Горизонтально оппозитный двигатель: Плох или хорош оппозитный двигатель? Разбираемся на примере моторов Subaru

Плох или хорош оппозитный двигатель? Разбираемся на примере моторов Subaru

Удивительно, но факт: дискуссии «плох или хорош горизонтально-оппозитный двигатель Subaru» продолжаются по сей день. Странно еще и то, что речь в диспутах не идет об оппозитниках вообще (моторы Porsche столь пристальное внимание обошло стороной), а на орехи достается лишь японской марке. Сторонники и противники в этом вопросе заняли непримиримые позиции. Впрочем, субаристы, для которых оппозитные моторы — «это наше все», на нападки злопыхателей просто не реагируют. Но есть еще и прослойка сомневающихся, считающих, что дыма без огня не бывает. В большей части именно для них мы решили вернуться к этой теме.

Станислав Шустицкий

Сначала о тех положительных моментах, которые свойственны горизонтально-оппозитным моторам. Конструкция двигателя представляет собой два полублока с двумя цилиндрами в каждом, где расположенные под углом 180° поршни перемещаются в горизонтальной плоскости. При этом два соседних поршня всегда находятся в одинаковом положении относительно головки блока. Такое решение позволяет минимизировать вибрации, а значит, отказаться от дополнительных балансиров. 

Конструктивно горизонтально-оппозитный двигатель ничем не сложнее любого из их собратьев по цеху ДВС.

Наиболее массивная часть такого двигателя расположена максимально низко, чем и обусловлен оптимальный центр тяжести. А это и устойчивость автомобиля при движении, и хорошая управляемость. Отдельно стоит сказать о пассивной безопасности — конструкция подрамника способствует тому, что в случае лобового столкновения вектор смещения «плиты» двигателя направлен под автомобиль.

Этот двигатель Subaru обладает настоящим спортивным характером — им снаряжались и Subaru BRZ, и Toyota GT86.

Теперь выясним, из-за чего ломают копья. Оппозитные двигатели чрезвычайно сложны по конструкции и дороги как по себестоимости, так и в обслуживании. В чем-то здесь можно согласиться. Но сначала небольшая ремарка — в этом материале мы будем говорить о современных 4‑цилиндровых моторах Boxer третьего поколения. Нельзя забывать, что появившиеся еще в 1963 году оппозитные моторы Subaru прошли длинный путь эволюции, позволивший на каждом из этапов устранять негативные моменты. Да, конструктивно оппозитник сложнее, скажем, рядной «четверки». К примеру, здесь две головки блока и, соответственно, четыре распределительных вала. Что касается обслуживания, плановое ТО Subaru Forester не дороже, чем у «одноклассников», а сам процесс работы с оппозитным мотором практически ничем не отличается от работ с традиционными конфигурациями двигателей. Более того, современные моторы Subaru серий FB и FA в конструкции газораспределительного механизма используют не ремень, а цепной привод, компонент, который в обслуживании просто не нуждается.

Горизонтально-оппозитный двигатель. Практически золотое сечение…«Фишка» оппозитного мотора (в центре) — низкий центр тяжести. Слева — компоновка с рядным мотором, справа — с V-образным.

Обслуживание и ремонт моторов Subaru, вернее, сложность связанных с этим процессом операций, тоже плодит немало слухов. Некоторые утверждают, что за ремонт моторов Subaru берутся только единицы мастеров и их услуги крайне дороги. На самом деле, любой двигатель стоит доверять исключительно профессионалам. Что касается стоимости работ, определяемых сложностью манипуляций с моторами Subaru — это чистой воды миф. Так, весьма стойким стало убеждение, что замена свечей зажигания на двигателях Subaru невозможна без вывешивания мотора. На самом деле для этой операции достаточно иметь свечной ключ с карданным шарниром и удлинителем — такие есть в любом универсальном наборе инструментов. Единственная модель Subaru, замена свечей зажигания в которой требует вывешивания двигателя, — это BRZ. Связано это с тем, что лонжерон кузова очень близко расположен к «операционному полю», и такая архитектура не позволяет извлечь ни свечу, ни катушку зажигания.

В конце концов, даже с навесным оборудованием и в сборе с CVT этот двигатель просто красив. Моторы Subaru XV и Subaru Forester.

Если же говорить о более серьезных ремонтах, включая капитальные, то и в этой части современные моторы Subaru вполне дружелюбны к специалистам сервисов. Например, на моторах серии EJ, знаменитых субаровских «ежиках», которые и сегодня используются на модели STI, для того чтобы снять поршни и коленчатый вал, сначала нужно через технологические отверстия с помощью специального инструмента извлечь поршневые пальцы. На нынешних моторах серии FB конструкторы развернули разъем шатуна, сделав его асимметричным — это решение позволяет мастерам без труда демонтировать поршневую группу.

Моторы Subaru прожорливы в плане потребления масла? Мнение, основанное на «делах давно минувших дней», когда действительно были определенные претензии к расходу масла, связанные с неравномерностью износа гильз цилиндров и не имеющие никакого отношения к современным горизонтально-оппозитным двигателям «плеяд». Если сегодня подобные вопросы возникают, происходит это по вине самих пользователей и связано исключительно с нарушениями режимов обкатки. Кроме того, приветствуется постоянный предварительный прогрев двигателя до нужных минимальных температур. При дальнейшей эксплуатации автомобиля очень важно применение качественного топлива — в противном случае по истечении времени весьма вероятно залегание поршневых колец и, как следствие, повышенный расход масла.

Резюмируя все вышесказанное, можно с уверенностью утверждать, что сегодняшние горизонтально-оппозитные моторы Subaru ни одной из списка предписываемых им хронических болезней не страдают. Зато конструктивных обновлений за последнее время они получили немало. Это и новые технологии изготовления кривошипно-шатунного механизма, и внедрение системы изменения фаз газораспределения, и существенные доработки в системах смазки и охлаждения… Неизменным остался лишь сам принцип работы горизонтально-оппозитного двигателя. И звук. Тот самый звук, который наверняка оказывает свое влияние на постоянное пополнение рядов субаристов.

block

Хочу получать самые интересные статьи

Двигатель Субару BOXER | Официальный дилер Subaru в Москве.

Subaru Boxer

  Посмотреть видео В конце 2010 года компания Fuji Heavy Industries Ltd. (FHI) представила новое поколение горизонтально-оппозитных двигателей, которые будут устанавливаться на серийные автомобили Subaru, начиная с модели Forester модельного 2011 года. Это совершенно новый мотор, впервые представленный после двадцати одного года постоянных исследований.

Горизонтально-оппозитный 4-цилиндровый бензиновый двигатель третьего поколения демонстрирует уникальный опыт Subaru в разработке двигателей. Новый мотор сохранил все преимущества предыдущего поколения – компактность, легкость конструкции, низкий центр тяжести и низкий уровень вибрации. И вместе с тем был усовершенствован, благодаря чему снижен расход топлива примерно на 10% (по сравнению с предыдущей моделью) и уровень выбросов выхлопных газов. Так же улучшены ходовые характеристики.

 

Основные изменения

    Добиться новых ходовых и экологических характеристик двигателя удалось за счет изменения диаметра цилиндра, увеличения хода поршня и уменьшения размеров камеры сгорания. Модифицированная активная система управления клапанами повысила точность установки фаз газораспределения впускных и выпускных клапанов, что способствовало повышению показателей максимальной мощности и экономии топлива, а также снижению выбросов выхлопных газов.

В новом двигателе уменьшен вес основных движущихся деталей (в частности, поршней и шатунов), применена иная система привода клапанов, а также используется компактный масляный насос с высоким коэффициентом наполнения. Эти и другие меры снизили потери на 30%, повысили топливную экономичность и улучшили механические характеристики вращения коленчатого вала.

Оптимизация системы охлаждения обеспечена за счет использования отдельных контуров охлаждения для блока и для головки блока цилиндров, что обеспечило дальнейшее повышение топливной экономичности и выходной мощности.

4-цилиндровый бензиновый двигатель Subaru BOXER третьего поколения стал реальным воплощением последних разработок Subaru, основанных на уникальном опыте компании в развитии технологий горизонтально-оппозитных двигателей.

Преимущества горизонтально-оппозитных двигателей

Кинематические характеристики

    Горизонтально-оппозитные двигатели отличаются меньшей габаритной высотой, чем двигатели с рядным или V-образным расположением цилиндров, что позволяет снизить центр тяжести всего автомобиля. Легкий вес, компактность конструкции и симметричность компоновки уменьшает момент рыскания автомобиля.

Сниженный уровень вибрации

Поршни, расположенные слева и справа от коленчатого вала, перемещаются симметрично друг другу, но в противоположных направлениях, благодаря чему происходит взаимное сглаживание возникающих вибраций, в отличие от рядных или V-образных двигателей, в которых поршни своей работой как бы конкурируют друг с другом. В результате, вращение коленчатого вала отличается особой плавностью с низким уровнем вибраций. Кроме того, отсутствие необходимости в уравновешивающем вале обеспечивает дальнейшее снижение массы двигателя.

Безопасность Благодаря низкому расположению двигателя, сильные ударные воздействия в переднюю часть автомобиля (например, при лобовых столкновениях) приведут к перемещению двигателя под днище автомобиля, снижая риск попадания двигателя в салон автомобиля, а также опасность получения травм водителем и пассажирами. Низкое расположение двигателя обеспечивает значительное пространство между двигателем и крышкой капота. Это пространство позволяет эффективно поглощать энергию ударного воздействия при столкновении с пешеходом, снижая риск получения травм.

История горизонтально-оппозитного двигателя Subaru BOXER

[1966-1989] Первое поколение

Первый горизонтально-оппозитный двигатель Subaru BOXER серии EF был установлен на модель Subaru 1000, которая появилась в 1966. В общей сложности в период с 1966 до 1989 года двигатель был установлен на 4111 автомобилей. Его компактный размер идеально подошел для установки в переднеприводные автомобили, которые выпускались в то время. Основным преимуществом данного двигателя была способность к работе без каких-либо проблем на высоких частотах вращения коленчатого вала.

С момента своего появления горизонтально-оппозитные двигатели Subaru обеспечили высокие динамические характеристики автомобилей марки и стали одним из главных преимуществ Subaru.

[1989-2010] Второе поколение

Двигатель Subaru BOXER серии EJ второго поколения впервые был установлен в 1989 году на модель Legacy. Сохранив преимущества предыдущего поколения и соединив их с технологиями турбонаддува, он отличался высокой производительностью и заслужил признание в качестве спортивного двигателя. За 21 год своего существования (с 1989 по 2010 г.) Subaru BOXER второго поколения был установлен на 7,6 миллионов автомобилей, произведенных в этот период.

 

[2010 — настоящее время] Третье поколение

В конце 2010 года Subaru представила двигатель Subaru BOXER третьего поколения серии FB который впервые был установлен на модель Subaru Forester 2011 модельного года. Это совершенно новый двигатель, впервые представленный после 21 года постоянных исследований. Конструктивные обновления двигателя повысили эффективность сгорания топлива и снизили уровень выбросов выхлопных газов, обеспечив при этом достаточный крутящий момент в диапазоне малых и средних оборотов.

В конце 2010 года Subaru представила двигатель Subaru BOXER третьего поколения серии FB который впервые был установлен на модель Subaru Forester 2011 модельного года. Это совершенно новый двигатель, впервые представленный после 21 года постоянных исследований. Конструктивные обновления двигателя повысили эффективность сгорания топлива и снизили уровень выбросов выхлопных газов, обеспечив при этом достаточный крутящий момент в диапазоне малых и средних оборотов.

Оппозитный двигатель Субару. Техцентр Субару (Subaru)

Устройство оппозитно-горизонтального двигателя Subaru

Поршни находятся под углом 180° и движутся горизонтально друг к другу. При этом два соседних поршня всегда находятся в одинаковом положении, например в верхней мертвой точке.

Недавно двигатель Субару назвали «боксером». Движение поршней очень напоминает поединок боксеров на ринге. Особой конструкцией двигателя является то, что каждый поршень (вместе с шатуном) отдельно установлен на шатунный шейке коленчатого вала. Двигатель всегда имеет четное числом цилиндров. То есть два, четыре, шесть и так дальше. Самые популярные агрегаты это двигатели с четырьмя и шестью цилиндрами.

Многие думают, что это V-образный мотор с углом развала 180 градусов. Да, внешне есть сходство: на одной шатунной головке расположены соседние поршни с шатунами. И если один поршень — в верхней мертвой точке, то соответственно другой — в нижней.

Начало оппозитных двигателей

В прошлом веке (1938 год) разработали первые оппозитные двигатели. Вначале, они устанавливались только на авто Volkswagen Käfer или Фольксваген Жук. Именно эксперты Volkswagen изобрели горизонтальный мотор. Некоторые из машин Volkswagen Group и в наше время имеют такие моторы. В 1940 году механики SUBARU начали работать над новым двигателем. Даже теперь компания Субару устанавливает в свои машины оппозитные двигатели.

Плюсы двигателя Subaru

Вот некоторые особенности оппозитного двигателя:

Низкий центр тяжести. Особенность положительно влияет на ходовые характеристики.

Расположение цилиндров. Благодаря удачному размещению, двигатель работает гораздо тише. Цилиндры движутся друг к другу в горизонтальной плоскости, и вибрации почти нет. Она легко гасится.

Большой ресурс. Мотор может работать на протяжении езды в 1 миллион километров. Безусловно, это допустимо, если двигатель правильно используют и своевременно меняют расходники.

Минусы двигателя Subaru

Оппозитные моторы очень выносливые в использовании. Но все же, есть минусы. А именно:

— Ремонтировать такой мотор очень трудно.

— Цена мотора высокая. В большинстве цена зависит от сложного строения;

— Технически обслужить такой мотор нелегко.

Хотя мы обсудили плюсы и минусы оппозитного мотора, он является очень мощным. Динамические характеристики очень похожи на характеристики бензинового двигателя. Сходство заключается в прочности и расходе топлива.

Надежные двигатели Subaru

Есть 3 двигателя небольшого объема: EJ15, EJ16, EJ18.

Хотя они не «миллионщики», все же они долговечные. Подходят для машин С-класс. Мотор не большой, всего 1.5 литров. Нет никакой сложности в строении. Но владеет всеми необходимыми деталями. Есть 2 головки блока.

Одни из наилучших двигателей — двухлитровые SOHC:  EJ20E, EJ20J, EJ201, EJ202.

 

Хотя такие моторы тяжело обслуживать, это компенсируется прочностью, которая есть в нормированном балансе моторесурса. Обладатели таких двигателей могут похвастаться их безопасностью. Она ничем не хуже рядных четырех цилиндровых моторов от Toyota с таким же объемом. Данный аппарат работает на 92-м бензине. Расход топлива небольшой. После пробега двести-двести пятьдесят тысяч километров, нужно заменить кольца.

 

К моторам среднего уровня относят атмосферники DOHC (двух литровые): EJ20D; EJ204. Эти агрегаты считаются надежными. Моторесурс у них довольно высокий.

Специфика технического обслуживания двигателя:

— Тяжело заменить свечи;

— Замена ремня газораспределительного механизма проходит без ошибок;

— Механические работы — после снятия мотора;

— Двигатель работает на 95-м бензином.

Юбилей оппозитного двигателя — 55 лет!

Компания Subaru в мае текущего года отметила знаменательное событие. Ровно 55 лет назад в производство был внедрен горизонтально-оппозитный двигатель. Инновационная на то время разработка стала главным техническим символом японского бренда.

Эпоха серийного выпуска моторов нового поколения стартовала в 1966 году. Первым обладателем горизонтального оппозита стала модель Subaru 1000. На нее установили четырехцилиндровый агрегат с водяным охлаждением. Обладая объемом в 977 кубических сантиметров, мотор обеспечивал мощность в 55 л.с. при оборотах 6 тысяч в минуту. Примечательно, что двигатели этой конструкции до этого хорошо зарекомендовали себя в авиации.

Комплектация Subaru 1000 с оппозитом вместе с инновационным передним приводом обеспечила высокие показатели управляемости и стабильности. Благодаря низкому центру тяжести удалось добиться беспрецедентной на то время устойчивости. Вторым положительным моментом стало отсутствие высокой вибрации, характерной для автомобилей, оснащенных другими типами двигателей. Причина этого в высокой естественной уравновешенности оппозитного мотора.

До сих пор японская компания верна выбранной схеме. Все модели, аккредитованные для российского рынка, укомплектованы бензиновыми агрегатами серии Boxer. Преимущества четырехцилиндровых двигателей горизонтально-оппозитного типа обусловлены уникальной конструкцией. Движение поршней навстречу друг другу, позволяет естественным образом гасить силы инерции, без использования сложных приспособлений или механизмов. Благодаря этому можно ставить противовесы небольшого веса, а то и полностью исключить уравновешивающие валы из конструкции мотора. В итоге не только снижается до минимума вибрация в процессе работы оппозита, но и сокращаются потери на компенсацию трения, как следствие, расходуется меньше топлива.

Благодаря низкому расположению центра тяжести оппозитного мотора, автомобили Subaru отличаются повышенной устойчивостью, что позитивно сказывается на управляемости. В свою очередь, улучшается отклик на поворот рулевого колеса, обеспечивая водителю максимальный контроль над автомобилем при любых условиях движения, включая маневрирование на высоких скоростях.

Использование горизонтальных оппозитов с низким расположением центра тяжести повышает пассивную безопасность. При сильном столкновении такой мотор легко «уходит» под днище, исключая разрушение салона, травмирование водителя и пассажиров. А благодаря дополнительному пространству под капотом, снижается энергия при наезде.

Перешагнув 55-летний порог, инженеры японской компании полны решимости не только сохранить верность выбранной схеме, но и значительно приумножить ее достоинства путем модернизации и использованием инновационных технологий!

Приложение — Коммерсантъ Авто (50359)

Если верить фантасту Артуру Кларку, всякая достаточно продвинутая технология практически неотделима от волшебства. Если судить по автомобилям Subaru, некоторые технологии изначально настолько волшебны, что продвигать их можно до бесконечности.

Горизонтальная стойка

В истории автомобилестроения найдется не много примеров использования горизонтально-оппозитных двигателей. Не удивительно, что сегодня силовая установка этого типа ассоциируется прежде всего с маркой Subaru, сделавшей горизонтально-оппозитный двигатель элементом базовой комплектации всех своих моделей. В этих моторах сосредоточена соль инженерной мысли компании, ее колоссальный опыт в области авиации и автоспорта. Впервые такой двигатель был установлен на модели Subaru 1000, представленной компанией Fuji Heavy Industries Ltd в 1965 году на 12-м Токийском автосалоне. Конструкция этого двигателя, при котором поршни расположены по обе стороны от коленчатого вала под углом 180°, имеет целый ряд характерных особенностей. Малый вес, мощный крутящий момент и хорошая передача крутящего момента не последние в этом ряду. На первый взгляд такой мотор создан для автомобильных гонок и в расчете на водителей, для которых скорость — базовая ценность всякого транспорта. На второй — он в полной мере отвечает потребностям автолюбителей, склонных к спокойному перемещению в пространстве, ценящих комфорт и надежность технических агрегатов. В частности, малая вибрация, которой в силу своей конструкции отличается оппозитный двигатель Subaru Boxer,— залог и комфорта, и долговечности.

Самое удивительное, что преимущества оппозитного двигателя Subaru Boxer распространяются не только на бензиновые, но и на дизельные версии. Subaru Boxer Diesel стал первым горизонтально-оппозитным дизелем в легковых машинах в мире. С 2008 года Boxer Diesel фирмы Subaru устанавливается на модели Impreza, Legacy, Outback и Forester. Легкие и компактные горизонтально-оппозитные двигатели работают более плавно, чем рядные и V-образные двигатели. В двигателе Subaru Boxer, отличающемся 180-градусной конфигурацией, поршни движутся навстречу друг другу, нивелируя уровень вибраций. Кроме того, оппозитные двигатели имеют низкий центр тяжести, что, в свою очередь, делает автомобиль более устойчивым и в конечном итоге более послушным в управлении. Низкое расположение мотора — это и гарантия безопасности, поскольку при фронтальном столкновении он смещается вниз, а не в салон автомобиля.

Все перечисленные достоинства оппозитного мотора не должны заслонить того важного факта, что в автомобилях Subaru он является начальным звеном цепочки симметричного полного привода, важнейшим элементом, обеспечивающим баланс автомобиля и его отменные драйверские качества.

Законы симметрии

Симметричный полный привод (Symmetrical AWD) — один из главных атрибутов автомобилей Subaru на протяжении нескольких десятилетий. Во многом благодаря этой технологии Subaru стала первой японской автомобильной маркой, завоевавшей Кубок конструкторов на чемпионатах мира по ралли (WRC) три года подряд. Во многом благодаря ей автомобили этой марки стали популярны во всем мире. История полного привода на автомобилях марки началась с выпуска в 1972 году модели Subaru Leone 4WD Station Wagon. До этого полный привод был «привилегией» внедорожников. Subaru Leone к их категории не относился, и это, как оказалось, пошло ему только в плюс. Универсал стал оптимальным вариантом для тех водителей, кому нужно было и транспортное средство достаточной проходимости для загородных поездок, и комфортный автомобиль на каждый день для поездок на работу.

За эти годы технология полного привода, который имеется на каждой сошедшей с конвейера машине, развивалась и совершенствовалась. Но основная особенность системы симметричного полного привода Subaru неизменна и заключается она в том, что расположенные продольно оппозитный двигатель, коробка передач, приводные валы и даже выхлопная система образуют абсолютно симметричную (относительно продольной оси) конструкцию, которая помогает обрести идеальный баланс при разгоне, торможении и в поворотах. Данная конструкция помогает избежать лишней нагрузки на оси, обеспечивает автомобилю естественный нейтральный баланс и идеальную развесовку (вдоль оси автомобиля и по сторонам), минимизирует момент инерции во время поворота руля.

«Технологии,— полагал писатель Макс Фриш,— это искусство переделать мир так, чтобы с ним уже можно было не сталкиваться». Фирменные технологии Subaru не сотрясают основ этого мира, но меняют автомобили так, чтобы свести всякие столкновения с миром к минимуму. Система Symmetrical AWD, действующая на всех моделях марки, представленных в России (Impreza, Impreza WRX STI, Forester, Legacy, Outback и Tribeca), во много раз повышает безопасность автомобиля на дороге. У водителя полноприводного Subaru гораздо больше шансов избежать потери управления на скользкой или неровной дороге, когда сцепление шин с покрытием ухудшается — крутящий момент от двигателя перераспределяется на небуксующие колеса. В итоге система полного привода не просто обеспечивает безопасность движения, но и позволяет получать удовольствие от драйва. А это многого стоит.

Электроника на страже

Характер поведения автомобилей Subaru определяет также целый ряд вспомогательных систем, органично интегрированных в модульную конструкцию платформы. Среди надежных помощников водителю Subaru — система динамической стабилизации VDC, система распределения и активного разделения крутящего момента VTD, система активного распределения крутящего момента Active Torque Split, дифференциал повышенного трения с вязкостной муфтой.

Все эти системы, обеспечивая хорошую управляемость и высокую безопасность автомобиля, позволяют водителю чувствовать себя защищенным и получать удовольствие от вождения. Система динамической стабилизации VDC помогает стабилизировать автомобиль практически на любом дорожном покрытии. Система Active Torque Split, которая устанавливается на автомобили с автоматической трансмиссией и следит за распределением крутящего момента, действует на основе информации (о скорости автомобиля, сцеплении колес и т. д.), снимаемой компьютером с сенсорных датчиков. Компьютер анализирует самые разные данные: угол поворота рулевого колеса, количество оборотов двигателя, положение тормозов и проч.— и на основе этих данных дает команду оптимизировать распределение крутящего момента между передними и задними колесами.

Функция центрального дифференциала повышенного трения — оптимально распределять крутящий момент между передними и задними ведущими колесами на автомобилях с ручной коробкой передач. В обычных условиях он распределяется в отношении 50:50 между осями. При потере равномерного сцепления с дорогой, то есть когда передние или задние колеса проскальзывают, вязкостная муфта автоматически перераспределяет крутящий момент на те колеса, которые имеют максимальное сцепление с дорогой, поддерживая тягу и управляемость автомобиля. Еще один электронный помощник на Subaru с автоматом — система изменяемого распределения крутящего момента с электронным управлением VTD. В ее конструкции используется сложный дифференциал планетарного типа, который осуществляет распределение крутящего момента между ведущими колесами: 45% на передние колеса, 55% — на задние. Распределение крутящего момента в такой пропорции сделано намеренно — для более плавного и четкого управления и обеспечения энергичного, спортивного стиля вождения.

Впрочем, какой бы стиль вождения ни предпочитал водитель Subaru, у него всегда есть возможность этот стиль сменить. Точнее, выбрать один из трех вариантов, предлагаемых системой SI-DRIVE — системой интеллектуального привода Subaru. SI-DRIVE первоначально присутствовала в базовой комплектации только автомобилей с трехлитровым атмосферным двигателем. Сейчас она доступна и владельцам автомобилей, на которых установлены моторы с турбонаддувом меньшего объема. Эта система позволяет держать под контролем характеристики работы двигателя и трансмиссии, состояние и изменения которых постоянно отражаются на информационном дисплее. Селектор системы размещен на центральном тоннеле. Режим Intelligent включается простым нажатием на селектор. Он предназначен для езды в плотном городском потоке, в сложных погодных условиях и для совершения спокойных туристических поездок. Благодаря индикатору переключения передач водитель всегда знает оптимальный момент для переключения скорости. Датчик экономичного расхода топлива ECO-метр указывает текущий и средний уровень потребления топлива, помогая водителю следить за эффективным расходом топлива. Спортивный режим Sport, включаемый поворотом селектора влево и обеспечивающий линейные отклики на газ, годится для быстрого перемещения по свободным улицам, в то время как усиленный спортивный режим Sport Sharp, в котором реакции двигателя максимально обострены, создан для демонстрации и тестирования гоночных способностей автомобиля.

Александр Ставров

Горизонтально-оппозитные двигатели Subaru Boxer

Каким должен быть идеальный двигатель для того, чтобы обеспечивать превосходное вождение? Ответ один — горизонтально-оппозитный двигатель Субару.

На сегодняшний день оппозитный двигатель практически олицетворяет эту марку, хотя он также используется не только в Subaru, но и в авто других марок, к примеру Porsche (хоть и значительно реже).

Горизонтально-оппозитный двигатель Subaru Boxer

К слову, любители советской мото-классики скорее всего помнят мотоциклы с оппозитным расположением двигателя, такие как «Урал» и «Днепр» и, их характерный звук работающего мотора. Звук работы оппозитного двигателя – это еще одна его особенность и маркетинговое преимущество у производителей авто.

Таким образом, Subaru делает это звучание и свои гоночные достижения некой «изюминкой» своих машин, которая отличает их от всех остальных, что, в свою очередь, самым положительным образом отражается на продажах автомобилей этой марки.

Принцип работы

Принцип работы горизонтально-оппозитного двигателя Subaru практически ничем не отличается от всем известного двигателя внутреннего сгорания. Рабочие такты протекают с той же скоростью, что и при вертикальном расположении двигателя.

Недостатки

• Самым основным минусом можно назвать сложность ремонта оппозитных двигателей. Некоторые из этих двигателей вообще не подлежат ремонту, если не извлечь его из моторного отсека. Пока не мере без специализированного инструмента. Если вы не хотите тратить огромное количество времени, то обратитесь к профессионалам. Стоит помнить, что за такую процедуру придется выложить довольно большую сумму, что не удивительно. Ведь не каждый специалист знает устройство оппозитного двигателя и его особенности;
• Очень сложно найти специализированного механика;
• Сложное устройство требует больших финансовых вложений в плане новых деталей. То есть, чтобы купить необходимую часть придется выложить большую сумму;
• Повышенный расход масла.

Преимущества

Конструкция двигателя, при котором поршни расположены по обе стороны от коленчатого вала под углом 180 градусов, создает огромное количество преимуществ:

• При горизонтальном расположении цилиндров друг против друга силы инерции, возникающие при движении поршней, взаимно гасятся. Благодаря чему, двигатель обладает хорошей уравновешенностью и низким уровнем вибраций.
• Невысокий уровень вибраций позволяет обойтись противовесами небольшой массы и не устанавливать уравновешивающие валы. В результате двигатель расходует меньше топлива и обладает лучшей отзывчивостью.
• Невысокий уровень вибраций также дает возможность получения большого диаметра цилиндров, что облегчает создание высокооборотистых двигателей для спортивных автомобилей.
• Инерция относительно вертикальной оси автомобиля меньше, что повышает быстроту реакции на управление.
• Небольшая высота двигателя и низкое положение центра тяжести дополнительно улучшают быстроту реакции и повышают устойчивость автомобиля.
• Возможность получения большого диаметра цилиндров облегчает создание высокооборотистых двигателей для спортивных автомобилей.
• Конструкция горизонтально-оппозитного двигателя обладает большей жесткостью, что позволяет уменьшить механические потери при работе двигателя. Благодаря этому увеличивается ресурс двигателя.

Безопасность

Пассивная безопасность. В случае серьезного фронтального столкновения плоский оппозитный двигатель легче направляется под днище автомобиля, уменьшая тем самым энергию удара, передаваемую на пассажирский салон.

Безопасность пешеходов. Оппозитный двигатель имеет плоскую форму, оставляя пространство между твердыми деталями двигателя и сравнительно мягким капотом. Это позволяет эффективнее поглотить энергию удара при наезде на пешехода.

Высокая устойчивость при резких маневрах

Легкий двигатель из алюминиевого сплава имеет низкий центр тяжести, что обеспечивает небольшую инерцию относительно продольной оси автомобиля и малые крены.

Преимущество низкого центра тяжести можно продемонстрировать на примере метронома. Если вы переставите грузик в нижнее положение, маятник будет раскачиваться быстро. При перестановке грузика в верхнее положение колебания замедлятся. Таким образом, преимущество низкого центра тяжести ярче всего проявляется при скоростном прохождении связки крутых поворотов.

Управляемость

Низкий центр тяжести и продольное расположение короткого двигателя позволяют в повороте уменьшить не только крены, но и момент инерции относительно вертикальной оси автомобиля, что положительно сказывается на поворачиваемости.

Когда водитель поворачивает рулевое колесо для изменения направления движения, центр вращения автомобиля располагается ближе к его задней части. Для автомобилей равной массы, меньшее расстояние от центра вращения до центра тяжести означает более легкое осуществление поворота. Вот почему предпочтительна компоновка с низко расположенным двигателем и продольно состыкованной с ним коробкой передач.

В противоположность крену, который является естественным следствием выполнения поворота, перемещение, вызываемое поворотом рулевого колеса, может быть принято за активное движение, поскольку оно задается водителем.

В примере с метрономом такое активное движение аналогично тому, что вы останавливаете пальцем маятник метронома и толкаете его в обратном направлении. Если грузик маятника находится в нижнем положении, вам потребуется меньшее усилие для того, чтобы толкнуть его в другую сторону.

Плюсы и минусы оппозитного двигателя

Двигатели внутреннего сгорания отличаются друг от друга не только по виду потребляемого топлива, но также и по конструктивным особенностям. Например, велико разнообразие по расположению цилиндров. Каждый вариант имеет свои сильные и слабые стороны. В данном случае будут рассмотрены плюсы и минусы оппозитного двигателя.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое атмосферный двигатель. Из этой статьи вы узнаете об особенностях и главных отличиях атмосферных ДВС от аналогов с турбонаддувом.

Содержание статьи

В чем особенности оппозитного двигателя

В поршневых двигателях внутреннего сгорания (а бывают еще и роторные) размещение цилиндров может быть разным по отношению друг к другу: под острым углом, в один ряд, звездообразно и так далее. В случае с оппозитным ДВС цилиндры находятся в одной плоскости и размещены один напротив другого под углом 180 градусов. В отличие от многих рядных моторов, оппозитный агрегат зачастую имеет два распределительных вала, а также вертикальное распределение газораспределительного механизма. Существует несколько типов оппозитных двигателей. Среди них наиболее известны:

• Boxer («Боксер»). Отличается тем, что поршни, расположенные друг перед другом, движутся подобно боксерам на ринге. То есть, когда один из них находится в крайней верхней точке, второй занимает крайнее нижнее положение. Они все время в равной степени удалены один от другого;
• ОРОС — Opposed Piston Opposed Cylinder. Принцип работы в данном случае заключается в том, что поршни попарно находятся в одном цилиндре (верхний и нижний поршень). Они движутся навстречу друг другу, вращая коленвал.
• 5 ТДФ. Это двухтактный танковый двигатель советского производства, которым применялся на танках Т-64 и Т-72. Интересная особенность данного агрегата состоит в его многотопливности. Основное горючее для него – солярка. Однако при помощи специального переключателя на топливном насосе высокого давления, можно было запустить режим работы на бензине или на смеси бензина с керосином и соляркой, а также двигатель мог работать на реактивном топливе. Правда, требовалось еще и подкорректировать угол зажигания (тайминг впрыска).

Разработкой силовых агрегатов активно занималась многие компании. Например, Volkswagen уделял внимание данному типу агрегатов с середины 30-х годов прошлого столетия. Это были не просто эксперименты, а стремление разработать собственный оппозитный мотор, снизить уровень вибраций, которые возникают во время работы традиционного V-образного или рядного двигателя и т.д. Кстати, свою разработку инженеры Volkswagen применили и в легендарном автомобиле Volkswagen Beetle. А с 60-х годов оппозитные двигатели стали активно использоваться японской компанией Subaru, которая занималась разработками параллельно с немцами.

Преимущества оппозитного ДВС

По большому счету, работа оппозитного двигателя не отличается от принципа действия агрегатов других конструкций. Однако подобное расположение цилиндров имеет свои определенные преимущества, а также и недостатки.

• Самым заметным преимуществом рассматриваемых силовых установок считается почти полное отсутствие вибрации во время работы. Такой эффект достигается за счет расположения поршней, которые уравновешивают друг друга. Это не только добавляет комфорта, но и существенно увеличивает срок эксплуатации. Отсюда происходит второй «плюс»;
• Впечатляющий ресурс оппозитного двигателя. Имеются данные о том, что довольно часто пробег до первого капитального ремонта составлял минимум от 500 тысяч километров. Разумеется, манера вождения вносит свои существенные коррективы. И, тем не менее, межремонтный срок довольно большой. Впрочем, сплошь и рядом можно встретить утверждения специалистов и автолюбителей, что 800-900 тысяч до первого капитального ремонта – это не более чем красивая сказка;
• Моторы рассматриваемой в данной статье конструкции обеспечивают автомобилям низкий центр тяжести. Особенно это качество ценится в мощных спортивных машинах. Ведь, проходя виражи на больших скоростях, очень важно сохранить устойчивость;
• Также нельзя не упомянуть об экономии места под капотом. Хотя многим этот пункт покажется спорным, ведь выигрывая по высоте, нужно при этом делать капот шире или длиннее.

Вот, пожалуй, и все существенные преимущества оппозитников. Теперь нужно рассмотреть и недостатки, которых, к сожалению, несколько больше.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что лучше, турбина или компрессор. Из этой статьи вы узнаете об особенностях конструкции различных нагнетателей, а также о преимуществах и недостатках  подобных способов повышения мощности мотора без увеличения физического рабочего объема двигателя.

Недостатки оппозитного мотора

Прежде всего, стоит указать высокую стоимость обслуживания и практически полную невозможность выполнить ремонт в домашних условиях. Даже простая замена свечей зажигания требует наличия специального оборудования. При этом в сторонних автосервисах сложно найти специалиста достаточно высокой квалификации для ремонта оппозитного двигателя. Кстати, здесь будет также уместным выделить огромное количество модификаций агрегатов даже в пределах одной марки. Этим «грешит», например, бренд Субару, который сегодня является основным производителем моторов данного типа. Само собой, такая позиция усложняет ремонт, так как возможность взаимозаменить детали сводится к минимуму.

Стоимость нового автомобиля с оппозитным двигателем может оказаться заметно выше стоимости машины такой же комплектации, но с более традиционным типом ДВС. А все дело в затратах на производство самого оппозитника. Определенную роль играет и дороговизна запчастей, которая напрямую связана с указанными выше причинами.

Добавим еще пару слов о специальном оборудовании. Например, автовладельцы со стажем и опытом знают, что шейки коленвала время от времени приходится шлифовать. Операция эта проводится на станке и не очень дорого стоит применительно к обычному ДВС. Но только если речь не идет об оппозитниках. Например, на субаровских авто шейки очень узкие и шлифовать их нужно на специальных станках.

Также отметим, что  в оппозитных моторах быстрее засоряется картер двигателя по сравнению с V-образными или рядными конструкциями. Оппозитному двигателю присущ большой расход моторного масла, что обуславливается конструкцией силовой установки данного типа. А в случае, когда установлена турбина, масла расходуется еще больше.

Что в итоге

При желании можно найти еще минусы оппозитного двигателя и продолжить приведенный выше список, особенно если рассматривать конкретный мотор на той или иной модели авто.

Однако в общем такая конструкция силовой установки все равно неплохо прижилась на гражданских авто, машинах спортивного типа и в авиации. Напоследок добавим, что «субаровские» моторы повсеместно и широко используются. Это является наглядным примером определенного успеха оппозитного двигателя на фоне других конкурентов, которые также не лишены определенных недостатков.

Читайте также

Что такое оппозитный поршневой двигатель и почему он лучше?

ФОРМЫ

С момента своего создания автомобиль подвергался постоянному и неуклонному совершенствованию до такой степени, что средний автомобиль теперь обладает некоторыми чрезвычайно умными и сложными конструкциями.

Одним из наиболее впечатляющих компонентов любого автомобиля является его трансмиссия или «коробка передач», и хотя большинство автомобилей не получают преимуществ от этой технологии, синхронизированная коробка передач — это то, чем стремится быть механическая коробка передач с одним сцеплением.По крайней мере, пока.

У каждого есть свои преимущества и недостатки; V — прочный универсал, но он тяжелый, с большим количеством деталей. Inline более эффективен, поскольку легче и проще, но не отличается особой жесткостью, что ограничивает его размер. Горизонтально расположенный плоский двигатель имеет преимущество в производительности по сравнению с другими с хорошим балансом и мощностью, но он очень широкий и занимает ценное пространство, необходимое для других компонентов, и поэтому широко не используется.

СТАРЫЙ ТЕХ

По прихоти или намерению, все эти двигатели имеют общую конструктивную особенность, заключающуюся в наличии только одного коленчатого вала со всеми поршнями, выходящими из него под разными углами.

Предположительно, это было по очень веской причине, но новый тип двигателя очень хорошо убеждает нас, что причина, возможно, больше не действительна.

Двигатель, в котором используются два коленчатых вала на противоположных концах так называемого двигателя с оппозитными поршнями.

Новые технологии и открытия имеют обыкновение заставлять нас пересматривать установленные нормы, за исключением того, что в данном случае задействованная технология вовсе не нова, ей более 100 лет. Варианты конструкции нашли ограниченное применение в различных приложениях с момента ее создания в самом конце 1800-х годов — особенно в военных самолетах во время Второй мировой войны, после чего они почти полностью вышли из употребления по неизвестным причинам.

ДОБАВЛЕНИЕ

Современный и все более распространенный рядный двигатель сократил количество деталей, необходимых для двигателя, тем самым уменьшив вес и повысив надежность за счет использования только одной головки цилиндров и клапанного механизма — без какого-либо ущерба для производительности.

Двигатель с оппозитными поршнями выходит за рамки этого, так как не имеет головок цилиндров вообще, но затем возвращается, когда вместо этого требуется два коленчатых вала. Это немного похоже на ограбление Питера, чтобы заплатить Полу, за исключением того, что вы получаете выгоду в других сферах.

Изображение предоставлено Pinnacle Engines

Непонятно, чем объясняется приверженность единой системе коленчатого вала. Это могло быть результатом того, что когда-то они были дорогими или сложными в производстве, или из-за того, что меньшее количество движущихся частей предназначалось для большей надежности — что обычно и происходит.

По мере развития технологий головка блока цилиндров и клапанный механизм стали намного более сложными и дорогостоящими. Настолько, что кажется, что разработчики автомобилей больше не привязаны к прежнему образу жизни.Но изменения ради изменений бессмысленны, должна быть польза, и, похоже, есть много областей, где это так:

— Имеет более высокий термический КПД за счет более высокой степени захвата камеры сгорания головкой поршня. Удаление головки блока цилиндров означает, что меньше тепла теряется и больше энергии передается поршню.

— Снижено трение поршневых колец из-за того, что болты головки блока цилиндров не деформируют отверстие.

— На более высоких скоростях создается меньшее трение, поскольку пиковая рабочая скорость двигателя не должна быть такой высокой.

— Поршни тратят меньше энергии на нагнетание и выпуск воздуха, поскольку порты, расположенные вокруг цилиндра, делают это вместо этого, с дополнительным преимуществом повышения эффективности турбонагнетателя и нагнетателя.

— Меньшее давление в цилиндрах означает, что двигатель не должен быть таким сильным и плотным, чтобы выдерживать нагрузки, а это означает, что они могут иметь более легкую конструкцию.

— За счет более низких давлений и температур во время сгорания уменьшается количество образующихся загрязняющих веществ. Кроме того, увеличенная общая длина хода двух цилиндров позволяет топливу сгорать более полно, что приводит к дальнейшему сокращению образования отходов.

— За счет впрыска топлива в камеру цилиндра горизонтально, а не вниз на горячую головку поршня, гашение, вызывающее образование твердых частиц, значительно уменьшается.

— Уменьшение количества необходимых дорогих и сложных деталей приводит к более простому двигателю.Дополнительный коленчатый вал и зубчатая передача этим более чем компенсируются. Более широкая кривая крутящего момента дополнительно снижает количество деталей за счет уменьшения количества необходимых шестерен.

— Требуется меньшая охлаждающая способность, поскольку двигатель вырабатывает меньше тепла и работает при более низкой температуре.

— Более низкие выбросы означают, что системы управления отходами не должны быть такими обширными, что приводит к уменьшению размеров дорогих каталитических нейтрализаторов.

Учитывая, что в настоящее время основное внимание уделяется выбросам, этот двигатель звучит как воплощенная мечта всей автомобильной промышленности.Есть даже версия этого двигателя, для которой не требуется система зажигания, поскольку он самовоспламеняющийся, что еще больше снижает потребность в запасных частях и техническом обслуживании.

Благодаря повышению эффективности на 30-50%, снижению выбросов, без ущерба для производительности при более низкой стоимости, мы очень хотим увидеть, как он будет развиваться, особенно когда требуется минимальное переоснащение для переключения производства.

Фактически, по крайней мере, одна крупная автомобильная компания уже начала процесс создания собственного OPE, так что, возможно, она только что находит свое применение в следующем новом автомобиле, который вы купите.Может быть …

MAT FOUNDRY GROUP ЯВЛЯЕТСЯ ВЕДУЩИМ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ СЕРЫХ И ЧУГУННЫХ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ. ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О НАС ПРОСМОТРЕТЬ НАШИ ПРОДУКТЫ ИЛИ СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ СЕГОДНЯ

Почему оппозитный двигатель? | Subaru Австралия

«Боксерский» двигатель назван так потому, что движение поршней двигателя напоминает движение кулаков боксера в горизонтальной плоскости. Однако, в отличие от кулаков боксера, которые оба движутся в одном направлении, половина поршней «боксерского» двигателя движется в противоположном направлении.

Это очень важное отличие обеспечивает ключевые преимущества горизонтально-оппозитной (оппозитной) компоновки двигателя, при которой половина от общего числа цилиндров и, следовательно, поршней лежат на боку в конфигурации восток-запад и движутся в противоположных направлениях.

Вклад в управляемость и устойчивость транспортных средств

Ключевым преимуществом горизонтально-оппозитной компоновки двигателя Subaru ‘Boxer’ является не его выходная мощность или экологические характеристики, а его вклад в управляемость, устойчивость и, как следствие, безопасность автомобиля.

Во-первых, поскольку цилиндры в оппозитном двигателе лежат набок, общая высота двигателя значительно ниже, особенно по сравнению с более обычным «рядным» двигателем, где все поршни движутся в одном направлении в конфигурации север-юг. Это приводит к низкому центру тяжести, что дает очень значительные преимущества с точки зрения управляемости и устойчивости транспортного средства, помогая удерживать шины более плотно прилегающими к поверхности дороги в результате более низкого уровня передачи веса с внутреннего колеса на внешнее колесо в поворотах.

Кроме того, поскольку половина от общего числа цилиндров находится на одной стороне, а другая половина — на противоположной стороне с общим коленчатым валом, зажатым посередине, распределение веса влево-вправо с двигателем, расположенным на центральной линии транспортного средства, равно . Это также очень важно для баланса, устойчивости и управляемости автомобиля, особенно при поворотах или быстрой смене направления.

Общая длина двигателя Subaru Boxer сравнительно мала по сравнению с обычным двигателем «в линию» или «V» из-за степени перекрытия цилиндров, которое возможно из-за конфигурации с противоположным расположением поршней.Это способствует улучшению распределения веса между передней и задней частями автомобиля, что также является важным фактором управляемости, устойчивости и реакции рулевого управления. Если вес транспортного средства расположен более центрально, силы, необходимые для изменения направления, будут меньше из-за более низкого уровня веса, расположенного перед управляемой осью. В результате рулевое управление становится более отзывчивым и точным, что также является ключевым атрибутом безопасности.

Прочность, надежность и легкий вес

Как упоминалось ранее, поскольку цилиндры лежат на своих сторонах и расположены в противоположных направлениях с общим коленчатым валом, размер и, следовательно, вес оппозитного двигателя относительно мал.Двигатели Subaru Boxer также имеют полностью алюминиевую конструкцию картера и головок цилиндров, что также значительно способствует снижению веса. Это не только улучшает соотношение мощности к весу и, следовательно, ходовые качества и экологические характеристики, но также способствует управляемости и устойчивости.

Поскольку поршни движутся в противоположных направлениях, естественный вращательный баланс двигателя очень хороший благодаря нейтрализации сил инерции поршня, которые движутся в противоположных направлениях.Это означает две вещи;

1. Хорошая балансировка вращения означает более низкие уровни вибрации и жесткости, что приводит к меньшему износу и, следовательно, более высокому уровню долговечности, что означает более надежную и более низкую стоимость владения.

2. Поскольку коленчатый вал зажат между двумя очень жесткими половинами картера, он очень хорошо поддерживается и, следовательно, его долговечность значительно повышается, а поскольку он поглощает меньше вибраций, его конструкция может быть намного легче.Это не только способствует излишней легкости двигателя, но также означает, что двигатель работает с более высокими оборотами и более отзывчивым. Оба атрибута вносят улучшения в активную безопасность автомобиля за счет улучшенных ходовых качеств.

Вклад в обеспечение безопасности при авариях

Еще одним ключевым преимуществом конструкции двигателя Subaru ‘Boxer’ является то, что он может спасти вам жизнь! Это результат небольшой высоты при установке в переднем моторном отсеке. При полном лобовом столкновении или даже при столкновении со смещением сильное столкновение вызовет смятие передней части автомобиля и последующее движение двигателя назад в сторону пассажирского салона с возможным проникновением и серьезными травмами передних пассажиров.Благодаря малой высоте двигатель «Boxer» можно перенаправить под пол салона, чтобы избежать проникновения в салон и, следовательно, снизить вероятность травмы переднего пассажира.

Почему не «Боксер»?

Каковы отрицательные стороны конструкции оппозитного двигателя «Boxer»? Почему все производители не принимают этот формат, если у него так много преимуществ?

Традиционно одним из отрицательных аспектов конструкции «оппозитного» двигателя было то, что по мере роста спроса на двигатели большей мощности единственный способ добиться большего объема двигателя заключался в увеличении диаметра цилиндра.Это было связано с тем, что любое увеличение длины цилиндра (хода) увеличивало общую ширину двигателя. Это означало трудности с размещением более широкого двигателя в шасси без увеличения габаритной ширины автомобиля, что нежелательно с точки зрения комплектации и с учетом нашего движения и дорожных условий.

Когда двигатель становится более квадратным, что означает, что диаметр цилиндра больше, чем ход поршня, эффективность сгорания становится все более сложной. Учитывая минимальное время, которое доступно в относительно высокооборотистом двигателе в каждом цикле для полного сжигания всего топлива, если размер отверстия становится слишком большим, время прохождения пламени от свечи зажигания к внешней стороне стенки цилиндра становится проблематичным.В результате топливо сгорает не полностью и расход топлива ухудшается. Усовершенствования в конструкции камеры сгорания и компьютерное управление соотношением воздух-топливо, зажиганием и фазами газораспределения позволили успешно справиться с этим немного отрицательным атрибутом конструкции двигателя «Boxer».

Однако с запуском двигателя Subaru Boxer третьего поколения была представлена ​​новая инновационная конструкция, которая позволила увеличить рабочий ход двигателя и уменьшить диаметр канала без увеличения общей ширины двигателя. ранее отрицательная конструктивная особенность двигателя «Боксер».

Другим отрицательным аспектом конструкции «оппозитного» двигателя является его относительно сложная форма, которая приводит к увеличению производственных затрат. В этом случае Subaru считает, что положительные моменты перевешивают отрицательные.

Пришло время узнать разницу между оппозитными двигателями и плоскими двигателями

Вы — редуктор. Вы умеете осознанно и снисходительно посмеиваться, когда какой-нибудь тупица обращается к «V4» в их Honda Civic. Вы знаете свое дело. Вы также знаете, что такое плоский двигатель.Это же двигатель с оппозитными поршнями? Иногда их называют оппозитными двигателями, как то, что используют Porsche и Subaru. То же самое, правда? Не совсем так. Давайте проясним этот часто сбиваемый с толку технический секрет.

Признаюсь, я сам был довольно туманным в этой концепции. Я понял это, когда проводил исследования Steyr 50, небольшого австрийского автомобиля, в котором использовался передний четырехцилиндровый двигатель.

Я просматривал этот веб-сайт Steyr 50, на котором был хороший исчерпывающий список спецификаций. Я видел это описание двигателя, и мне показалось смешным:

Bauart…………….. V-образный двигатель 178 °

Цилиндр …………… 4

Борунг ….. ……….. 59 мм

Ступица ……………….. 90 мм

Zylinderinhalt ……… 977,5 см³

Эта смелая деталь, где двигатель описан не как четырехцилиндровый, а как 178 ° V4, заставила меня рассмеяться. Насколько безумно педантичным нужно быть, чтобы не просто назвать его четырехцилиндровым или оппозитным двигателем, а вместо этого назвать его V-образным двигателем из-за двух крошечных градусов?

Это привело меня к исследованию, в ходе которого я понял, что, хотя называть плоский двигатель двигателем 180 ° V глупо и педантично, на самом деле это не так уж неправильно, особенно когда вы понимаете, что на самом деле существует реальная, определенная разница между V-образным двигателем, у которого V такой плоский, что прямолинейный, и настоящим оппозитным двигателем.

Снаружи двигатели выглядят почти так же; у оппозитного и 180 ° -V / плоского двигателя будет два ряда цилиндров, выходящих из центрального кривошипа, и вся нижняя часть двигателя будет довольно плоской.

G / O Media может получить комиссию

Но внутри, однако, оппозитные моторы определенно не то же самое, что V-образный плоский двигатель. Вот ключевое различие, которое вы можете увидеть в коленчатом валу и поршнях обоих двигателей:

Итак, вот большая разница: части коленчатого вала, к которым соединяется шатун поршней, называются шатунной шейкой или шейкой коленчатого вала.В плоском двигателе, который является , а не оппозитным, пары поршней имеют общую шатунную шейку. В настоящем оппозитном двигателе каждый поршень имеет свою кривошипную шейку.

На самом деле дешевле производить шатунные шейки, вмещающие только один цилиндр, что может компенсировать затраты на установку большего количества отдельных шатунов.

Результатом использования в оппозитном двигателе отдельных шатунов является то, что поршни с обеих сторон перемещаются друг напротив друга, что помогает гасить вибрацию двигателя. Возвратно-поступательное движение поршней напоминает удары боксера, отсюда и название двигателя.

Вот разрез настоящего оппозитного двигателя, двигателя Volkswagen с воздушным охлаждением, так что вы можете увидеть установку с одним поршнем на шатунную шейку:

Вот еще один, оппозитный двигатель Citroën GSA:

Плоский двигатель Porsche, но не оппозитный двигатель

двигатели Subaru, старые двигатели VW с воздушным охлаждением, четырехцилиндровые Citroën, большинство плоских двигателей Porsche (невероятно, что 12-цилиндровый двигатель в 917 был , а не боксер), близнецы Panhards, квартира Corvair Шесть, четверки Lancia, все это были настоящие оппозитные двигатели.

Плоские двигатели , а не боксеры встречаются реже, хотя и существуют. Как правило, они обладают преимуществами компоновки плоского двигателя, но не обладают внутренним балансом оппозитного двигателя. Если честно, я действительно не уверен, что , почему вам нужен плоский двигатель, который не был боксером, хотя я могу предположить несколько причин: возможно, вы адаптируете другой двигатель V-типа, и вы хотели удерживать коленчатый вал? Хорошо, я могу рассуждать по одной причине.

Что касается автомобилей с плоскими двигателями без коробок, кроме маленького Steyr 50, я могу вспомнить один действительно фантастический пример.Это фантастический пример не потому, что это потрясающая машина, а по еще одной очень важной причине: ее названию. Вот он:

Да, друзья мои, это правда. Ferrari 512 Berlinetta Boxer с оппозитным двигателем — это , а не , автомобиль с оппозитным двигателем. Ирония здесь такая, такая богатая и сливочная. Этот автомобиль — один из немногих, кто на самом деле назван «боксером» (даже Porsche вставила буквы «s» и «t» в середине слова, когда они назвали свою машину), и хотя у него есть двигатель с горизонтально расположенным двигателем. , это не оппозитный двигатель.

Это немного сложно увидеть, но если вы посмотрите на выделенную часть, вы увидите, что поршневые штоки определенно имеют общие шейки кривошипа. Опять же, у боксера нет боксера.

Итак, теперь у вас есть совершенно новое увлекательное занятие, к которому стоит отнестись к автомобилю педантично! Добро пожаловать вам, а вашим друзьям — мои искренние извинения.

Плоские двигатели

против V-образных двигателей: почему автомобильные компании предпочитают одну компоновку цилиндров другой?

Легковые и грузовые двигатели бывают самых разных размеров, конфигураций и конструкций, от классических V8 до современных плоских четверок и рабочих лошадок с рядными шестерками.Несмотря на это разнообразие, нет никаких сомнений в том, что одни типы двигателей более популярны, чем другие, или что у конкретных автопроизводителей есть определенные предпочтения в дизайне, которые снова и снова проявляются в их автомобилях.

В ранних двигателях цилиндры располагались по прямой линии, и этот тип двигателей сохранился и сегодня, где его ценят за сбалансированность и плавную передачу мощности. Вначале на сцену вышли два варианта встроенной установки. Первая — это уже ставшая классической V-образная конфигурация, а вторая — горизонтально-противоположная или «плоская» компоновка.В то время как V стал, пожалуй, наиболее распространенным для двигателей с большим количеством цилиндров (думаю, шесть и выше), горизонтально-противоположная конструкция также имеет сильных сторонников.

Что заставляет автомобильную компанию выбирать одну конструкцию двигателя по сравнению с другой? Ответ — сочетание опыта, типа транспортного средства, требований к производительности и стоимости. В дебатах о компоновке V и плоского цилиндра каждый выбор имеет определенные преимущества и недостатки.

Нам нужно больше комнаты

По мере того, как производители двигателей становились более изощренными, а методы обработки улучшались, вскоре стало возможным проектировать двигатели, которые не полагались на расположение цилиндров рядом друг с другом на блоке.Отход от ранних конструкций рядных двигателей был особенно мотивирован желанием сделать двигатели более компактными: прямые установки занимали много места под капотом из-за своей огромной длины, особенно когда восьмицилиндровая мощность становилась все более и более желательной.

Самым простым решением было разделить цилиндры на пару «блоков», а затем выровнять их друг напротив друга, чтобы они могли работать с центрально расположенным коленчатым валом, а не располагать их на вершине кривошипа, как в рядном. дизайн.

Это можно было сделать двумя способами. Первый заключался в том, чтобы цилиндры были обращены друг к другу прямо поперек самого коленчатого вала под углом 180 градусов. Эти горизонтально-противоположные цилиндры были первым типом «раздельной» конструкции двигателя. Их также называли «плоскими» из-за их широкого и низкого форм-фактора.

Вскоре после того, как на сцене появились плоские двигатели, появился аналогичный, но иной подход к концепции с разделенным цилиндром.V-образные двигатели сузили угол, разделяющий каждый ряд цилиндров, что укорачило их по сравнению с линейной конструкцией, но также обеспечило более узкую площадь основания по сравнению с плоским двигателем.

Почему мир плоский (для некоторых автопроизводителей)

Каковы преимущества плоской конструкции двигателя? Двумя ключевыми характеристиками этих двигателей являются их баланс и низкий центр тяжести.

Поскольку каждый поршень обращен к другому через блок, независимо от того, задействованы ли четыре, шесть или даже 12 цилиндров, двигатель самоуравновешивается, поскольку каждое вращение коленчатого вала вызывает равную и противоположную реакцию любого из них. ряд цилиндров, и каждое срабатывание нейтрализует колебания друг друга.

Так термин «боксер» стал ассоциироваться с горизонтально расположенными двигателями, поскольку поршни, казалось, наносили синхронные удары друг в друга.

Не менее важен и тот факт, что плоский двигатель толкает свой центр масс намного ближе к земле, чем высокий рядный двигатель или разделенный V. Это дает ряд преимуществ с точки зрения производительности, так как значительно улучшает управляемость автомобиля. когда он установлен низко в шасси, независимо от того, находится ли он спереди, посередине или сзади платформы.Этот последний момент особенно важен, поскольку в таких автомобилях, как Porsche 911 и Volkswagen Beetle, конструкция двигателя с плоским двигателем превосходно используется для смягчения потенциально негативных последствий подвешивания груза за пределами колесной базы автомобиля.

Конечно, это широкий двигатель, для которого требуется особенно просторный моторный отсек. Аналогичная проблема с горизонтально расположенными двигателями заключается в том, что их может быть трудно обслуживать из-за недостатка пространства между каждой головкой блока цилиндров и рамой или кузовом транспортного средства, в котором они установлены.

В Для Победы

Основная привлекательность V-образной установки связана с ее компактным характером. В отличие от длинного рядного или широкого плоского двигателя, компоновка V-образного двигателя компромиссна во всех измерениях, чтобы создать как можно более компактный силовой агрегат для допустимого пространства. Это сделало дизайн невероятно универсальным, так как он подходит для таких разнообразных транспортных средств, как пикапы, мотоциклы, спортивные автомобили и коммерческое оборудование, некоторые из которых никогда не смогут вместить что-то столь же большое, как плоская конструкция 6 или прямая 8.Это особенно актуально для современных переднеприводных автомобилей, в которых используются поперечные конструкции больше четырех цилиндров.

Есть еще несколько преимуществ, которые дает V-образная установка. Благодаря меньшей длине коленчатый вал также короче, что увеличивает срок его службы и срок службы подшипников, а также позволяет использовать более легкие внутренние компоненты (уменьшая массу двигателя). В зависимости от количества цилиндров V-образная компоновка также обеспечивает приличный баланс. Наконец, по сравнению с рядным двигателем V-образная конструкция помогает снизить центр тяжести, хотя и не так сильно, как плоская конструкция (и даже некоторые установки с прямым цилиндром расположены под углом для достижения той же цели).

Конструкции двигателя

V более сложны, чем соответствующие плоские или рядные двигатели, и обычно содержат больше компонентов, что может повысить затраты на техническое обслуживание. Противоположные цилиндры в V-образном двигателе также имеют общий шатун кривошипа, что делает их более подверженными вибрации, чем двигатели с горизонтально расположенным двигателем. Фактически можно создать двигатель V с углом наклона 180 градусов, который выглядит как плоская установка, с ключевым отличием в том, что цилиндры в боксере никогда не используют общий шатун.

Как упоминалось выше, количество цилиндров имеет значение: двигатели V12 обеспечивают идеальный баланс, в то время как двигатели V6 часто вызывают вторичные проблемы баланса, которые проявляются в виде вибрации. Угол рядов цилиндров, наличие противовесов и порядок запуска двигателя — все это может быть использовано для смягчения проблем с балансировкой.

Плоский двигатель | Трактор и строительный завод Wiki

Двигатель с оппозитным двигателем был впервые запатентован немецким инженером Карлом Бенцем.

Плоский двигатель — это двигатель внутреннего сгорания с несколькими поршнями, которые перемещаются в горизонтальной плоскости. Как правило, в этой компоновке цилиндры расположены в двух рядах по обе стороны от одного коленчатого вала и иногда называют оппозитным двигателем или горизонтально-оппозитным двигателем. Концепция была запатентована в 1896 году инженером Карлом Бенцем. Его не следует путать с двигателем с оппозитными поршнями, в котором каждый цилиндр имеет поршень на обоих концах и не имеет головки блока цилиндров.

Другая широко используемая форма плоского двигателя представляет собой прямой двигатель с двумя, тремя, четырьмя или более цилиндрами, наклоненными на 90 градусов в горизонтальную плоскость, однако это обычно не считается существенно отличающимся от других прямолинейных двигателей.

Конфигурация

1954 г. Мотоциклетный двигатель BMW «Boxer». Два цилиндра не могут находиться прямо напротив друг друга.

Двигатель Volkswagen Flat-4 с воздушным охлаждением

Авиадвигатель UL260i Flat-4

Плоские двигатели имеют низкий центр тяжести и, таким образом, могут предлагать конфигурацию привода с лучшей стабильностью и управляемостью.Плоские двигатели хорошо подходят для авиационных двигателей.

Расположенные спереди плоско-сдвоенные двигатели с воздушным охлаждением использовались в Tatra 11 и Tatra 30, Citroën в их модели 2CV и ее производных, а также в GS и GSA. Oltcit использовал плоский четырехцилиндровый двигатель, а плоский шестицилиндровый двигатель был предложен для Citroën DS, но отклонен. BMW использовала в своих мотоциклах двухцилиндровые плоские двигатели с воздушным или воздушным / масляным охлаждением с 1923 года до наших дней. В таких автомобилях, как Porsche 911, используется плоский двигатель (в данном конкретном случае — шестицилиндровый) в задней части автомобиля, где его дополнительная ширина не мешает рулевому управлению передними колесами, а также обеспечивается снижение веса, поскольку карданный вал не требуется.

Во всех версиях Subaru Impreza, Forester, Tribeca, Legacy, Outback, Baja и SVX используется двигатель с 4-цилиндровым или 6-цилиндровым двигателем.

У настоящих боксеров каждая шатунная шейка управляет только одним поршнем / цилиндром, в то время как двигатели 180 °, которые внешне выглядят очень похожими, имеют общие шатуны.

• У оппозитного двигателя соответствующие поршни одновременно достигают верхней мертвой точки (ВМТ).

• V-образный двигатель с углом поворота 180 ° имеет соответствующие поршни, разделяющие шатунную шейку коленчатого вала и достигающие ВМТ с разницей в половину оборота коленчатого вала.Они могут использовать обычные шатуны, расположенные рядом, или использовать систему ведущий / ведомый, или систему вил и лезвий. Плоские двигатели с более чем восемью цилиндрами чаще всего являются V-образными двигателями. ^{[требуется уточнение ]}

Двигатели Boxer не следует путать с двигателями с оппозитными поршнями, которые, по сути, являются противоположными, с двумя поршнями, сжимающими одно пространство сгорания. Их можно использовать в таких транспортных средствах, как танки.

оппозитные двигатели

1969 Hino Motors DS140 12-цилиндровый оппозитный дизельный двигатель

Боксерские двигатели получили свое название потому, что каждая пара поршней движется внутрь и наружу одновременно, а не поочередно, как боксеры, демонстрирующие свою готовность, столкнувшись кулаками в перчатках друг с другом перед боем.Боксерные двигатели с количеством цилиндров до восьми зарекомендовали себя очень успешно в автомобилях и до шести цилиндров в мотоциклах и продолжают оставаться популярными для двигателей легких самолетов.

Боксеры представляют собой одну из трех конфигураций цилиндров, которые обладают естественным динамическим балансом; остальные — рядная шестерка и V12. Эти двигатели могут работать очень плавно и без неуравновешенных сил с четырехтактным циклом и не требуют уравновешивающего вала или противовесов на коленчатом валу для уравновешивания веса возвратно-поступательных деталей, которые требуются в других конфигурациях двигателей.Обратите внимание, что это обычно верно для оппозитных двигателей независимо от количества цилиндров (предполагается, что оно четное), но не для всех V-образных или рядных двигателей. Однако в случае оппозитных двигателей с менее чем шестью цилиндрами неуравновешенные моменты (возвратно-поступательный крутящий момент, также известный как «качающаяся пара») неизбежны из-за того, что «противоположные» цилиндры немного смещены друг с другом.

Двигатели Boxer (и плоские двигатели в целом) имеют тенденцию быть более шумными, чем другие распространенные двигатели, как по внутренним, так и по другим причинам, например.g., в автомобилях стук клапанов из-под капота не гасится большими воздушными фильтрами и другими компонентами. Боксерам не нужны противовесы на коленчатом валу, он легче и быстрее разгоняется. Они обладают характерной плавностью хода во всем диапазоне оборотов и имеют низкий центр тяжести. В сочетании с монтажной позицией непосредственно перед задней осью (например, Porsche Boxster и Cayman, но не Porsche 911 или Volkswagen Beetle) они имеют в основном нейтральную управляемость.

Известные плоские двигатели

Subaru Boxer Турбодизельный двигатель в разрезе

• В 1896 году Карл Бенц изобрел первый двигатель внутреннего сгорания с горизонтально расположенными поршнями.
• В 1923 году Макс Фриз сконструировал первые мотоциклы BMW, выбрав оппозитный двигатель объемом 500 куб. См и агрегатную трансмиссию с приводом от вала. Этот тип двигателя все еще находится в производстве. Двигатель BMW 247, известный как надувной из-за воздушного охлаждения, производился до 1995 года. BMW заменил его двигателем с масляной головкой с частичным масляным охлаждением и четырьмя клапанами на цилиндр, но все же сохранил ту же конфигурацию оппозитного двигателя.
• В 1948 году Престон Такер модифицировал вертолет Flat-6, чтобы он устанавливался в задней части его Tucker Torpedo
.
• Двигатель Volkswagen с плоским 4-цилиндровым двигателем с воздушным охлаждением, используемый в Volkswagen Beetle, SP2 и Karmann Ghia, а затем доработанный для транспортных средств Volkswagen Type 2 (автобус) и автомобилей Volkswagen Type 3.По слухам, VW работал над дизельной версией боксера с воздушным охлаждением, но отказался от этого двигателя из-за проблем с шумом и нагревом. Последняя версия VW Boxer имела водяное охлаждение, поэтому энтузиасты окрестили ее «Wasserboxer» или «водяной боксер». Этот двигатель включал в себя многие разработки более ранних двигателей. Он предлагался объемом 1,9 литра и 2,1 литра и использовался для питания автобусов и транспортеров Т3.
• Двигатели Citroën 2CV и Panhard с воздушным охлаждением Flat-2, оба созданы под влиянием Flat-2 BMW
• Chevrolet Corvair OHV Flat-6 с воздушным охлаждением
• В 1960 году плоский 4-цилиндровый двигатель Lancia с водяным охлаждением дебютировал для модели Lancia Flavia, первого итальянского переднеприводного автомобиля, такого как версия купе мощностью 1500 куб. кВт), когда в 1970 году компания Bosch смонтировала первый электронный впрыск с четырехцилиндровым двигателем, Lancia также восстановила в 1976 году новый большой четырехцилиндровый двигатель объемом 2484 куб. см для своей модели Lancia Gamma верхнего размера.Он производился до 1984 года и был последним четырехцилиндровым двигателем Lancia.
• Плоские 4-цилиндровые двигатели в Alfa Romeo Alfasud, Sprint, 33 и ранних версиях 145. Последним в линейке был плоский 4-цилиндровый двигатель объемом 1712 куб. См, 16 клапанов, мощностью до 137 л.с. (101 кВт).
• Передние плоские 4-цилиндровые и 6-цилиндровые двигатели с водяным охлаждением, используемые Subaru во всех своих автомобилях среднего размера. Subaru называет их оппозитными двигателями в рекламных комментариях и включает в себя ряд двигателей без наддува и двигателей с турбонаддувом 1966 года, когда в настоящее время был представлен Subaru 1000; были использованы как закрытые, так и полузакрытые короткие блоки.В добавлении к печати для купе Subaru GL 1973 года двигатель назван «квадрозональным» ^[1] 4-цилиндровые двигатели серии EJ, впервые выпущенные в 1990 году, были основным направлением разработки двигателя Boxer в конце 20-го века. Этот двигатель с 2-литровым турбонаддувом объемом 1,6–2,5 литра был движущей силой автомобилей, выигравших чемпионат мира по ралли. Subaru также предлагает оппозитный турбодизель ^[2] серии Subaru EE, первый в мире, устанавливаемый на легковой автомобиль.
• С момента своего появления в 1975 году Honda Goldwing использовала оппозитный двигатель, 4-цилиндровый до 1987 года и с тех пор 6-цилиндровый. SOHC 1832 куб.см Flat-6 с водяным охлаждением устанавливается на Honda Goldwing с 2001 года.
• Плоские 4-цилиндровые, 6-цилиндровые и 8-цилиндровые двигатели с воздушным охлаждением много лет использовались в ранних Porsche. Flat-12 в модели 917 — это V-образный двигатель 180 °, а не боксер.
• Плоские 6-цилиндровые двигатели с водяным охлаждением в Porsche Boxster, Cayman и более поздних моделях 911
В самолетах авиации общего назначения
• часто используются плоские 4- и 6-цилиндровые двигатели с воздушным охлаждением, производимые такими компаниями, как Lycoming, Continental.В сверхлегких и сверхлегких самолетах часто используются такие двигатели, как Rotax 912 или Jabiru 2200.
• Ferrari использовала конструкцию с плоским 12-цилиндровым двигателем в нескольких моделях, включая Berlinetta Boxer, Testarossa и его производные, такие как 512TR и F512 M, хотя технически эта конструкция двигателя представляет собой V12, который был сплющен до 180 градусов. ° конфигурации, и поэтому не может рассматриваться как настоящий оппозитный двигатель.

Конструкции плоских двигателей

• Плоский сдвоенный
• Квартира-4
• Квартира-6
• Квартира-8
• Квартира-10
• Квартира-12
• Плоский-16
• H двигатель
• Двигатель внутреннего сгорания

Другие конструкции двигателей

См. Также

• История двигателя внутреннего сгорания

Список литературы

Внешние ссылки

Противоположные цилиндры

Subaru привлекают внимание к двигателю с горизонтальной оппозицией

Это последний из серии «История 10 лучших двигателей» 2016 года.Следите за новой серией глубоких погружений по каждому из 10 лучших двигателей Wards 2017, начиная с февраля.

2,0 л с турбонаддувом, 4 цилиндра. двигатели стали почти такими же повсеместными, как пупки в последние годы. Он есть почти у всех. Но не так. И этот превосходный Subaru 2.0L с турбонаддувом с гордостью приносит домой свою вторую подряд награду Wards 10 Best Engines Award.

В наши дни только Subaru и Porsche предлагают плоские H-образные оппозитные двигатели с оппозитными поршнями для массовых автомобилей.Эта конфигурация имеет некоторые преимущества перед рядными двигателями, включая хороший динамический баланс, низкий профиль и низкий центр тяжести, а также такие недостатки, как более высокая стоимость и необходимость в уникальных трансмиссиях.

Subaru объемом 268 л.с. с турбонаддувом и непосредственным впрыском топлива 2.0L Boxer предлагает энергичный отклик и высокие характеристики в раллийной 6-ступенчатой ​​механической коробке передач ’16 WRX, в которой судьи WardsAuto тестировали его, но при этом он получил респектабельную оценку Агентства по охране окружающей среды (EPA). / 27 миль на галлон (11,8-8,7 л / 100 км) город / шоссе.

Управляя всеми четырьмя колесами через ручную трансмиссию или трансмиссию Subaru Sport Lineartronic (CVT) и симметричный полный привод, он генерирует больше мощности и крутящего момента за счет меньшего рабочего объема, чем 2,5-литровый турбо H-4, который он заменил, наряду с лучшей экономией топлива. на рекомендованном топливе премиум-класса.

Создан на основе 200-сильного атмосферного 2,0-литрового боксера FA, удостоенного награды Wards 10 Best Engines, который был новинкой в ​​спорткаре Subaru BRZ 13 года выпуска, он также предлагается (в слегка отстроенной форме мощностью 250 л.с.) и на Subaru Forester 2016 года. .По сравнению с двигателем Forester в нем используются более горячие распредвалы, более мощные клапанные пружины и другие усовершенствования, позволяющие генерировать на 18 лошадиных сил больше.

Для достижения такого превосходного баланса производительности и эффективности в этих новых двигателях серии FA (не связанных с предыдущими Subaru H-4) используется «квадратная» архитектура с идентичным диаметром 86 мм и ходом поршня, а все их поршневые компоненты были спроектированы. быть максимально легким.

В дополнение к DI и турбонагнетателю с двойной спиралью с промежуточным охлаждением, они оснащены распределительными валами с двумя верхними головками (фактически внешними), двумя фазами газораспределения (VVT), которые Subaru называет «системой двойного активного управления клапанами (D-AVCS)», и высокий 10.Степень сжатия 6: 1.

Версия WRX сокращается до 6700 об / мин с механической коробкой передач и 6500 об / мин с вариатором, но достигает максимальной мощности 268 л.с. (134 л.с. / л) всего при 5600 об / мин при использовании турбо наддува 15,9 фунтов на квадратный дюйм (1,09 бар). Его широкая кривая крутящего момента достигает максимума в 258 фунт-фут. (350 Нм) от 2000 до 5200 об / мин.

Главный приоритет конструкции FA (как и почти каждый новый двигатель легкового автомобиля сегодня) был наилучшим достижимым балансом между производительностью и эффективностью. Чтобы достичь этого баланса, инженеры-конструкторы уменьшили его рабочий объем (по сравнению спредыдущий H-4) и модернизировал впрыск топлива с порта на прямой, чтобы обеспечить больший крутящий момент и лучшую топливную экономичность, в то время как команда разработчиков работала, среди прочего, над улучшением аэродинамики и сопротивления качению шин.

Менеджер по производству автомобилей Subaru of America Тодд Хилл рассказал нам, что в число самых сложных задач, стоящих перед командой разработчиков двигателей, входило достижение очень высокой эффективности сгорания для оптимизации мощности и экономии топлива при сохранении высокой надежности.

Еще одной проблемой, уникальной для оппозитных двигателей в автомобилях с высокими характеристиками, было поддержание достаточной смазки для обоих рядов цилиндров во время устойчивых поворотов с высокой боковой нагрузкой, встречающихся в гонках и ралли, когда г угла, потенциально приводя к истощению внутренних цилиндров.Чтобы масло циркулировало должным образом в таких условиях, они разработали специальные направляющие, которые помогают цепи распределительного вала переносить масло из внешних цилиндров обратно в поддон.

Три года назад, когда совершенно новый безнаддувный FA H-4 выиграл приз Wards 10 Best Engines 2013 года, мы спросили Нобуо Киотоку, менеджера проектной группы отдела проектирования двигателей подразделения Subaru Engineering Div. самые сложные задачи. Одна из самых сложных задач заключалась в том, чтобы сделать его достаточно компактным и коротким (по высоте), чтобы его можно было установить низко и далеко назад в шасси спортивного автомобиля BRZ для получения максимально низкого центра тяжести и распределения веса 52% спереди и 48% сзади.

«Поскольку BRZ — спортивный автомобиль, — добавил он, — достижение поставленных целей по мощности и характеристикам без ущерба для топливной экономичности было сложной задачей. Нам нужен был высокооборотный двигатель с достаточной мощностью, повышенной прочностью и смазкой, чтобы выдерживать работу на высоких оборотах ». Плавное и эффективное получение достаточного количества всасываемого воздуха и выхлопа было еще одной проблемой, требующей большого количества испытаний и разработок.

Нет никаких сомнений в том, что эти первоначальные приоритеты для дебюта BRZ FA в 2013 году помогли более поздним версиям с турбонаддувом достичь такого замечательного баланса производительности и эффективности в сегодняшних WRX и (более сдержанном, но все же быстром) Forester CUV.

Но этот 2,0-литровый FA с турбонаддувом действительно является новинкой в ​​отрасли.

«Мы считаем, что это первый в мире доступный для массового рынка горизонтально-оппозитный двигатель с турбонаддувом и прямым впрыском топлива», — говорит Хилл. «У Porsche 911 Turbo есть DI, но он намного дороже и продается в гораздо более ограниченных количествах».

Редакция WardsAuto написала, что этот отважный Subaru H-4 поднялся на вершину сильного поля с 4-цилиндровым двигателем с турбонаддувом. двигатели, получившие свой первый приз «10 лучших» благодаря «потрясающему удовольствию, нулевой турбо-задержке, удивительно хорошей экономии топлива и такой же плоской кривой крутящего момента, как на Среднем Западе, с широким пиком, который простирается от 2000 до 5200 об / мин.”

Как один из восьми 4-цил. турбины в соревновании 2016 года, он одержал вторую победу подряд.

«При необходимости возможен небольшой гул и тряска», — комментирует редактор Дэвид Зоя. «Звук выхлопа — дело вкуса — больше F1, чем мускулов Детройта». Почему? Потому что выхлопная система WRX с низким противодавлением устраняет одну камеру глушителя и укорачивает трубопровод.

«Быстрый, веселый, практичный ежедневный водитель», — добавляет редактор Джим Ирвин. «Турбо-4 хорош как любой другой.”

В общей сложности 624 мили (1004 км) иногда агрессивного вождения в смешанных условиях высокопроизводительного WRX, судьи Wards отметили запас хода в 24–28 миль на галлон (8,4–9,8 л / 100 км). компьютер.

Каким бы хорошим ни был этот двигатель сегодня, мы спросили, есть ли возможности для дальнейшего улучшения? «Мы продолжаем его развивать, но ничего не можем сказать о будущем производстве», — говорит Хилл.

«С появлением высокоэффективных гибридов, плагинов и электромобилей, — заключают редакторы WardsAuto , — есть что-то утешительное и ностальгическое в двигателе, соединенном с 6-ступенчатой ​​механической коробкой передач, для которого требуется гигантский ковш на капоте. втяните достаточно воздуха, чтобы интеркулер сделал свою работу.Это старомодно.

Между боксером и плоским двигателем большая разница

Двигатели внутреннего сгорания загадочно работают для непосвященных. Самый ранний известный механизм, в котором использовались шатун и кривошип, — это лесопилка Хиераполиса, устройство, датируемое 3 веком нашей эры. Тем не менее, создание двигателя внутреннего сгорания произошло благодаря Жану Жозефу Этьену Ленуару, бельгийцу, который в 1860 году разработал газовый двигатель с шатунами, поршнями, цилиндрами и маховиком.Эта конструкция была небезупречной, но Николаусу Отто удалось изобрести лучшую мельницу, которая могла бы сжигать топливо более эффективно.

С того поворотного момента в 1862 году двигатель внутреннего сгорания медленно, но верно завоевал популярность. Он стал одним из самых важных инженерных коммуникаций современного жилья вместе с электричеством и горячей водой. Но, несмотря на то, что он присутствует у нас с середины 1800-х годов, большинство людей и даже заправщики до сих пор не знают, что есть очень небольшое, но важное различие между одной из самых известных архитектур двигателей, когда-либо созданных.Двигатели Boxer не следует путать с двигателями с плоским V-образным вырезом. Шатунные шейки или шатунные шейки, как бы вы их ни называли, эти небольшие устройства, прикрепленные к подшипникам шатуна коленчатого вала, делают разницу между оппозитным двигателем и плоским двигателем. Проще говоря, боксер-мельница использует одну шейку кривошипа на цилиндр, в то время как плоский (горизонтальный V) двигатель использует одну шейку кривошипа на два горизонтально противоположных цилиндра.

Ярким примером этого автомобильного заблуждения является Ferrari Berlinetta Boxer.Несмотря на то, что его название предполагает, что в нем используется оппозитная мельница, а два ряда шести цилиндров расположены напротив друг друга по горизонтали, в этой итальянской экзотике 70-х годов используется 180-градусный двигатель V12, а не настоящий боксер. Устанавливая угол V-образной конфигурации на 180 градусов, вы не обязательно превращаете силовую установку в оппозитный двигатель, потому что поршни и их шатуны по-прежнему имеют общую шейку коленчатого вала. Смотрите изображение выше? Слева у вас плоская V-образная конфигурация, как у мельницы Berlinetta Boxer, а справа — правильная конструкция боксера с отдельными шейками для противоположных поршневых пар.

Не поймите нас неправильно, плоский двигатель — это шедевр механики, от которого у правильных редукторов свирепо. Все силовые установки V12 по своей сути сбалансированы независимо от угла крена, потому что в нем используются два ряда рядных шестицилиндровых двигателей. В любой момент цикла сгорания рядная шестерка может похвастаться двумя поршнями, идущими вниз, двумя вверх и двумя посередине, так что между ними нет промежуточного положения, которое могло бы разбалансировать работу. Но если вы тот пурист, который не умеет ни с чем, кроме настоящего боксера, то единственный выход — это Porsche или Subaru.В свою золотую эру Alfa Romeo производила несколько очень кремовых моторов-боксеров, но это уже не так при правилах Fiat Chrysler Group. Если вы любитель мотоциклов, BMW производит поистине замечательный и мощный оппозитный двигатель с водяным охлаждением, который является двигателем внедорожных и дорожных мотоциклов серии GS.

А как насчет более распространенных конфигураций двигателей, таких как рядный четырехцилиндровый двигатель, который используется сегодня в большинстве супермини, компактных хэтчбеках или седанах? Этот дизайн по своей сути несбалансирован, но не беспокойтесь.