новий маслонасос. Він дуже добре змащує всі робочі деталі та елементи двигуна. Такі значні зміни сприяли тому, що моторесурс апарату збільшився на 30%!

Переробивши систему охолодження, розробникам вдалося досягти ще більшої економічності. Завдяки тому, що у двигуні стоїть система з роздільних модулів охолодження для ГБЦ та блоку з циліндрами, апарат прогрівається набагато швидше. Така система захищає двигун від перегріву.

Представлена ​​у 2002 році новинка викликала велику цікавість. Плюси і мінуси опозитного двигуна Субару оцінює, чи не кожен автомобіліст, навіть якщо не збирається поки що змінювати свого залізного коня або віддає перевагу моделям інших виробників.

Інтерес виявляють і шанувальники дизелів, хоча опозити випускаються виключно в бензиновій інтерпретації – обіцяні переваги спокусливі всім. Ті ж, хто за визначенням люблять продукцію компанії Subaru, бажають знати, з чим вони мають мати справу, оскільки концерн має намір у найближчому майбутньому оснащувати свої моделі тільки такими моторами.


Ідея розроблялася ще з 60-х років минулого століття, але якось мляво і без ентузіазму. Зараз вона стає для компанії ведучою.

Плюси та мінуси опозитного двигуна Субару, природно, визначаються особливостями його будови. Принцип роботи у нього залишається тим самим, двигун нікуди не пішов від ідеї внутрішнього згоряння. А ось конструкційне рішення у ньому оригінальне. І використовуються опозити тільки на автомобілі Subaru і Porsche. Хоча ще недавно ними оснащувалися Honda, Alfa Romeo, Chevrolet, Ferrari, Volkswagen та низка інших.

Що таке опозитний двигун?

У класичних моторах циліндри мають вертикальну орієнтацію і рухаються відповідно у напрямку: вгору – вниз. В опозитах вони розташовані горизонтально, внаслідок чого поршні ходять ліворуч – праворуч. Оскільки такий рух нагадує бій на рингу, у народі цей тип двигуна отримав прізвисько «боксер».

Цікаво, що ідея не дуже й оригінальна, швидше забута. Аналогічні мотори були на борту Ікарусів і радянських мотоциклів на кшталт Дніпра, що пішли в небуття, стояли на деяких моделях вітчизняних танків. Звичайно, в Subaru розробили більш досконалий механізм, але все ж таки починали зовсім не з нуля.


Через горизонтальне розташування циліндрів двигун здається більш компактним. Однак це обман зору: за габаритами він аналогічний традиційним, має меншу висоту. Зате по ширині перевершує рядний двигун більш ніж у 2 рази. Грубо кажучи, він розтік по площині, чому і виглядає меншим за розмірами.

Вигідні сторони опозиту

Subaru вносить у них і малу габаритність, але ми з нею вже розібралися, тож не можемо погодитися з думкою компанії. Основні переваги дає горизонтальна орієнтація.

  • Усунення центру тяжіння. По-перше, він занижується в порівнянні з рядними двигунами. По-друге, розподіляється по осі. Це дає кращу керованість та стійкість;
  • Знижена вібрація. Прості, навіть високоякісні двигуни, до певної міри передають на корпус і в салон вібраційні хвилі. У опозитах ж вібрація одного поршня згладжується і нівелюється зустрічним рухом другого;
  • Великий ресурс. "Боксери" теоретично розраховані на пробіг у мільйон кілометрів. Чи так це покаже час, але хочеться вірити;
  • Підвищена безпека. І вона доведена краш тестами. При лобовому зіткненні звичайні двигуни часто йдуть в салон, ламаючи переднім сідокам ноги. Опозитний двигун при прямому ударі зміщуються під днище, знижуючи ймовірність смерті.
Заради справедливості скажемо, що всі плюси, крім останнього, чітко виявляються лише на багатоциліндрових двигунах. "Маломірки" з 2 і 4 циліндрами в роботі від традиційних моторів практично не відрізняються.

Недоліки

Можливо, саме вони призвели до малої поширеності опозитних двигунів. Адже багато компаній поступово відмовилися від їхнього використання. І якщо в спортивних авто опозити ще зустрічаються, то в, так би мовити, побутових досить рідкісні.

  • Самообслуговування двигуна практично зводиться до нуля. Складність його конфігурації призводить до того, що господар може сам хіба що олію поміняти. Навіть для того, щоб замінити чи зачистити свічки, доведеться їхати на СТО. Ризикнув зробити це самостійно має високу ймовірність серйозно пошкодити головку циліндрів.
  • Утримання автомобіля з опозитним двигуном обходиться набагато дорожче, ніж із рядним. Усі автороботи оцінюються майстрами вище, деталі в ціні перевищують аналогічні для «рядників» у 2-5 разів.
  • Двигун-опозит вимагає просто катастрофічної кількості олії. А якщо звести всі недоліки до єдиного знаменника, то можна сказати, що вони полягають у надто великих грошових витратах. Що не заважає людям, які оцінили всі плюси і мінуси опозитного двигуна Субару, віддавати перевагу таким моделям і прагнути до бажаної покупки.


Опозитний двигун є формою пристрою двигуна внутрішнього згоряння автомобіля, що має особливу структуру: його поршні розташовані під розгорнутим кутом і здійснюють рух в горизонтальній площині назустріч один одному і в зворотні сторони (один від одного). Інша, сусідня пара поршнів, знаходиться в одному положенні (наприклад, вгорі).

Взаємодія поршнів усередині двигуна нагадує у чомусь боксерський раунд, звідси й іншу назву пристрою – боксер. Конструкція механізму передбачає встановлення кожного поршня на відокремлених шийках колінчастого валу. Кількість циліндрів в опозитному двигуні може бути від 2 до 12, але завжди парне. Найбільш популярні пристрої з чотирма та шістьма циліндрами (чотири- та шестициліндрові боксери).

На сучасному автомобільному ринку представлено багато марок машин, кожна з яких дотримується власної концепції оснащення автомобілів. Розробкою та застосуванням опозитних двигунів зараз займаються дві фірми: Subaru та Porsche. Раніше опозитний двигун встановлювався на такі автомобілі, як Alfa Romeo, Honda, Chevrolet, Volkswagen, Ferrari та інші.

Перший опозитний двигун, що працює на дизельному паливі, випустили компанія Субару в 2008 році. Це чотирициліндровий оппозитник з місткістю 2 літри, здатний розвивати потужність до 150 к.с. Під час його розробки використовується система Сommon Rail.

На деяких моделях машин марки Порше використовуються двигуни із шістьма циліндрами (Саyman, 911). Для автомобілів спортивного класу були розроблені восьми- та дванадцятициліндрові опозитні двигуни підвищеної потужності. Багато професіоналів говорять про те, що від роботи звичайних двигунів відрізняються лише шестициліндрові оппозитники, чотири- та двоциліндрові практично аналогічні.

Опозитний боксер – основні принципи роботи


В цілому процес функціонування оппозитного боксера схожий на роботу інших двигунів внутрішнього згоряння. Головною відмінністю його пристрою є розташування циліндрів. Циліндри в ньому встановлені горизонтально, на відміну більшості двигунів. Це встановлює й інше рухів поршнів: не вгору і вниз, а праворуч наліво і навпаки (від одного краю циліндра до протилежного).

Початкова розробка горизонтального опозитного боксера не належить компанії Subaru, як схильні думати багато хто. Мотори такого типу вже використовувалися раніше на пасажирських автобусах Ікарус, а також на мотоциклах (як вітчизняного «Дніпро, МТ», так і іноземного виробництва «ендуро-турист BMW R1200GS та інші»). Крім того, подібні двигуни вже давно використовуються у військовому транспорті, зокрема у вітчизняних танках.

Звичайно, подібна будова двигуна має свої плюси та мінуси. Розглянемо їх докладніше.

Переваги опозитного боксера


На фотографії опозитний двигун Porsche


До головних плюсів двигуна з горизонтально розташованими циліндрами відносять:
  1. Сприяє зміщенню центру важкості.Маса розподіляється біля осі, що дозволяє значно покращити керованість машини. Для багатьох цей фактор є вирішальним при виборі двигуна та автомобіля, особливо це актуально для російських доріг.
  2. Відсутність вібрації під час роботи.Двигуни зі стандартною структурою та вертикально розташованими циліндрами під час роботи вібрують, передаючи хвилі всієї конструкції, що не дуже комфортно для водія.
  3. Довга робота.Ресурс оппозитного боксера, встановленого в Subaru, настільки великий, що дозволяє експлуатувати автомобіль протягом тривалого часу (вистачає його більш ніж на мільйон кілометрів).

Недоліки опозитного двигуна


На фотографії оппозитний двигун Subaru Outback 2015


Незважаючи на значні переваги, двигун подібного типу має суттєві недоліки, яких розробники поки не позбулися:
  1. Потребує дорогого обслуговування. Часто ремонт двигунів звичайної будови здійснюють самостійно або в автосалонах за невелику суму. Однак у разі оппозитного боксера це неможливо. Його конструкція надто складна, тому монтаж краще довірити професіоналам. Причому за подібні послуги доведеться сплатити чималу суму грошей.
  2. З першого недоліку випливає другий - навіть за наявності достатніх коштів на обслуговування цього типу двигуна можуть виникнути труднощі з пошуком кваліфікованого фахівця, який зможе зробити якісне обслуговування.
  3. Складність пристрою боксера сприяє підвищенню вартості його складові, що створює додаткові витрати при ремонті.
  4. Підвищена витрата автомобільної олії. Звичайний двигун споживає не більше трьохсот грамів масла за період свого функціонування, а опозитний набагато більше.
Таким чином, всі недоліки пристрою перш за все полягають у дорожнечі його обслуговування. Це може стати значним чинником багатьох автовласників. Однак, як вважають представники автомобільних компаній Subaru та Porsche, якість його роботи коштує витрачених коштів на обслуговування.

Компанія Subaru не збирається міняти опозитні двигуни на стандартні, оскільки її представники схильні вважати, що це буде більшим кроком тому. На рівень продажу автомобілів цієї марки дорожнеча обслуговування двигуна ніяк не впливає, оскільки машини зарекомендували себе виключно з позитивного боку.