Композитный двигатель: Композитный двигатель. Что такое оппозитный двигатель — плюсы и минусы

Что означает композитный двигатель на субару. Двигатель внутреннего сгорания марки субару

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.

Двигатели Subaru Impreza wrx sti и Forester с турбинами

Хотя расход топлива не является высоким, силовые аппараты с турбиной работают на все 100%. Но есть один недостаток: при такой работе, моторесурс стремительно исчерпывается. Некоторых обладателей машин с таким двигателем устраивает режим: гонки, ремонт, снова гонки. .. Но если, человек хочет пользоваться машиной чаще, чем ремонтировать ее, то с таким двигателем это невозможно.

Например, двигатели EJ20G и EJ205 сделаны с турбонадувом. Их моторесурс лимитирован до сто пятьдесят тысяч километров. После этого не достаточно сделать стандартный ремонт мотора. Чаще всего двигатели выбрасывают. После такого пробега, шатун обрывается, поршни разрушаются и это свидетельствует об аварийном износе.

А вот другие турбо моторы:1) EJ20K; 2) EJ206; 3) EJ207; 4) EJ208.

Даже 100000 километров для такого мотора является очень хорошим результатом. Зачастую у машин с таким двигателем только один владелец. Их приобретают не для того, чтобы они отдыхали в гараже. Хозяин авто успевает «убить» его за короткое время.

Обновления двигателя Subaru

Именно работники Fuji Heavy Industries Ltd внесли изменения в двигатель:

Улучшились динамические характеристики;

Выхлоп газов стал чище.

Чтобы достичь этого, они увеличили степень сжатие в середине цилиндров. Также пришлось увеличить ход поршня и уменьшить его объем. В свою очередь, объем камеры сгорания также уменьшился.

Была усовершенствована система газораспределения. Благодаря этому, в середине цилиндров улучшился газообмен. Клапаны начали работать в нужный момент. Прочность стала гораздо выше, а топливный расход значительно уменьшился. Что не менее главное, углекислый газ в выхлопной трубе заметно снизился.

Работая над модернизацией аппарата, эксперты довели массу основных подвижных элементов к минимуму, тем самым не пожертвовали качеством и прочностью. Как удалось достичь такого результата? Они поставили детали, которые гораздо легче аналогов. Безусловно, стоимость мотора не снизилась, но подросла надежность. В двигатель вложили новый маслонасос. Он очень хорошо смазывает все рабочие детали и элементы двигателя. Такие значимые изменения привели к тому, что моторесурс аппарата увеличился на 30%!

Переработав систему охлаждения, разработчикам удалось достичь еще большей экономичности. Благодаря тому, что в двигателе стоит система из раздельных модулей охлаждения для ГБЦ и блока с цилиндрами, аппарат прогревается гораздо быстрее. Такая система защищает мотор от перегрева.

Едва только был создан первый двигатель внутреннего сгорания, практически сразу же стартовали работы по его усовершенствованию. В качестве основной задачи разработчики определили для себя такие, как уменьшение габаритных размеров самого мотора, увеличение его мощности и повышение устойчивости автомобиля. Таким образом и появился первый оппозитный двигатель, который решил достаточное количество проблем, но не все.

Изначально гражданское автомобилестроение не воспринимало оппозитный тип мотора, и он устанавливался исключительно на военной технике. Первым гражданским авто, где был установлен новый тип двигателя стал «Жук» от концерна «Фольцваген». Со временем, когда было выпущено уже более 20 миллионов таких авто, идею использования оппозиционного двигателя приняли на вооружение такие марки, как «Порше» и «Субару».

Оппозиционный двигатель — различия в конструкции

Несмотря на то, что схема оппозитного двигателя, в принципе, одна, вариантов его исполнения может быть два. Это связано с тем, что одно и то же техническое решение, а именно горизонтальное расположение цилиндров реализовывается разными способами.

Двигатель «боксер»

Такой мотор устроен таким образом, что поршни постоянно расположены друг от друга на определенном расстоянии — когда один находится на максимальном удалении от двигателя, значит его «сосед» занимает точно такое же положение. Свое название такой тип оппозитного мотора получил из-за схожести движений поршней с движениями боксера. Именно такой мотор очень широко использует концерн «Субару» в своих автомобилях.

Мотор «ОРОС»

Такой двигатель устроен несколько иначе. Его возрождение началось совсем недавно, чему в немалой степени способствовали инвестиции Билла Гейтса.

Это стандартный двухтактный оппозитный мотор, в каждом цилиндре которого расположены по два поршня, которые двигаются навстречу друг другу. Крепление всех поршней происходит на одном и том же валу. Один из них предназначен для впуска горючей смеси в камеру сгорания, второй — для удаления отработанных газов. Подобная компоновка позволила конструкторам отказаться от механизма привода для клапанов, а также от самой головки блока цилиндров. Стоит отметить и такое преимущество, как работа всех поршней с одним коленвалом.

Есть ли преимущества у оппозитного двигателя

Как и любой другой тип, оппозитный двигатель имеет преимущества и недостатки, которые обусловлены конструктивными особенностями. Несмотря на некоторые отрицательны стороны, преимущества такого типа моторов весьма многочисленны.

Недостатки тоже присутствуют

Что значит оппозитный двигатель в плане своих достоинств многим понятно, но тем не менее есть и ряд недостатков, благодаря которым такой мотор пока не устанавливается на все выпускаемые сегодня автомобили.

Некоторые особенности современных оппозитников

С момента своей разработки и установки первого оппозитного двигателя на фольцваген в 1938 году, этот тип моторов подвергся серьезной модернизации. Наибольшее распространение в настоящее время получили четырехцилиндровые двигатели — именно они отличаются наибольшей экологичностью, компактностью и экономичностью в плане расхода горючего. Во многом, это стало результатом многолетнего кропотливого труда инженеров, воплотивших в таких моторах достаточное количество уникальных разработок:

О высокой надежности и мощности оппозитного двигателя свидетельствует и тот факт, что именно этот тип мотора устанавливался на советский танк Т-64, а в дальнейшем и на Т-72. Только такой оппозитный двигатель, принцип работы которого с тех пор мало изменился, смог обеспечить высокую мощность при своих сравнительно небольших габаритных размерах. Для справки, только он мог выдать порядка семисот лошадиных сил при 2-х тысячах оборотах и объеме в 13,6 литра. Массу интересных фактов о работе оппозиционных моторов можно узнать, посмотрев видео:

Как избежать дорогостоящего ремонта оппозитного двигателя

Любой оппозитный двигатель имеет плюсы и минусы, что вполне естественно. Чтобы избежать возникновения проблем, устранение которых может потребовать очень серьезные материальные затраты, имеет смысл прислушаться к советам специалистов, и эксплуатировать автомобиль с установленным оппозитным двигателем правильно. Первое, на что стоит обратить пристальное внимание — это точное соблюдение сроков прохождения технического обслуживания, которое должно проводиться на специализированных станциях и только квалифицированным персоналом.

Огромную внимательность следует проявлять при выборе моторного масла. Предпочтение следует отдавать только известным брендам, приобретение делать либо в специализированных магазинах с безупречной репутацией, либо в фирменных центрах сервисного обслуживания. Использование некачественного продукта способно доставить немало хлопот чрезмерно экономному водителю. То же можно сказать и о качестве топлива. Горючее, содержащее большое количество «несанкционированных» добавок серьезно уменьшает ресурс двигателя, приводя к необходимости дорогостоящих ремонтных работ.

Многие автовладельцы, приобретающие транспортные средства с оппозитным двигателем, наслышаны о качественной и эффективной системе его охлаждения, поэтому не особо зацикливаются на этом моменте. Не следует нещадно гонять мотор, особенно в теплое время года — самая совершенная система охлаждения может не справиться со своей задачей. В немалой степени способствует затрудненному охлаждению и отсутствие периодической мойки двигателя — скапливающаяся грязь на моторе существенно затрудняет теплоотдачу, способствуя излишнему нагреву.

Несмотря на некоторые сложности, оппозитный двигатель отлично зарекомендовал себя, существенно повышая комфорт и безопасность вождения. При этом следует отметить, что бытующее мнение о крайней дороговизне владения автомобилем с таким мотором явно преувеличены. Для примера можно рассмотреть бренд «Субару», который давно выпускает автомобили именно с таким типом двигателя — они никогда не входили в число машин с чрезмерно дорогим обслуживанием, и многие авто со стандартными моторами обходятся своим владельцам куда дороже. Здесь сказывается и существенная экономия на горючем, которого требуется куда меньше — в зависимости от конкретной модели авто экономия на топливе может доходить до 50%.

Спустя одиннадцать лет компания Fuji Heavy, которая занимается разработкой двигателей для моделей Subaru, представила третье поколение фирменного оппозитника. Агрегатами новой серии японцы планируют оснащать весь модельный ряд марки. Оппозитный двигатель Субару оборудован четырьмя цилиндрами и по-прежнему бензиновый.

Предусмотрены и более мощная версия с турбонаддувом, и классический атмосферный мотор, на вкус и финансы клиента. Новое исполнение горизонтально-оппозитного движка Субару было наделено всеми достоинствами предыдущих поколений, но остались и слабые стороны оппозитника.

Достоинства оппозитников

При внимательном осмотре выяснится, что субаровский двигатель не компактный, а просто относительно симметричный и плоский — его словно «размазали» по моторному отсеку. Понятно, что как бы не старались инженеры, габариты 4-цилиндрового ДВС не могут быть меньше определенного объема. Мотор-плита действительно короткая и плоская, но при этом очень широкая.

Полностью уравновешены моторы компоновки B6, R6, R8, V12. Оппозитный B4 в этом списке, увы, не значится. Впрочем, преимущество по вибронагруженности агрегат B4 имеет, но серьезной разницы с традиционной рядной четверкой нет.

Как гласит реклама Субару, машины отличаются низким центром тяжести, что способствует потрясающей устойчивости и управляемости на высоких скоростях. Конечно, на гоночной или раллийной трассе это очевидный плюс. Но при ежедневной езде по городу с пробками низкий центр это не всегда плюс. При тряске по люкам, выбоинам и лежачим полицейским, при ковылянии по разбитой грунтовке — нужны ли эти оппозитные достоинства гражданскому автомобилю? Значительно большую роль для скоростных упражнений играют подвеска, дорожное покрытие и состояние шин. К сожалению, качеством покрытия у нас трудно похвастаться, а другие факторы зависят от владельца.

Сам по себе оппозитник и установленная продольно коробка симметричную развесовку не создают, однако задние колеса получают немного большую долю нагрузки. И здесь вылезают недостатки. Продольная компоновка двигателя на машине с передним приводом должна обеспечивать положение мотора перед осью, полностью находясь в части переднего свеса. Поэтому машины Субару получают длинный свес, порой не уступая Audi с рядным двигателем и аналогичной компоновкой.

Недостатки моторов Субару

В геометрии цилиндров двигателей есть любопытная особенность — когда сетка хона в нормальном состоянии, а цилиндр начинает превращаться в эллипс. Правда, блоки цилиндров из алюминия с чугунными гильзами и разными коэффициентами расширения никогда не считались идеалом.

Двигатели изнашивает чрезмерное потребление масла, причем независимо от возраста — в очереди к мастеру могут стоять пожилые автомобили из первой волны иномарок и выходцы из автосалонов Субару, еще пахнущие свежими пластиками. Угару способствует сама горизонтальная компоновка цилиндров, при случае турбины не отказываются от своей доли масла, ну и, конечно, это приводит к стандартной болезни залегания колец. Датчик расхода воздуха быстро и охотно покрывается грязью на моделях любых производителей. К сожалению, добротные MAP-сенсоры ушли в прошлое.

На данный момент оппозитный двигатель компании Субару имеет множество модификаций. Неясно, к чему компании, располагающей всего четырьмя массовыми автомобилями, плодить столько версий, едва ли не ежегодно проводя их обновления. К примеру, для одной Импрезы предусмотрено девять моторов. А число модификаций доходит до сорока.

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.

Читайте в этой статье

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 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 , а также вертикальное распределение . 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 , 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 – 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.

Основные отличия, а также преимущества и недостатки 8-и клапанных моторов по сравнению с 16-и клапанными двигателями. Какой силовой агрегат лучше выбрать.

После создания первого ДВС почти сразу возникли вопросы по его усовершенствованию и повышению мощности. Первый двигатель был одноцилиндровым, и сразу напрашивалось самое простое решение, позволяющее повысить его мощность – увеличить число цилиндров. Но следующие шаги в развитии ДВС были не такими очевидными, так как эти несколько цилиндров можно расположить по-разному – вертикально в ряд друг за другом, под углом или горизонтально. Вот такой последний вариант и получил название оппозитный двигатель, т.е. двигатель, цилиндры которого располагаются горизонтально, напротив (оппозитно) друг друга.

Варианты исполнения оппозитного двигателя

Однако даже подобное простое техническое решение – расположить горизонтально друг напротив друга цилиндры двигателя может быть реализовано несколькими вариантами. Когда работает такой оппозитный двигатель, его поршни могут двигаться разными способами.

Оппозитный боксер

Во время работы подобного мотора поршни всегда находятся друг относительно друга на расстоянии, и каждый работает в своем цилиндре – если один располагается на максимальном удалении от оси двигателя, то значит и другой, соседний, занимает аналогичное положение.

Такой порядок работы напоминает движения боксера, поэтому он получил название «боксер». Очень часто использует подобные оппозитные двигатели Субару. Описанный двигатель показан на фотографии ниже

OPOC, возрождение старых идей

Другой принцип построения реализует оппозитный двигатель по типу OPOC. На сегодняшний день они начинают вновь развиваться благодаря инвестициям небезызвестного Била Гейтса. Устройство такого двигателя показано на рисунке ниже.

Этот оппозитный двигатель – двухтактный. На рисунке хорошо видно, что в цилиндре находится по два поршня, и закреплены они на одном коленчатом валу (на рисунке они обозначены как красный и синий). Красный обеспечивает впуск смеси, а синий – выпуск продуктов сгорания. Из конструкции подобного оппозитного двигателя исчезла головка блока цилиндров и механизм привода клапанов. Кроме того, достоинством такого оппозитника является то, что поршни работают на один коленвал.

Все это существенно снизило массу оппозитного двигателя и значительно расширило сферу его использования. Другой особенностью является то, что он может быть как дизельный, так и бензиновый. Необходимо обязательно уточнить, что как всякий двухтактный двигатель, он нуждается в продувке цилиндров. Для этого задействован электромотор с питанием от внешнего источника. Когда оппозитный двигатель выходит на режим, электродвигатель отключается, а устройство подачи воздуха превращается в турбонаддув.

Рассматривая конструкцию такого оппозитного мотора, необходимо отметить его плюсы: повышение эффективности, обеспечиваемое тем, что расширяющиеся газы давят на два поршня, а не на стенку камеры сгорания, а также повышенное усилие на валу. Кроме того, каждый поршень проходит меньшее расстояние, что снижает силу трения и, соответственно, потери.

Рассматривая другие плюсы, которые обещает подобный оппозитный двигатель, стоит отметить — компания-изготовитель сообщает, что когда он используется как дизельный, то:

• такой двигатель легче обычного турбодизеля на пятьдесят-тридцать процентов;
• подобный силовой агрегат содержит деталей на пятьдесят процентов меньше, чем обычный дизельный мотор;
• занимает на пятьдесят-сорок пять процентов меньше места под капотом;
• экономичней на пятьдесят-сорок пять процентов.

Однако стоит учитывать, что подобный оппозитный силовой агрегат еще достаточно сырой, а значит, отмеченные преимущества отражают в большей степени ожидания его разработчиков.

Оппозитный танковый двигатель

Да, был такой двигатель, это 5ТДФ, разработанный для танков Т-64, а также последующих Т-72 и других. Тогда он обеспечивал необходимую мощность при заданных габаритах. Подобный оппозитный двигатель и его устройство показаны на рисунке ниже

Как видно из рисунка, поршни у него расположены в одном цилиндре и движутся встречно, но работают каждый на собственный коленвал. При минимальном расстоянии между поршнями между ними образуется камера сгорания, где происходит воспламенение топлива. Существует оппозитный двигатель как бензиновый, так и дизельный. По аналогии с OPOC, для подачи воздуха в цилиндры, а также удаления отработанных газов, используется турбонаддув.

Используемый принцип встречного движения поршней позволил упростить конструкцию, обеспечить мощность и компактность силовой установки. Так, подобный дизельный оппозитный силовой агрегат при двух тысячах оборотов, объеме тринадцать и шесть десятых литра выдавал семьсот лошадиных сил, при этом занимая минимум места.

Чем хорош и плох оппозитник?

Надо отметить, что в истории автомобиля многие производители в разное время использовали оппозитный двигатель, пытаясь реализовать предоставляемые им преимущества. Однако в настоящий момент чаще других SUBARU применяет подобные моторы на своих автомобилях.

Сразу надо отметить, что именно устройство оппозитного силового агрегата обеспечивает его преимущества при установке на машине:

• низкий центр тяжести автомобиля, что дает ему дополнительную устойчивость при движении;
• уменьшение как шума, так и вибрации за счет движения поршней навстречу, благодаря чему оппозитный двигатель считается тише аналогичных рядных моторов;
• значительный ресурс, достигающий миллиона километров при правильной эксплуатации.

Однако не бывает всегда все хорошо, есть минусы и недостатки и у оппозитника. Из них стоит отметить:

1. ремонт подобного мотора очень сложный;
2. устройство двигателя также достаточно сложное, и соответственно, у него высокая цена;
3. затраты на обслуживание велики, а само обслуживание крайне затратное и неудобное, требует высокой квалификации исполнителей;
4. расход масла при эксплуатации повышенный.

Несмотря на отмеченные минусы и недостатки, на ряд автомобилей (уже упомянутая SUBARU и некоторые модели Porshe), ставятся оппозитные силовые агрегаты. Надо думать, что производители достаточно точно взвешивают их достоинства и недостатки и осознанно идут на применение такого мотора.

Для ДВС расположение цилиндров горизонтально является лишь одним из возможных вариантов построения, но тем не менее, и в этом случае получаемый оппозитный двигатель отличается большими возможностями и значительными перспективами по использованию в автомобиле.

Композитный двигатель субару плюсы и минусы. Что такое оппозитный двигатель. Принцип работы оппозитного двигателя. Видео

Оппозитный двигатель — это не просто техника, которая опередила свое время, а на самом деле решение многих задач, которые не способны решить многие современные традиционные двигатели.

Что такое оппозитный двигатель? Видео

Оппозитный двигатель представлен особым типом силовой установки, которая напоминает сама по себе традиционный двигатель, однако цилиндры при этом расположены – горизонтально. В простонародье данный мотор получил название «боксер». Это обусловлено движением поршней друг от друга, либо же друг другу, навстречу. Однако, при этом два поршня находятся в одинаковом положении.

Оппозитный двигатель. Фото

Первым образцом является двигатель от компании Volkswagen в 1938 году. В то время агрегат состоял из 4-цилиндрового «оппозитника» объемом 2 литра, мощностью 150 лошадиных сил. После этого мотор приобрел популярность и начал широко использоваться.

Оппозитный двигатель Субару

На сегодняшний день оппозитные двигатели производят и устанавливают компании Subaru и Porsche. До недавнего времени такую участь также разделяли и Toyota, Honda, Ferrari, и само собой, родоначальник оппозитных моторов – Volkswagen. Подобные установки можно заметить не только в мотоциклах, автобусах фирмы Икарус, но и в некоторых танках.

Видео про оппозитный двигатель Субару:

Принцип работы оппозитного двигателя. Видео

Чтобы сформировать окончательную картину о том, что же из себя представляет оппозитный двигатель, следует разобраться в его строении. Повторим то же, что было сказано ранее – это ДВС, которому свойственна одна особенность – движение пары поршней производится в горизонтальной плоскости . Вторая же пара по соседству находится также в горизонтальном положении.

Общая сумма таких цилиндров может достигать 12, начинается, конечно же, отсчет с 2. Количество обязательно будет кратно двум. Наиболее популярными образцами являются 4 и 6 цилиндров. Опытные механики и профессионалы отметили, что схема работы 2-х и 4-х цилиндрового оппозитника не слишком то и отличается от традиционного двигателя. Особенности начинают проявляться начиная с шести цилиндров.

Видео принципа работы оппозитного двигателя Субару:

Разновидность оппозитных двигателей

Не будет новостью, что сам принцип работы зависит от особенности вида агрегата. Это относится и к оппозитным двигателям.

Они делятся на:

1. Оппозитные боксер , которые часто применяются в автомобилях марки Subaru. Что касается принципа их работы, то следует сказать, что поршни при этом располагаются за заранее определенной дистанции друг от друга, на одинаковом расстоянии от оси двигателя. Но при этом каждый поршень расположен отдельно друг от друга в цилиндрах. Данный принцип работы схож с поединков в боксе, откуда, собственно, и название;

   
   Оппозитный двигатель — боксер. Фото

2. ОРОС кардинально отличается от боксера, как строением, так и последовательностью работы поршней. Данные агрегаты относятся к двухтактным. Один из цилиндров расположен сразу за двумя поршнями, которые прикреплены к единому коленчатому валу. Один из них ответственный за впуск смеси, второй – за своевременность выхода продуктов сгорания. В данной конструкции отсутствует головка, которая в большинстве случаев имеется на блоке цилиндра. К преимуществам ОРОС двигателей относится то, что поршни «работают на один коленчатый вал». Именно это позволяет создавать эти двигатели небольших размеров и массой. Из этого вытекает более широкая сфера их применения. Также этот двигатель одинаково работает что на дизельном топливе, что на бензиновом. При всем при этом поршни проходят гораздо меньше расстояние, в связи с чем сила трения в разы меньше, что продлевает жизнь двигателя. А еще, учитывая то, что он обладает меньшим размером и массой, следовательно, для его изготовления требуется в раза два меньше деталей. Это позволяет сэкономить средства. Общим недостатком ОРОС двигателей является то, что они не так давно были разработаны и по сей день совершенствуются. Из-за этого не стоит исключать непредвиденные проблемы в процессе его эксплуатации;

   
   ОРОС двигатель оппозитный. Фото

3. . Оппозитный двигатель рассчитан также и на работу военной техники, имеющую крупные габариты. Поршни при этом делят один цилиндр и двигаются в одном и том же направлении, однако каждый имеет свой коленчатый вал. Камера сгорания создается в тот момент минимального расстояния между поршнями. Сходством с ОРОС является то, что в сами цилиндры входит воздух, а излишние газы с помощью турбонаддува удаляются. Данная силовая установка обладает мощностью в 700 лошадиных сил, предельное количество оборотов – 2000. Объем при этом равен шести, либо тринадцати литрам.

   
   Танковый оппозитный двигатель. Фото

Плюсы оппозитных двигателей

Вне зависимости от вида мотора, оппозитные двигатели имеют общие достоинства, среди которых можно выделить:

Минусы оппозитных двигателей

Разумеется, в мире нет ничего идеального, что можно сказать и о оппозитных двигателях. К недостаткам относятся:

• Весьма большая сумма на обслуживание, которое требует вмешательство профессионалов;
• Большая стоимость запчастей;
• Сложность всей конструкции в целом;
• Более высокая затрата масла при работе.

Но даже учитывая вышеперечисленные минусы, многим производителям это не мешает устанавливать оппозитные двигатели на свои автомобили. Перед этим происходит взвешивание всех плюсов и минусов.

Главный из плюсов является больше возможностей и шире перспективы. Ведь, по сути, все недостатки упираются в денежные средства. Однако, большая часть людей осознает тот факт, что за хорошее качество требуется отдавать больше денег. К тому же, использование оппозитных двигателей является следующей ступенью в технологическом развитии.

Различия между оппозитным и рядным четырехцилиндровым двигателем

Сейчас мы будем говорить об общих чертах и отличительных особенностях рядных и оппозитных четырёхцилиндровых двигателях Boxer Four и Straight Four. А так же об их плюсах и минусах. Ниже короткое видео где подробно все описано.

Различия между оппозитным и рядным четырехцилиндровым двигателем. Видео

1. Обе конструкции работают по принципу четырёхтактного цикла — пуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.
2. В обеих конструкциях рабочий ход происходит каждые 180 градусов поворота количества валов, но у них немного разный порядок зажигания.
3. На каждом двигателе мы видим мы видим цилиндры под номерами 1, 2, 3, 4. Для оппозитных порядок зажигания 1, 3, 2, 4., а для рядной 1, 3, 4, 2. Так что порядок работы двух последних цилиндров поменян. Эта разница влияет на то как двигатель сбалансирован. У оппозитного двигателя пары цилиндров, наружу и во внутрь, двигаются вместе. Это значит, что сила инерции первого порядка, которая возникает, когда поршень достигает верхне или нижней мёртвой точки взаимокомпенсируются. С рядным четырёхтактном двигателем та же история — силы инерции первого порядка взаимокомпенсируют друг друга, что касается силы инерции второго порядка — здесь двигатели начинают отличаться. Силы инерции второго порядка создаются за счёт того, что поршень движется быстрее верхней части цилиндра, чем в нижней. Когда поршень достигает максимальной или минимальной мёртвой точки, силы инерции второго порядка направлены вверх или вниз от поршня. У оппозитного двигателя, поскольку поршни расположены напротив друг друга, эти силы инерции сбалансированы, что обеспечивает ровную работу двигателя. В рядный четырёхцилиндровой установке все силы направлены в одном направлении, из-за чего двигатель начинает вибрировать, если не использовать балансировочные валы.

Но всё-таки оппозитный двигатель не идеален, из-за того что поршни находятся не на одной линии друг с другом создаётся крутящий момент, который способствует вращению двигателя по вертикальной оси.

КСТАТИ ГОВОРЯ! Если добавить по два цилиндра к любой из конструкций, будь это оппозитная или рядная шестёрка, все силы инерции крутящего момента будут скомпенсированы.

Вы наверное подумали, что оппозитная шестёрка будет иметь вибрации из-за группы 3-х поршней, но каждая группа из трёх поршней балансирует вибрацию другой группы. Если сравнить размеры двигателей Subaru EJ20 2.0L Boxer-4 и Toyota 22R-E 2.0L Inline-4, то они практически одинаковые, с такой конфигурацией двигатели обычно не выполняют объёма более трёх литров, но раньше их выпускали гораздо большего объёма.

Самая большая современная рядная четвёрка — это бензиновый двигатель от автомобиля Toyota Tacoma, объёмом 2,7 литров.

Но это не значит, что рядная четвёрка не имеет своих преимуществ:

1. Как правило, она более компактная, имеет только одну крышку цилиндров и не такая широкая. Что оставляет больше места для подвески и позволяет уменьшить радиус поворота, так как шины автомобиля имеют больше места для поворота.
2. Что касается газораспределительного механизма, эта конкретная рядная четвёрка имеет один распредвал с верхним расположением, но чаще в современных автомобилях встречается два распредвала.
3. Большим преимуществом рядной четвёрки является, то что она имеет только одну головку цилиндра, один впускной и один выпускной распредвал, меньше движущихся частей, меньше веса, а так же намного проще добраться до колодки цилиндра для обслуживания, будь это регулировка клапанов, или замена свеч с рядной конфигурацией — это сделать намного проще.

Наконец мы добрались до темы звучания двигателей. Многие люди утверждают, что оппозитные двигатели звучат лучше, но на самом деле это не преимущество. Этот звук связан с тем, что выхлопные патрубки имеют разную длину.

И так как Субару отказались от данной конструкции выхлопа, новые оппозитные четвёрки будут звучать так же как и остальные четырёхцилиндровые двигатели. Конечно можно создать выхлопную систему с патрубками, которые имеют разную длину, для получения уникального звука выхлопа. Но это может ухудшить продувку цилиндра из-за неравных пульсаций, да и особого смысла в этом нет. Однако, что касается оппозитного двигателя, установка патрубков с разной длинной кажется привлекательной.

Сложности ремонта и обслуживания оппозитных двигателей

Как было сказано ранее, если требуется провести какие-либо манипуляции на двигателе, без помощи специалиста не обойтись. В оппозиционном двигателей без последствий получится собственноручно произвести лишь замену масла.

Одним из факторов, который имеет значительное влияние на срок службы – это вовремя и систематично проведенная раскоксовка. При этой процедуре производится очистка камеры сгорания, клапанов и поршней от скопившегося нагара. Лучше всего данную процедуру проводить осенью, либо в начале весны. Именно в этот период будет разумным и проверка масла с его сменной.

Появление первых оппозитных двигателей с горизонтальным расположением поршневой системы в свое время решило многие проблемы.

После появления первых двигателей внутреннего сгорания великие умы человечества не оставляли затею усовершенствовать имеющуюся конструкцию.

Основной задачей было уменьшение размеров, более компактное расположение и повышение устойчивости автомобиля.

Оппозитный двигатель решил многие из перечисленных выше проблем, но не до конца.

История

Первоначально оппозитные двигатели использовались исключительно на военной технике и в гражданском автомобилестроении большим спросом не пользовались.

Единственные, кто заинтересовались данным типом мотора – разработчики Фольцваген, которые с 1938 года начали устанавливать его на автомобили «Жук».

Почти за 65 лет было выпущено около 22 миллионов таких автомобилей.

Со временем установкой таких моторов занялись и разработчики компании Порше. Так, оппозитные моторы появились на Porsche 987 Boxster и сериях GT.

С 1963 года к «клубу любителей» подключился японский бренд Субару, для которых данный вид двигателей стал приоритетным.

На фото оппозитный двигатель субару.

Основные типы

Сегодня существует два основных типа оппозитных двигателей.

ОРОС – уникальный в своем роде мотор. Его особенность заключается в том, что поршни не просто горизонтально расположены – они двигаются асинхронно друг другу.

Благодаря этому конструкция существенно упрощается – отпадает необходимость использовать систему клапанов и ГБЦ.

В итоге двигатель теряет в массе и общем объеме вредных выбросов. Что касается типа «ОРОС» на бензине и дизельном топливе, то в первом случае топливная смесь попадает в мотор с помощью карбюратора, а ВТО втором – напрямую в камеру.

Боксер – второй тип оппозитного двигателя, который по принципу действия очень похож на V-образный.

Особенность такого мотора – синхронное перемещение поршневых групп через каждые 1/2 оборота коленвала.

Число цилиндров может различаться – от 4 до 12. Наибольшей популярностью пользуются 6-ти цилиндровые оппозитные моторы, которые отличаются минимальным уровнем вибрации.

Преимущества

После краткого рассмотрения конструктивных особенностей оппозитника, хотелось бы подвести итого по поводу его плюсов.

Их несколько:

1. Благодаря низкому расположению узла можно говорить о существенном снижении центра тяжести. Как следствие, управляемость автомобиля и его устойчивость на дороге (даже при большой скорости) увеличивается в разы.
2. Оппозитник находится практически на одном уровне с трансмиссией, поэтому передача мощности от узла к узлу происходит с максимальной эффективностью.
3. Данный вид мотора хорош практически полным отсутствием вибраций во время движения. Поршневые группы, развернутые на 180 градусов друг относительно друга, отлично сбалансированы и великолепно гасят лишнюю энергию. Как следствие, двигатель работает плавно и без лишних рывков.
4. Оппозитный двигатель отлично сбалансирован, поэтому всегда есть возможность установить коленчатый вал на трех подшипниках (в обычных моторах их целых пять). Благодаря этой особенности, вес и длина мотора существенно уменьшаются.
5. Что касается пассивной безопасности во время движения, то у данного типа моторов практически нет конкурентов. В случае лобового удара с движущимся навстречу транспортным средством двигатель не будет входить в салон, а просто выпадет вниз. Такая особенность уже спасла не один десяток жизней.
6. Оппозитный мотор при правильной эксплуатации имеет огромный ресурс – до миллиона километров. Главное – своевременно производить и прочих расходников.

Недостатки

Если бы в данном виде у двигателя были одни преимущества, то он бы устанавливался на всех автомобилях.

К сожалению, есть ряд минусов, которые добавляют «ложку дегтя»:

1. Главный недостаток – сложность выполнения ремонтных работ. Из-за горизонтального расположения подлезть к двигателю просто нереально. Зачастую приходится снимать весь узел, чтобы провести небольшие ремонтные работы.
2. Практика эксплуатации показала, что из-за горизонтального расположения двигателя гильзы цилиндра истираются неравномерно. Из-за этого уже через некоторое время эксплуатации двигатель начинает «есть масло».
3. При выпуске данного двигателя планировалось сэкономить место под капотом, но по факту получилось наоборот – оппозитник занимает много больше пространства. Просто и того, что расположен он немного ниже.
4. Из-за сложности конструкции очень сложно найти специалиста, готового взяться за серьезный ремонт. Если же и получается это сделать, то необходимо быть готовому к существенным затратам.

Особенности применения сегодня

Как мы уже упоминали, с 1963 года такой двигателей устанавливают на Субару Бокстер.

Четырехцилиндровые моторы имеют три поколения:

• — ЕА – выпускались с 1966 по 1994 года;
• — ЕJ – устанавливались на автомобили с 1989 по 1998 года. При этом коленвал держался на 5 подшипниках;
• — FB – выпускается с 2010 года.

Нельзя не отметить путь 6-ти цилиндровых двигателей, которые в течение четырех лет с 1987 года выпускались под серией ER, с 1992 по 1997 год появилась серия EG, а с 1999 года – EZ.

Как показала практика эксплуатации, четерехцилиндровые моторы оказались более компактными, безвредными и экономичными.

Добрый день. Из этой статьи вы узнаете, что такое оппозитный двигатель, в чем его преимущества и недостатки в сравнении с классическими ДВС.

Общеизвестно, что оппозитные двигатели устанавливаются лишь на отдельные модели машин, именно поэтому привлекают к себе огромное внимание.

«Оппозитник» – разновидность двигателя внутреннего сгорания (ДВС), в котором поршни движутся горизонтально, навстречу друг другу и обратно. Угол расположения поршней – 180°. Этим данная модификация отличается от обычного V-образного двигателя. В нем, помимо первой пары поршней, существует еще пара соседних, которые во время движения первой пары занимают одно и то же положение по отношению друг к другу.

Оппозитный двигатель может иметь разное количество цилиндров, но оно всегда четное. В настоящее время встречается от 2 до 16 цилиндров в конструкции. Последняя разновидность была установлена на некоторые спортивные модели Porsche. Наиболее распространены 4 и 6-цилиндровые моторы.

Виды оппозитных двигателей.

Как уже было указано, движение поршней в моторе может происходить по-разному. В зависимости от направления этого движения выделяют несколько видов «оппозитника».

Первый вариант исполнения – это «boxer», названный так, потому что движения поршней в нем направлены друг к другу, и очень похожи на бой на боксерском ринге. В связи с тем, что каждый поршень посредством шатуна устанавливается на отдельную шатунную шейку коленчатого вала, получается, что они расположены каждый в своем цилиндре. Соответственно, во время равного удаления от оси двигателя на наибольшее расстояние, они располагаются прямо друг напротив друга. Данный вариант организации часто применяют в двигателях автомобильного ряда Subaru и Porsche.

Второй вариант построения «оппозитника» – «ОРОС». Он является двухтактным. Каждый цилиндр двигателя этого типа содержит в себе одновременно пару поршней (первый обеспечивает ввод смеси, другой – вывод продуктов сгорания), закрепленных на одном коленчатом вале. Оба поршня при этом работают на один и тот же коленвал. Благодаря такой организации масса «оппозитника» существенно снизилась, что позволило расширить сферу его использования.

Преимущества оппозитного двигателя:

Одним из главных плюсов «оппозитника» является низко расположенный центр тяжести. Это, в свою очередь, способствует наилучшей управляемости машины, усиливает ее устойчивость, что очень ценно, особенно для спорткаров, например, в момент прохождения поворотов на высокой скорости. Конструктивно все выглядит довольно просто: заниженный мотор соседствует с трансмиссией на одной и той же оси, за счет чего мощность передается гораздо эффективнее, чем при его обычном расположении.

Вторым несомненным преимуществом оппозитного двигателя можно назвать почти полное отсутствие в нем вибраций за исключением тех, что возникают от инерциальных сил, стремящихся развернуть его вокруг вертикально расположенной оси. Двигатель работает плавно, так как движение расположенных по соседству поршней происходит слаженно.

Третьим плюсом, неразрывно связанным со вторым, является то, что коленчатый вал за счет баланса масс в «оппозитнике» установлен лишь на трех подшипниках, что существенно снижает длину мотора, а соответственно, и его вес.

Еще одним преимуществом является обеспечение пассивной безопасности. Это обусловлено тем, что в случае лобового столкновения машин мотор уходит под корпус автомобиля, не угрожая жизни пассажиров.

«Оппозитник» в рабочем состоянии издает характерный звук, благодаря которому его можно отличить от иных ДВС. Эту особенность многие водители также считают преимуществом.

Недостатки оппозитного двигателя:

К сожалению, конструкция мотора одновременно является его недостатком, так как ремонтные работы достаточно трудоемки. Требуется извлекать весь узел из автомобиля даже для небольшого ремонта. Трудоемкость работ выливается в высокую стоимость ремонта для владельца автомобиля. Кроме того, требуется также высокая квалификация рабочих, что лишает возможности проведения самостоятельного ремонта в гараже.

После создания первого ДВС почти сразу возникли вопросы по его усовершенствованию и повышению мощности. Первый двигатель был одноцилиндровым, и сразу напрашивалось самое простое решение, позволяющее повысить его мощность – увеличить число цилиндров. Но следующие шаги в развитии ДВС были не такими очевидными, так как эти несколько цилиндров можно расположить по-разному – вертикально в ряд друг за другом, под углом или горизонтально. Вот такой последний вариант и получил название оппозитный двигатель, т. е. двигатель, цилиндры которого располагаются горизонтально, напротив (оппозитно) друг друга.

Варианты исполнения оппозитного двигателя

Однако даже подобное простое техническое решение – расположить горизонтально друг напротив друга цилиндры двигателя может быть реализовано несколькими вариантами. Когда работает такой оппозитный двигатель, его поршни могут двигаться разными способами.

Оппозитный боксер

Во время работы подобного мотора поршни всегда находятся друг относительно друга на расстоянии, и каждый работает в своем цилиндре – если один располагается на максимальном удалении от оси двигателя, то значит и другой, соседний, занимает аналогичное положение.

Такой порядок работы напоминает движения боксера, поэтому он получил название «боксер». Очень часто использует подобные оппозитные двигатели Субару. Описанный двигатель показан на фотографии ниже

OPOC, возрождение старых идей

Другой принцип построения реализует оппозитный двигатель по типу OPOC. На сегодняшний день они начинают вновь развиваться благодаря инвестициям небезызвестного Била Гейтса. Устройство такого двигателя показано на рисунке ниже.

Этот оппозитный двигатель – двухтактный. На рисунке хорошо видно, что в цилиндре находится по два поршня, и закреплены они на одном коленчатом валу (на рисунке они обозначены как красный и синий). Красный обеспечивает впуск смеси, а синий – выпуск продуктов сгорания. Из конструкции подобного оппозитного двигателя исчезла головка блока цилиндров и механизм привода клапанов. Кроме того, достоинством такого оппозитника является то, что поршни работают на один коленвал.

Все это существенно снизило массу оппозитного двигателя и значительно расширило сферу его использования. Другой особенностью является то, что он может быть как дизельный, так и бензиновый. Необходимо обязательно уточнить, что как всякий двухтактный двигатель, он нуждается в продувке цилиндров. Для этого задействован электромотор с питанием от внешнего источника. Когда оппозитный двигатель выходит на режим, электродвигатель отключается, а устройство подачи воздуха превращается в турбонаддув.

Рассматривая конструкцию такого оппозитного мотора, необходимо отметить его плюсы: повышение эффективности, обеспечиваемое тем, что расширяющиеся газы давят на два поршня, а не на стенку камеры сгорания, а также повышенное усилие на валу. Кроме того, каждый поршень проходит меньшее расстояние, что снижает силу трения и, соответственно, потери.

Рассматривая другие плюсы, которые обещает подобный оппозитный двигатель, стоит отметить — компания-изготовитель сообщает, что когда он используется как дизельный, то:

• такой двигатель легче обычного турбодизеля на пятьдесят-тридцать процентов;
• подобный силовой агрегат содержит деталей на пятьдесят процентов меньше, чем обычный дизельный мотор;
• занимает на пятьдесят-сорок пять процентов меньше места под капотом;
• экономичней на пятьдесят-сорок пять процентов.

Однако стоит учитывать, что подобный оппозитный силовой агрегат еще достаточно сырой, а значит, отмеченные преимущества отражают в большей степени ожидания его разработчиков.

Оппозитный танковый двигатель

Да, был такой двигатель, это 5ТДФ, разработанный для танков Т-64, а также последующих Т-72 и других. Тогда он обеспечивал необходимую мощность при заданных габаритах. Подобный оппозитный двигатель и его устройство показаны на рисунке ниже

Как видно из рисунка, поршни у него расположены в одном цилиндре и движутся встречно, но работают каждый на собственный коленвал. При минимальном расстоянии между поршнями между ними образуется камера сгорания, где происходит воспламенение топлива. Существует оппозитный двигатель как бензиновый, так и дизельный. По аналогии с OPOC, для подачи воздуха в цилиндры, а также удаления отработанных газов, используется турбонаддув.

Используемый принцип встречного движения поршней позволил упростить конструкцию, обеспечить мощность и компактность силовой установки. Так, подобный дизельный оппозитный силовой агрегат при двух тысячах оборотов, объеме тринадцать и шесть десятых литра выдавал семьсот лошадиных сил, при этом занимая минимум места.

Чем хорош и плох оппозитник?

Надо отметить, что в истории автомобиля многие производители в разное время использовали оппозитный двигатель, пытаясь реализовать предоставляемые им преимущества. Однако в настоящий момент чаще других SUBARU применяет подобные моторы на своих автомобилях.

Сразу надо отметить, что именно устройство оппозитного силового агрегата обеспечивает его преимущества при установке на машине:

• низкий центр тяжести автомобиля, что дает ему дополнительную устойчивость при движении;
• уменьшение как шума, так и вибрации за счет движения поршней навстречу, благодаря чему оппозитный двигатель считается тише аналогичных рядных моторов;
• значительный ресурс, достигающий миллиона километров при правильной эксплуатации.

Однако не бывает всегда все хорошо, есть минусы и недостатки и у оппозитника. Из них стоит отметить:

1. ремонт подобного мотора очень сложный;
2. устройство двигателя также достаточно сложное, и соответственно, у него высокая цена;
3. затраты на обслуживание велики, а само обслуживание крайне затратное и неудобное, требует высокой квалификации исполнителей;
4. расход масла при эксплуатации повышенный.

Несмотря на отмеченные минусы и недостатки, на ряд автомобилей (уже упомянутая SUBARU и некоторые модели Porshe), ставятся оппозитные силовые агрегаты. Надо думать, что производители достаточно точно взвешивают их достоинства и недостатки и осознанно идут на применение такого мотора.

Для ДВС расположение цилиндров горизонтально является лишь одним из возможных вариантов построения, но тем не менее, и в этом случае получаемый оппозитный двигатель отличается большими возможностями и значительными перспективами по использованию в автомобиле.

Едва только был создан первый двигатель внутреннего сгорания, практически сразу же стартовали работы по его усовершенствованию. В качестве основной задачи разработчики определили для себя такие, как уменьшение габаритных размеров самого мотора, увеличение его мощности и повышение устойчивости автомобиля. Таким образом и появился первый оппозитный двигатель, который решил достаточное количество проблем, но не все.

Изначально гражданское автомобилестроение не воспринимало оппозитный тип мотора, и он устанавливался исключительно на военной технике. Первым гражданским авто, где был установлен новый тип двигателя стал «Жук» от концерна «Фольцваген». Со временем, когда было выпущено уже более 20 миллионов таких авто, идею использования оппозиционного двигателя приняли на вооружение такие марки, как «Порше» и «Субару».

Оппозиционный двигатель — различия в конструкции

Несмотря на то, что схема оппозитного двигателя, в принципе, одна, вариантов его исполнения может быть два. Это связано с тем, что одно и то же техническое решение, а именно горизонтальное расположение цилиндров реализовывается разными способами.

Двигатель «боксер»

Такой мотор устроен таким образом, что поршни постоянно расположены друг от друга на определенном расстоянии — когда один находится на максимальном удалении от двигателя, значит его «сосед» занимает точно такое же положение. Свое название такой тип оппозитного мотора получил из-за схожести движений поршней с движениями боксера. Именно такой мотор очень широко использует концерн «Субару» в своих автомобилях.

Мотор «ОРОС»

Такой двигатель устроен несколько иначе. Его возрождение началось совсем недавно, чему в немалой степени способствовали инвестиции Билла Гейтса.

Это стандартный двухтактный оппозитный мотор, в каждом цилиндре которого расположены по два поршня, которые двигаются навстречу друг другу. Крепление всех поршней происходит на одном и том же валу. Один из них предназначен для впуска горючей смеси в камеру сгорания, второй — для удаления отработанных газов. Подобная компоновка позволила конструкторам отказаться от механизма привода для клапанов, а также от самой головки блока цилиндров. Стоит отметить и такое преимущество, как работа всех поршней с одним коленвалом.

Есть ли преимущества у оппозитного двигателя

Как и любой другой тип, оппозитный двигатель имеет преимущества и недостатки, которые обусловлены конструктивными особенностями. Несмотря на некоторые отрицательны стороны, преимущества такого типа моторов весьма многочисленны.

Недостатки тоже присутствуют

Что значит оппозитный двигатель в плане своих достоинств многим понятно, но тем не менее есть и ряд недостатков, благодаря которым такой мотор пока не устанавливается на все выпускаемые сегодня автомобили.

Некоторые особенности современных оппозитников

С момента своей разработки и установки первого оппозитного двигателя на фольцваген в 1938 году, этот тип моторов подвергся серьезной модернизации. Наибольшее распространение в настоящее время получили четырехцилиндровые двигатели — именно они отличаются наибольшей экологичностью, компактностью и экономичностью в плане расхода горючего. Во многом, это стало результатом многолетнего кропотливого труда инженеров, воплотивших в таких моторах достаточное количество уникальных разработок:

О высокой надежности и мощности оппозитного двигателя свидетельствует и тот факт, что именно этот тип мотора устанавливался на советский танк Т-64, а в дальнейшем и на Т-72. Только такой оппозитный двигатель, принцип работы которого с тех пор мало изменился, смог обеспечить высокую мощность при своих сравнительно небольших габаритных размерах. Для справки, только он мог выдать порядка семисот лошадиных сил при 2-х тысячах оборотах и объеме в 13,6 литра. Массу интересных фактов о работе оппозиционных моторов можно узнать, посмотрев видео:

Как избежать дорогостоящего ремонта оппозитного двигателя

Любой оппозитный двигатель имеет плюсы и минусы, что вполне естественно. Чтобы избежать возникновения проблем, устранение которых может потребовать очень серьезные материальные затраты, имеет смысл прислушаться к советам специалистов, и эксплуатировать автомобиль с установленным оппозитным двигателем правильно. Первое, на что стоит обратить пристальное внимание — это точное соблюдение сроков прохождения технического обслуживания, которое должно проводиться на специализированных станциях и только квалифицированным персоналом.

Огромную внимательность следует проявлять при выборе моторного масла. Предпочтение следует отдавать только известным брендам, приобретение делать либо в специализированных магазинах с безупречной репутацией, либо в фирменных центрах сервисного обслуживания. Использование некачественного продукта способно доставить немало хлопот чрезмерно экономному водителю. То же можно сказать и о качестве топлива. Горючее, содержащее большое количество «несанкционированных» добавок серьезно уменьшает ресурс двигателя, приводя к необходимости дорогостоящих ремонтных работ.

Многие автовладельцы, приобретающие транспортные средства с оппозитным двигателем, наслышаны о качественной и эффективной системе его охлаждения, поэтому не особо зацикливаются на этом моменте. Не следует нещадно гонять мотор, особенно в теплое время года — самая совершенная система охлаждения может не справиться со своей задачей. В немалой степени способствует затрудненному охлаждению и отсутствие периодической мойки двигателя — скапливающаяся грязь на моторе существенно затрудняет теплоотдачу, способствуя излишнему нагреву.

Несмотря на некоторые сложности, оппозитный двигатель отлично зарекомендовал себя, существенно повышая комфорт и безопасность вождения. При этом следует отметить, что бытующее мнение о крайней дороговизне владения автомобилем с таким мотором явно преувеличены. Для примера можно рассмотреть бренд «Субару», который давно выпускает автомобили именно с таким типом двигателя — они никогда не входили в число машин с чрезмерно дорогим обслуживанием, и многие авто со стандартными моторами обходятся своим владельцам куда дороже. Здесь сказывается и существенная экономия на горючем, которого требуется куда меньше — в зависимости от конкретной модели авто экономия на топливе может доходить до 50%.

Проблемы простого оппозитного мотора Subaru 2.0 (EJ202)

 12087 |  06.12.2018

Первый оппозитный 4-цилиндровый двигатель запатентовал еще Карл Бенц в 1896 году. В 1971 году идеей оппозитников «заболели» инженеры компании Fuji Heavy Industries, владеющей автопроизводителем Subaru.

 

В 1989 году японские инженеры представили новое семейство двигателей EJ, рабочим объемом от 1,5 до 2,5 литров. Эти двигатели являлись основной движущей силой автомобилей Subaru буквально до 2010 года. Было создано 23 модификации моторов EJ, самая мощная из которых выдает 305 л.с.

 

В 1998 году инженеры Fuji модернизировали и облегчили блок двигателя: гильзы стали «мокрыми». Также были облегчены поршни, оптимизирована система впуска и головки блоков.

 

На нашем YouTube-канале вы можете посмотреть разборку двигателя серии EJ второй фазы.

 

 

Это двигатель EJ202, снятый с Subaru Forester 2000 года выпуска с пробегом 285 000 км. Этот мотор отличается от первоначального варианта «открытым» алюминиевым блоком, чугунными гильзами и одновальными 8-клапанными головками (по 4 клапана на цилиндр). Регулировка тепловых зазоров клапанов производится винтами, вмонтированными в коромысла. Регуляторы фаз газораспределения этому двигателю не достались.

 

Выбрать и купить двигатель 2.0 для Subaru вы можете в нашем каталоге силовых агрегатов.

 

 

В приводе ГРМ используется зубчатый ремень, который нужно менять каждые 100 000 км. Ремень приводит не только распредвалы, но и помпу.

 

 

Выбрать и купить головку блока (ГБЦ) на один или два распредвала для двигателя Subaru 2.0 вы можете в нашем каталоге силовых агрегатов.

 

Типичные проблемы и слабые места двигателя EJ20

 

При своей весьма легендарной истории 2-литровый оппозитный двигатель Subaru EJ20 имеет довольно противоречивую репутацию. У кого-то этот двигатель ходит более 400 000 км, у кого-то постоянно ломается и является источником больших расходов. Можно смело утверждать, что наиболее живучими являются атмосферные версии, такие как EJ20, поздние EJ201 и EJ202 – относительно простые, с одним распредвалом в ГБЦ, рассчитанные на 92-й бензин. Тем не менее, эти двигатели требовательны к качеству топлива и качеству масла, которое нужно менять каждые 7500 км – так показывает опыт.

 

 

Разные мелочи

 

Датчики японского двигателя очень надежны и обычно сюрпризов не преподносят. Если двигатель Subaru EJ202 внезапно начал глохнуть на холостых или держать высокие холостые обороты, то следует осмотреть и очистить заслонку регулятора холостого хода. Она подклинивает, что вызывает нарушение в регулировке холостого хода.

 

Выбрать и купить дроссельную заслонку для двигателя Subaru 2.0 вы можете в каталоге на сайте компании «АвтоСтронг-М».

 

 

Если двигатель Subaru EJ202 вообще не заводится, то следует проверить коммутатор системы зажигания или расположенный в баке топливный насос, который выходит из строя при частой езде на остатках запаса топлива. Высоковольтные провода следует менять каждые 50 000 км. Катушки зажигания тут двойные и весьма долговечные.

 

Рывки при разгоне, увеличенный расход топлива – это признаки неисправности датчика массового расхода топлива двигателя Subaru EJ202.

 

Выбрать и купить катушки зажигания для двигателя Subaru 2.0 вы можете в каталоге на сайте компании «АвтоСтронг-М».

 

Вентиляция картера

 

При малейших проблемах с вентиляцией картерных газов двигатель Subaru EJ202 очень быстро выдавливает сальники коленвала и распредвалов и масло вместе с ними. Также начинают протекать прокладки клапанных крышек, заглушки распредвалов.. Клапан системы ВКГ на двигателе Subaru EJ202 нужно менять, а трубочки прочищать от скопившихся в них сгустков или тоже менять на новые. При рассыхании трубок возникает подсос воздуха, приводящий к неправильному смесеобразованию и снижении мощности двигателя.

 

Жор масла

 

Жор масла в литр-полтора от замены до замены при частых отжигах – нормальное явление для двигателя EJ202. Но если расход масла присутствует и при размеренной езде, то почти наверняка либо залегли маслосъемные кольца, либо в двигателе присутствует износ цилиндропоршневой группы. Обычно при пробеге в 200 000 – 250 000 км двигатель EJ202 нуждается в замене всех поршневых колец.

 

 

К тому же горизонтальное расположение цилиндров само по себе является предпосылкой для повышенного расхода масла, которое не способно самостоятельно стекать по стенкам цилиндров. И тут важно не упустить момент – двигатель может «съесть» почти все масло, а контрольная лампа загорится лишь тогда, когда в поддоне останется всего 700 грамм смазки.

 

Стук четвертого цилиндра

 

Известным конструктивным недостатком двигателей Subaru EJ является слабое охлаждение 4-го цилиндра: поршень перегревается, расширяется и начинает «задирать» свои юбки и стенки цилиндров. Причем обычно изнашиваются именно юбки поршня, а поверхность цилиндров не страдает. При работе на холодную двигатель стучит, а после прогрева замолкает. Многие так и ездят. Если эта проблема прогрессирует, то двигатель начинает стучать постоянно и возникает износ поверхности 4-го, а и иногда еще и 2-го цилиндра. Цилиндры становятся овальными.

 

 

Перегрев

 

А вот критический перегрев двигателя Subaru EJ202 возникает при засорении радиаторов, эксплуатации двигателя на некачественном или старом антифризе. При кратковременном перегреве может заклинить термостат. Если он заклинит в закрытом положении, то охлаждение двигателя фактически прекратится. В этом случае происходят самые различные неприятности, от деформации ГБЦ, ее растрескивания до заклинивания двигателя с повреждением блока двигателя.

 

Признаки перегрева, помимо высокой температуры охлаждающей жидкости по термометру: течи антифриза через прокладки ГБЦ, пузыри в расширительном бачке при прогазовке на горячем двигателе, пар из выхлопной трубы.

 

 

Коленвал

 

Коленвал оппозитного двигателя Subaru EJ зажат между полублоками. Каждый из шатунов соединяется с коленвалом собственной шейкой – как на 4-цилиндровом двигателе. Однако соседние поршни 1 и 2, 3 и 4 на оппозите не движутся в противофазе, а всегда занимают одинаковое положение: синхронно занимают верхние или нижние мертвые точки. Соответственно, первая и вторая пара поршней 4-цилиндрового оппозитного двигателя движутся в противофазе. Оппозитная четверка уравновешена лучше рядной, не нуждается в балансирных валах и в целом развивает более высокий момент на низких оборотах.

 

Все шейки компактного коленвала оппозитного 4-цилиндрового двигателя очень узкие, следовательно, и нагрузка на них высокая. При нарушении температурного режима двигателя и использовании некачественного масла риск быстрого износа очень велик. Особенно чувствительны к качеству смазки турбомоторы Subaru.

 

Выбрать и купить двигатель 2.0 для Субару Форестер, Легаси, Импреза вы можете в нашем каталоге силовых агрегатов.

Subaru.Слабые места субаровских моторов

«Subaru рулит, остальное – отстой». Так, по крайней мере, утверждает немало владельцев автомобилей Fuji Heavy Industries. Это дает право и нам пройтись по основам репутации знаменитой марки… Поэтому всем, кто не хочет читать критические замечания в адрес Subaru, рекомендуется перейти к следующей статье.

«Моторы Subaru – это шедевр»
Вполне возможно, если вспомнить происхождение самого понятия «шедевр» – образцовое изделие. Но образцы могут быть различными – высокого качества и ненадежности, практичности и глупости… Увы, субаровские моторы вписываются в самые разные категории.

«Субаровский оппозит очень компактен»
Если присмотреться внимательнее, окажется, что субаровский двигатель не «компактный», а просто относительно плоский и симметричный – он равномерно «размазан» по моторному отсеку. По закону сохранения вещества 4-цилиндровый ДВС определенного рабочего объема не может быть меньше определенных габаритов. Мотор-плита в самом деле короткая (полублоки по два цилиндра, стоящих с некоторым уступом) и плоская (толщина обычного двигателя с коллекторами плюс поддон), но зато очень широкая (вместо картера с поддоном у рядного, здесь еще один полублок и головка). Так что, если положить рядом два однообъемника, рядный и оппозитный – еще неизвестно, какой из них окажется «компактнее».

«Моторы Subaru используются в авиации»
И как это свидетельствует об исключительных качествах субаровских движков? В легкомоторной авиации весьма распространены также двигатели BMW и VW, но почему-то поклонники германских машин не используют этот аргумент в спорах о достоинствах своих железных коней. «Авиационые» плюсы субару состоят в компоновке, неплохой весовой отдаче и… цене б/у агрегата. Когда на качественный специализированный мотор не хватает денег, то сгодится что угодно. Но достаточно поставить рядом какой-нибудь Lycoming, без громоздкого жидкостного охлаждения, без обязательного для автомобильного движка редуктора, способный выдавать близкую к максималу мощность в течение несравнимо более длительного времени, с гораздо большим межремонтым ресурсом и при этом конструктивно простой… Тогда становится понятно, что гордиться применимостью автомобильных движков в авиации особого смысла нет – каждый должен заниматься своим делом.

«Оппозит абсолютно уравновешен»
Полностью уравновешены только моторы компоновки R6, B6, R8, V12… Оппозитная четверка B4 в этот список, увы, не попадает. Некоторое преимущество по вибронагруженности B4 имеет, но радикальной разницы с обычной рядной четверкой здесь нет – у одной присутствуют неуравновешенные силы инерции второго порядка, но отсутствует свободный момент от них, у другой есть момент, но сами силы уравновешены…

«Идеальная развесовка по осям»
На самом деле речь в рекламе идет всего лишь о симметрии относительно продольной оси. А если говорить о передних и задних колесах, то сам по себе оппозитный двигатель и продольно установленная коробка никакой симметричной развесовки не создают (и уж во всяком случае, такая развесовка не «симметричнее», чем при классической заднеприводной компоновке), просто на задние колеса приходится немного большая доля нагрузки. Но вылезают и свои недостатки… Продольно установленный двигатель на автомобиле с исходно-передним приводом обязан целиком находится в переднем свесе. Именно поэтому «нос» Subaru порой не уступает Audi с аналогичной компоновкой (но при этом имеющей традиционный рядный мотор).

Плюс к тому излишне усложняется конструкция коробки передач – схема потоков мощности с «матрешкой» из трех концентрических валов и ее железное воплощение представляют собой любопытное зрелище. А то, что гипоидная передача находbтся в общем картере с КПП, заставляет купать синхронизаторы в трансмисссионном масле класса GL-5.

Можно было бы поверить в сверхнадежность механических коробок Subaru, не пользуйся у нас устойчивым спросом эти «контрактные» и просто б/у агрегаты. Не каждый экземпляр переживает без ремонта два комплекта сцепления… и это при нормальных двигателях. Как известно, «капля никотина убивает лошадь, а хомячка разрывает на куски» – нетрудно догадаться, насколько меньше служит практически неусиленная трансмиссия, получая от турбомотора пинок в 350 Нм против 200, 280 сил против 100-150.

«…и обладают низким центром тяжести, что обеспечивает потрясающую устойчивость и управляемость на высоких скоростях»

Это обычный субаровский рекламный рефрен, служащий единственным оправданием столь нетрадиционной ориентации. Да, на раллийной или гоночной трассе это был бы явный плюс. Но как помогает низкий центр тяжести при ежедневной езде по забитому пробками городу? При тряске по выбоинам, люкам и лежачим полицейским? При ковылянии по разбитой дачной грунтовке? Нужен ли весь этот оппозитный огород гражданского автомобиля?

Для скоростных упражнений значительно бОльшую роль играют дорожное покрытие, состояние шин и общая исправность подвески. К сожалению похвастаться качеством покрытия и предсказуемостью его состояния у нас трудно по объективным причинам. А два других фактора полностью зависят от владельца. И тут происходят странные вещи – если обладатель новой Subaru из салона еще старается поддерживать ее исправное состояние в комплексе, то хозяин какого-нибудь праворульного аппарата часто начинает экономить – и на резине («а-а, полный привод – значит шипы и зимняя резина не нужны, хватит б/у японской»), и на подвеске («это ж Subaru, у нее ходовка всегда супер и без ремонтов»).

Ну и главное. Если знаменитый «низкий центр тяжести» Subaru придает смещение 100-150 кг силового агрегата вниз аж на 10 сантиметров (при общей массе в полторы тонны), то у любого аналогичного авто с традиционным двигателем и клиренсом меньше всего на 1 сантиметр, центр тяжести будет расположен еще ниже! А, как известно, Subaru в своих классах отличаются именно ощутимо большим клиренсом. Поэтому все рассуждения про центр тяжести – не более чем рекламный трюк FHI, рассчитанный на малограмотных покупателей.

Пройдемся теперь по слабым местам субаровских моторов.

Геометрия цилиндров подвержена любопытной особенности, когда сетка хона в порядке, а цилиндр уже превращается в эллипс. Впрочем, алюминиевые блоки цилиндров с чугунными гильзами, имеющие разные коэффициенты расширения, да еще при открытой рубашке охлаждения никогда не были идеальным решением.

Расход масла подкашивает двигатели независимо от возраста – в одной очереди к доктору стоят пожилые авто из первой волны иномарок и еще пахнущие свежим пластиком выходцы из автосалонов. Здесь способствует угару само горизонтальное положение цилиндров, при случае турбина не отказывается от своей доли закуски, ну и, разумеется, стандартная болезнь залегания колец (а для новых EJ205 это даже не болезнь, а некая составляющая техобслуживания). И попробуйте однозначно замерить на отдельно взятой незнакомой Subaru уровень моторного масла. Получилось? А что с обратной стороны щупа? А если авто откатить на три метра в сторону? Да, это – Subaru!

Ну а что не сгорело, то убежало: течи сальников и «потение» крышек – родовая особенность оппозитных движков.
Датчик массового расхода воздуха покрывается грязью или выходит из строя на автомобилях любых производителей. Увы, старые добрые MAP-сенсоры остались в прошлом.

Унификация. Непонятно, зачем фирме, имевшей всего четыре основные массовые модели, плодить такое количество версий, едва ли не ежегодно их обновляя. Например, кто сколько вспомнит движков, устанавливавшихся на Impreza? Три-четыре-пять? На самом деле их было уже девять, в сорока с лишним модификациях. «А ну-ка почини»…

Ремень ГРМ расположен на оппозите удобно, однако «близок локоть, да не укусишь» – многовато шкивов и роликов он обегает. Если вариант SOHC при минимуме навесного оборудования проблем не представляет, то промахнуться на зуб-другой при установке ремня на движке DOHC вполне реально, тем более на свежем моторе с AVCS (системой изменения фаз). Все бы ничего, но клапана… При обрыве ремня ГРМ они встречаются с поршнем (или друг с другом) и гнутся практически на всех моторах.

Шейки коленвала. Нетрудно догадаться, что 4-цилиндровый оппозит органически предполагал три опоры коленвала, но то было во времена прошлые… Дабы повысить жесткость и немного снизить нагрузки, субаровцы увеличили количество опор до пяти, но, как и в старой притче про десять шапок из одной шкурки, чудес не случилось. Шейки здесь все равно узкие, поэтому удельная нагрузка и износ больше, чем на рядных четверках, да и чрезмерно затруднился ремонт – на каком угодно оборудовании их теперь не перешлифуешь.

Гидрокомпенсаторы ранее (примерно до середины 90-х) пользовались у Subaru большим почетом, однако потом здравый смысл возобладал. Так что удовольствие прокачивать в миске с керосином полтора десятка «грибочков» доступно теперь не всем…

Вентиляция картера. Сложно припомнить двигатели, где ее засорение столь же «быстро и эффективно» приводило на сервис. Если обычный мотор хотя бы попытается пыхтеть, плеваться маслом в воздушный фильтр, выбивать щуп – то субаровский оппозит с мрачным самурайским упорством сразу же приступит к выдавливанию сальников…

Сборка распотрошенного оппозита представляет собой эпическую картину. Правильно зажать коленвал между полублоками – это вам не крышечки коленвала притянуть. Ну а совместить отверстие в поршне, отверстие в шатуне и специальную дырку в блоке, засадить туда поршневой палец и «отполировать» все стопорным кольцом – это же песня (для шестицилиндрового оппозита EZ30 – поэма)! Ладно, будь это гоночный монстр в триста-пятьсот сил – ему подобные изощрения можно простить. Но когда тех же трудов требует стосильная жужжалка какой-нибудь «овощной» импрезы – вменяемость японских инженеров оказывается под большим вопросом.

Можно и не напоминать про то, что для мало-мальски серьезной работы по механике движок надо снимать с автомобиля (а мотор DOHC – в обязательном порядке). Аргумент о легкости съема субаровского двигателя по сравнению с каким бы то ни было рядником справедлив – но вот только в большинстве случаев этот рядник вообще не пришлось бы демонтировать.

Радиаторы массово текут у любых азиатских автопроизводителей. Есть ощущение, что пластиковые бачки радиаторов для японских и корейских машин гонят одни и те же бракоделы, с одними и теми же нарушениями техпроцесса или конструкции. Но… Если у Toyota вероятность выхода из строя радиаторов различна (например, с моторами серии S, к сожалению, это происходит чаще, чем с серией A на одних и тех же моделях), то вся немногочисленная гамма автомобилей Subaru орошает землю антифризом равномерно.

Вот за что нельзя не похвалить классические субаровские двигатели SOHC – так это за доступность впускного тракта и топливной системы. А топливный фильтр? Не тойотовский, с вечно закисшими гайками и спрятанный глубоко в недрах моторного отсека, а легкодоступный, на шлангах и хомутиках.

«Двигатель – миллионник»
Фантастический ресурс субаровских моторов не более чем красивая легенда. К тому же они бывают весьма и весьма разными…

«Нормальные»
Двигатели малых объемов (EJ15#, EJ16#, EJ18#) не «миллионники», хотя вполне работоспособны и надежны – приличные моторы для автомобилей C-класса. С точки зрения производителя, унификация с большими братьями понятна, вот только… Ну, зачем нормальному человеку скромный мотор столь дикой компоновки? Даже к полутора литрам прилагаются две головки блока и «особенности» обслуживания оппозитов.

«Оптимальные»
Лучшие субаровские двигатели – это двухлитровые SOHC (EJ20E, EJ20J, EJ201, EJ202..). Здесь некоторая проблемность хотя бы компенсируется отдачей, а ресурс и мощность находятся в разумном балансе – по надежности они не уступают рядным тойотовским четверкам того же объема. Рассчитаны под 92-й бензин, аппетит имеют умеренный, и хотя доставят немало «приятных» минут при ремонте, в обслуживании весьма просты. На отрезке 200-250 тысяч пробега требуют стандартной переборки с заменой колец (без расточки), после чего получают на какое-то время «вторую жизнь».

«Средние»
Двухлитровые атмосферные двигатели DOHC EJ20D, EJ204… – фактически последние моторы, имеющие реальный запас прочности, но четыре распредвала на четыре цилиндра – это уже перебор. Дело с обслуживанием становится непростым: поменять свечи – уже проблема, при установке ремня ГРМ – вероятность ошибки больше в несколько раз, все работы по механической части – только после съема двигателя, бензин – 95-й…

«Хлам»
В первую очередь – это турбомоторы. Хотя почему же хлам? Задачу свою они выполняют – выложиться с максимальным напряжением и… «исчерпаться». Если эксплуатация типа «починил – погонял – в ремонт» выбирается осознанно, то вопросов нет. Но для «гражданской», а тем более повседневной машины они не годятся, поэтому наивны надежды получить одновременно и мощный, и живучий мотор. Про отменный бензиновый аппетит говорить излишне – все многочисленные лошадки хотят покушать.

EJ20G, EJ205 – базовые турбодвижки с ресурсом в 100-150 тысяч. Вот только «оживление переборкой», подобное хотя бы атмосферным субаровским моторам, не всегда получается. Обычно турбы заканчивают свои дни списанием – после обрыва шатуна, разрушения поршней, аварийного износа…

EJ20K, EJ206, EJ207, EJ208 – турбомонстры… и нежильцы, для которых 100 тысяч будут великолепным результатом. Часто эти автомобили убиваются уже первым владельцем – разумеется, что японский отморозок платил за свою бешеную табуретку двадцать-тридцать тысяч не для того, чтобы она пылилась в гараже, ожидая своего покупателя за границей.

Во вторую очередь непременно вспоминается двигатель DOHC EJ25, самый проблемный субаровский атмосферник – за счет неизбежных перегревов. В запасе к этому двигателю хорошо бы иметь коробку прокладок, стеллаж головок и плоскошлифовальный станок для регулярной правки покоробившихся плоскостей. После того, как обнаружилось, что подобный мотор нельзя больше активно выпускать на внешний рынок (засудят), появился и дефорсированный SOHC EJ252. Но в любом случае субаровские 2.5 традиционно получаются существенно капризнее своих 2-литровых коллег.

Итог? Если бы моторы Subaru и в самом деле были так великолепны, как порой говорят, то у них отсутствовали бы характерные для других проблемы и не возникали специфические, но увы… Да, субары обычно комплектуются более мощными двигателями, чем другие японские автомобили того же класса – это составляет единственное реальное преимущество машин с оппозитами. В остальном они не только не превосходят, но и зачастую уступают по надежности и живучести другим японским маркам.

«Двигатель 2.2 – абсолютно нормальный»
Согласен, не стоило его равнять именно с EJ25D, но как раз EJ22E положил начало ослаблению конструкции, возникновению перегревов и, что важнее, повышенной чувствительности к ним. Другой вопрос, что количество этих двигателей невелико на фоне обычных 2.0 и более современных 2.5, так что их особенности для публики малозаметны.
«Моторы 2.5 сильно грелись, но в 99-м году эту проблему официально признали и решили»
Слышали, слышали… Но вы помните, как именно и что именно решили? Правильно, автомобили внешнего рынка вместо страдающего от перегревов EJ25D DOHC получили низкофорсированный EJ251/2 SOHC (150-156 л.с. против 175 – столько выдавал EJ25D-DXDJE в 1997 году). Но на внутреннем рынке по-прежнему устанавливается наследник EJ25D, именуемый EJ254 DOHC (167 л.с.). То есть FHI не победили проблему, а решили пока не давать повода для жалоб требовательному к технике западному владельцу (причем не только в штатах, но и в Европе – где на менталитет владельцев и качество бензина жаловаться просто глупо).
«А движков EJ252 вообще никогда не было»
Стыдно утверждать такое и не знать, что двигатель EJ252-AWAWL, например, устанавливался в 1999-2001 годах на Legacy американского рынка.
«Почему про стоимость ремонта ничего не сказали?»
А стоит ли? Цена ремонта определяется уже не конструктивными особенностями, а индивидуальным подходом. Запросы конкретного мастера, его честность, где и какие берутся запчасти, насколько, в конце концов, запорот движок… В результате разброс получается огромным – от более чем бюджетных 300 за переборку старого доброго 2.0 (монтаж/демонтаж движка на авто – своими силами) до 2000 за поведенные головки EJ254 и рекордных 3500-4000 за ремонт турбированного агрегата форестера по категории «all inclusive».

«ОДК-Авиадвигатель» испытал новую композитную лопатку авиадвигателей — Российская газета

На «ОДК-Авиадвигатель» прошел первый этап испытаний вентилятора-прототипа двигателя ПД-35. Он уникален тем, что изготовлен не из металла, а из современных полимерных композитных материалов. Новые лопатки обеспечат снижение массы двигателя на 400 килограммов.

— Сегодня в магистральной авиации полностью доминируют и будут доминировать в ближайшие десятилетия двухконтурные двигатели. Успех эффективной работы самолета закладывается именно в них, за счет их высокой двухконтурности. Для любого летательного аппарата снижение массы самого самолета и двигателя — это вопрос номер один, — говорит управляющий директор — генеральный конструктор «ОДК-Авиадвигатель» Александр Иноземцев. — Первый двигатель высокой двухконтурности — ПД-14 — не состоялся бы и не был бы способен конкурировать с американскими двигателями, если бы мы не совершили технологический прорыв, создав пустотелую титановую лопатку вентилятора. Технология и конструкция созданы, запатентованы. Построен завод в Уфе, который сегодня серийно производит эти лопатки для ПД-14.

Следующий шаг, говорят на предприятии, это снижение массы вентилятора двигателя ПД-35, который вдвое больше ПД-14. Чтобы российские, пермские двигатели встали в один ряд с основными конкурентами, а это Rolls-Royce и General Electric, нужно освоить следующее технологическое направление и сделать лопатку еще легче, чем пустотелая титановая. Сделать ее композитной. Для сравнения: переход от сплошной лопатки на пустотелую дал примерно 30-процентное снижение массы узла. Переход на композитные материалы даст еще 30 процентов. А это два-три десятка пассажирских мест в летательном аппарате.

— За таким технологическим прорывом стоят годы работы институтов, предприятий. Американцы, например, шли к этим технологиям 20 лет. Вообще, в мире подобные технологические скачки совершаются один раз в 10-15 лет. Мы в этом направлении идем быстрее. Не скажу, что проблема решена, мы в самом начале пути, — отметил Александр Иноземцев. — Но совершен очень серьезный прорыв: создана конструкция и технология новой лопатки, изготовлены первые опытные комплекты, проведены необходимые испытания, что позволило собрать двигатель с лопатками из ПКМ и начать стендовые испытания.

Как отмечают на «Авиадвигателе», без научно-технического задела, который создавался в Центральном институте авиационного моторостроения (ЦИАМ) в течение довольно длительного времени, прорыв в технологиях был бы невозможен. Огромный вклад внес Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов, где разрабатывались новые материалы. В результате в Перми на базе научно-образовательного центра авиационных композитных технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета открылось фактически опытное производство, на котором освоили технологию изготовления композитных лопаток вентилятора.

Александр Иноземцев: В будущем году, надеюсь, состоится полет ПД-14 с лопатками из ПКМ на летающей лаборатории Ил-76ЛЛ. Фото: «ОДК-Авиадвигатель»

— Изолированная лопатка прошла весь необходимый цикл испытаний, прежде чем встать на двигатель. Изготовлено около трех десятков опытных образцов, которые подвергались разного рода тестам. Мы их ломали, рвали, трясли… Теперь собран двигатель с этими лопатками, начинаются стендовые испытания. В августе проведем разгонные испытания в ЦИАМ, затем дополнительные исследования, связанные с устойчивостью лопатки к попаданию птиц, льда, других посторонних предметов, и в будущем году, надеюсь, состоится полет ПД-14 с лопатками из ПКМ на летающей лаборатории Ил-76ЛЛ, — сказал Александр Иноземцев.

Надо отметить, что до последнего времени секретом разработки и строительства полимерных лопаток владели только три страны: Великобритания, США и Франция. Россия стала четвертой.

— Создание двигателя в классе 25-50 тонна-сил, а речь идет о ПД-35 — грандиозная задача, она по плечу только высокоразвитым странам. Для этого необходимо освоить два десятка критических технологий, одна из главных — как раз создание лопатки вентилятора из полимерных материалов, — отметил заместитель гендиректора — руководитель приоритетного технологического направления «Технологии двигателестроения» ОДК Валерий Гейкин. — Это определяющая технология, говорящая в принципе о том, сможем мы создать такой двигатель или нет. Учитывая, что времени у нас было не так уж много, к тому же мы находимся под санкциями — никакое оборудование, никакие разработки до нас не доходят, все пришлось делать самим. Первые испытания показали, что мы на правильном пути и можем делать такие лопатки. Считаю, что мы ни в чем не уступаем в технологиях западным аналогам. Да, у них опыт серийного производства, а мы только начинаем эту работу. Но дорогу осилит идущий. И по итогам наши двигатели ни в чем не будут уступать «одноклассникам». .

Кстати

Из полимеров будут делать и мотогондолу перспективного двигателя ПД-35. По словам Александра Иноземцева, отечественные производители самолетов утратили эти компетенции, поэтому на «Авиадвигателе» решили: нужно делать самим — и создали мотогондолу двигателя ПД-14. Примерно 60 процентов ее массы — это именно композиты. А для ПД-35 изготовят мотогондолу, состоящую из углепластиков на 80-90 процентов. Причем уже следующего технологического поколения. Это тоже будет технологический прорыв, и пермские двигателестроители намерены совершить его в ближайшее время.

На правах рекламы

Инновации Gibbs Quadski HSA, двигатель, система подвески, водомет, композитный корпус

Разработанная компанией «Gibbs sports amphibians inc.» технология HSA (High Speed Amphibian) позволяет легко перемещаться как по земле, так и по воде амфибиям Gibbs Quadski. Компания «Gibbs Amphibians» («GIBBS») проинвестировала развитие ряда групп технологий, что привело к реализации проекта HSA. Прогрессирующие технологии в автомобильной индустрии и кораблестроении привели к слиянию собственных разработок компании «GIBBS». К их числу можно отнести водомет (водяной насос), композитный корпус и систему подвески. Благодаря компании «Gibbs» мы получили новый виток эволюции в группе амфибий.

Двигатель «BMW» с высокими эксплуатационными характеристиками

Гидроквадроцикл «Quadski» выпускается на заводе «Gibbs» с бензиновым двигателем, который разработан компанией «BMW Motorrad’s» («Bayerische Motoren Werke Motorrad» — в переводе, «Баварский мотоциклетный моторный завод»), модель K1300. Движение по воде обеспечивается путем работы двигателя BMW в сочетании с запатентованным водометом «Gibbs». Quadski развивает скорость 72 км/ч на суше и на воде. Благодаря облегченному композитному корпусу, оптимизированным габаритным размерам и низкому центру тяжести, обеспечиваются высокие технические показатели, устойчивость гидроквадроцикла на воде и на суше, безопасность и комфорт поездки.

Композитный корпус

Облегченный композитный корпус Quadski выполнен по специально разработанной технологии Gibbs HSA.
Корпус Quadski очень прочный, изностойкий, облегченный и бесшовный.
Это обеспечивает отличную маневренность, управляемость и хорошее сцепление с любой поверхностью. Эксклюзивный дизайн корпуса обеспечивает высокие гидродинамические показатели.

Водомет (водяной двигатель)

Водометный движитель «Gibbs» более легкий и компактный по сравнению с другими современными водометами, обеспечивающий высокий уровень тяги и отличную маневренность на воде гидроквадроцикла Gibbs Quadski.
Работа водомета реализует высокую степень маневренности и на малых скоростях, и при движении задним ходом, и в тоже время, обеспечивая крейсерский режим работы двигателя на глиссирующей скорости. Технология водяных двигателей «Gibbs» позволяет разогнать Quadski до скорости глиссирования за считанные секунды.

Подвеска

Независимая система подвески обеспечивает отличную плавность хода, управляемость на суше и имеет выдвижную систему, т.о. убирается в воде. Полная трансформация колес занимает 4 секунды, после нажатия кнопки.

Промышленное применение магнита ферритовый магнит композитный форма дуги постоянного тока Двигатель BLDC магнит керамический магнит

Вам наверное нравятся

Основная Информация

Номер Моделя.

HS-FR-109

Сертификация

RoHS , CE , ISO9001

Тип

Постоянный

Кристаллографической анизотропии

Анизотропной магнит

Применение

магнит диктора , промышленный магнит , магнит ювелирных изделий , соленоид , магнит moto

Дополнительная Информация

Торговая Марка

Honesun

Упаковка

White Box-Foam Box-Cartons-Pallet or Case

Стандарт

Ferrite Magnet

Происхождение

China

Код ТН ВЭД

8505190090

Производительность

100tons/Month

Описание Продукции

Отправить ваш запрос напрямую данному поставщику

Люди, которые посмотрели это, также посмотрели

Быстрый Поиск Продуктов

Рекомендовать Поставщиков & Заводы:

Это двигатель будущего? Подробно с Матти Хольцбергом и его композитным блоком двигателя

Углеродно-волокнистые композиты проникли практически в каждый уголок современного суперкара. У нас есть карбоновые несущие сердечники, карбоновые керамические тормозные диски и панели кузова, усиленные углеродным волокном. Доводя этот подход до крайности, конструкторы Формулы-1 уже давно используют литые детали подвески, крыла и корпуса трансмиссии из углеродного волокна.Современные рули F1 даже сделаны из этого легкого и жесткого материала, чтобы сэкономить несколько унций.

По иронии судьбы, самая тяжелая часть практически каждого автомобиля — блок двигателя — является одним из последних элементов, ожидающих перехода с металла на формованное углеродное волокно. Появляется инженер из Флориды Матти Хольцберг. Последние четыре десятилетия он работал над созданием сверхлегкого пластикового двигателя, обладающего достаточной выносливостью, чтобы заменить блоки двигателя, сделанные из чугуна или алюминия. Стратегически используя вставки для выдерживания высокой температуры и сосредоточенных нагрузок, он разработал композитный блок двигателя, который может быть готов к отправке литого металла по пути хлыста багги.

После многих лет экспериментов с различными смолами, армированными стекловолокном, Хольцберг недавно расширил сферу своей деятельности, включив более дорогие материалы из углеродного волокна. Понимая, что заядлое гоночное сообщество всегда стремится получить конкурентное преимущество в снижении веса, он знал, что существует рынок композитных блоков цилиндров, способных уменьшить вес на несколько фунтов. Потворствуя своим лучшим предпринимательским инстинктам, он приобрел инструменты и настроил свою лабораторию в Уэст-Палм-Бич, чтобы отлить первую дюжину усиленных углеродным волокном блоков двигателей, сделанных по образцу Ford 2.0-литровый двигатель Duratec.

По словам Хольцберга, его форма представляет собой алюминиевый пазл из шести частей, состоящий из базовой пластины, четырех боковых панелей и верхней крышки. Внутри помещается съемный сердечник, образующий водяную рубашку, маслостоки и основную масляную камбуз. Во время сборки пресс-форма также загружается различными алюминиевыми деталями: 71 резьбовой вставкой и пятью опорами коренных подшипников. После заливки четыре сиамских цилиндра помещаются в водяную рубашку.

После подготовки формы эпоксидная смола и углеродные волокна длиной 6 мм перемешиваются в промышленном смесителе.Полученное тесто, имеющее консистенцию овсянки, слегка подогревают, а затем выливают в форму. Осталось застыть в течение двух часов, хотя Хольцберг добавляет, что незначительные процедурные изменения позволят отформовать блок всего за пять минут.

Одним из атрибутов, связанных с этим точным процессом формования, является то, что композитные поверхности не требуют отделочных операций и требуется минимальная механическая обработка. После отливки седла коренных подшипников растачиваются по прямой, а цилиндры обрезаются для размещения гильз.Хольцберг планирует перейти на покрытие плазменным напылением молибдена вместо алюминиевых гильз цилиндров, чтобы уменьшить количество дополнительных фунтов. Это повысит экономию веса по сравнению с алюминиевым блоком с 18,2 фунтов до более чем двадцати фунтов.

Хольцберг добавит несколько компонентов из углеродного волокна с болтовым креплением, таких как масляный поддон, крышка распредвала, впускной коллектор и топливная рампа, чтобы создать комплект, который он намеревается предложить гонщикам. После покупки комплекта каждый клиент может поручить своему любимому производителю двигателей собрать комплект в соответствии с конкретными гоночными или раллийными потребностями.

Хольцберг еще не установил цену на свой двигатель из углеродного волокна, но маловероятно, что многие владельцы Ford Focus будут заинтересованы в том, чтобы тратить 2500 долларов (или больше) на фунт сэкономленного веса.

1907–1909 Бельгийский химик доктор Лео Бэкеланд разработал бакелит, первый в мире коммерчески успешный пластик. Бильярдные шары, пластинки со скоростью вращения 78 об / мин и корпуса для телефонных разговоров были одними из первых приложений.

1930-е годы Энтузиаст сои Генри Форд начал устанавливать пластиковые детали в свои автомобили. Кнопки звукового сигнала, ручки переключения передач, внутренние дверные ручки и распределительные головки были отлиты из муки, полученной из соевых бобов, выращиваемых на фермах Форда.

1940 Предвидя дефицит стали во время Второй мировой войны, Генри Форд заказал полный кузов автомобиля из литого пластика. На демонстрации 1941 года он ударил топором свой личный «Форд», у которого была пластиковая крышка багажника.Топор отскочил, не повредив панель.

1953 Chevrolet начинает выпуск корветов с кузовами из армированного стекловолокном пластика. Было продано более 1,5 миллиона штук.

1969 Матти Хольцберг прочитал статью в техническом журнале в публичной библиотеке Хакенсак, штат Нью-Джерси, о новом пластике, предположительно достаточно прочном, чтобы выдерживать суровые условия, существующие внутри автомобильных двигателей. Хольцберг получил образец французского материала, из которого он сделал экспериментальный поршень.После 20 минут работы в двигателе Austin Mini тепло сгорания прожигло отверстие в головке его первого пластикового поршня.

1970-е годы Хольцберг изготовил и продал сверхлегкие пластиковые поршни, теперь увенчанные алюминиевыми коронками, для гоночного использования.

1979 Хольцберг основал Polimotor (сокращение от полимерного двигателя) для разработки первого в мире двигателя с интенсивным содержанием пластмасс.

1980 После запуска первого двигателя Хольцберга журнал Automotive Industries поместил его на обложке.

1982 К тому времени, когда вмешался Popular Science , Polimotor второго поколения Хольцберга выдавал 300 л.с. и весил 152 фунта по сравнению с 88 л.с. и 415 фунтами у современного двигателя Ford Pinto.

1984 — 1985 Спортивный автомобиль Lola с двигателем Polimotor и при поддержке Amoco Chemical участвовал в полдюжине шоссейных гонок IMSA Camel Light с лучшим финишем третьим на Лайм Рок. Единственной серьезной неисправностью был сломанный шатун (приобретенный у поставщика).

1986 Доказав свою надежность в гонках, Хольцберг сосредоточил свое внимание на массовом производстве. Убрав Amoco, он перешел с Torlon на более доступную фенольную смолу, первый коммерческий полимер и материал, который Генри Форд использовал для связывания своих соевых волокон.

1990 Хольцберг основал компанию Composite Castings, которая сейчас находится в Уэст-Палм-Бич, Флорида.

1992 После успешного использования композитных монококов, армированных углеродным волокном, в Формуле 1, McLaren Cars представила трехместное купе F1 для использования на дорогах.

1998 –2002 Хольцбергу были выданы три патента на технологию, относящуюся к литью из фенольной или эпоксидной смолы, армированной стекловолокном. Более десятка лицензиатов сейчас используют его технологию для быстрого прототипирования и других приложений.

2009 Composite Casting заключила стратегическое партнерство с поставщиком смолы Huntsman Chemical.

2010 Подписано стратегическое партнерство с поставщиком углеродного волокна Toho Tenax Americas.

2011 Компания Composite Castings произвела дюжину экспериментальных версий 2,0-литрового четырехцилиндрового блока цилиндров Duratec компании Ford из углеродно-волокнистого композита.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Корпуса поршневых цилиндров двигателя из композитных материалов

К 2020 году корпуса поршневых цилиндров, формованные из полимерных композитов, будут использоваться в двигателях легковых автомобилей и мотоциклов, заменив используемые в настоящее время алюминиевые компоненты.Это прогноз SBHPP High Performance Plastics, бизнес-подразделения Sumitomo Bakelite North America Inc. (Гент, Бельгия, и Токио, Япония). В частности, SBHPP исследовала литые под давлением корпуса цилиндров, изготовленные из армированного стекловолокном фенольного компаунда для объемного формования (BMC), и утверждает, что он может обеспечить те же характеристики, что и литые под давлением алюминиевые детали, а также значительно снизить вес, шум двигателя и тепловое излучение. .

SBHPP недавно сотрудничал с Институтом химических технологий им. Фраунгофера (Пфинцталь, Германия) для формования испытательного композитного корпуса цилиндра для одноцилиндрового двигателя объемом 650 куб.Фенольная смола, армированная на 55% стекловолокном, была объединена со встроенными вставками и гильзой цилиндра из алюминия (теплопроводная гильза потребуется с корпусом BMC в двигателе с жидкостным охлаждением для рассеивания тепла сгорания). Деталь была произведена с помощью оптимизированного процесса литья под давлением, разработанного совместно с Fraunhofer, с продолжительностью цикла обработки 90 секунд.

Термодатчики

, установленные на выпускной, приводной и впускной сторонах композитной детали, показали значительно более низкую температуру во время работы двигателя, чем датчики на эталонном алюминиевом корпусе.Кроме того, композитный корпус стал на 20% легче, а акустические испытания подтвердили, что он также значительно снижает шум двигателя. Проект также показал снижение производственных затрат примерно на 10% при производстве до 30 000 деталей в год; SBHPP утверждает, что при более высоких объемах производства предполагаемое снижение затрат может быть еще более значительным.

Хендрик Де Кейзер, директор по маркетингу и технологиям SBHPP, отмечает, что снижение веса стало основным направлением деятельности автопроизводителей, которым все больше и больше приходится стремиться к экономии топлива и сокращению выбросов.Он цитирует оценки жизненного цикла, которые показывают, что влияние компонентов фенольных композитов на окружающую среду в течение всего срока их службы ниже, чем у альтернативных алюминиевых компонентов.

SBHPP продает концепцию поставщикам двигателей и автопроизводителям и стремится, в конечном итоге, представить полностью композитный двигатель. «Через 3-5 лет корпуса цилиндров из композитных материалов станут реальностью», — добавляет Де Кейзер.

Если у вас есть вопросы, обращайтесь к Стефану Тростеру из Fraunhofer ICT: [email protected]

Институт химической технологии им. Фраунгофера ICT
Joseph-von-Fraunhofer Strasse 7

76327 Пфинцталь, Германия

Композитов в двигателях коммерческих самолетов, 2014-2023 гг.

Самолеты — творения экономики. Коммерческие транспортные самолеты перевозят пассажиров и грузы по всему миру за часы, но только в том случае, если они приносят прямую прибыль авиакомпаниям, которые на них летают.Бизнес-джеты приносят прибыль коммерческим предприятиям, хотя и косвенно, за счет того, что они делают то же самое для корпоративных руководителей, стремящихся к росту. Не подвергаясь оценке прибылей / убытков, военные самолеты, тем не менее, перевозят войска и оборудование и обеспечивают быструю и далеко идущую вооруженную оборону за счет прибыли, с трудом завоеванной теми, кто платит налоги, пошлины и пошлины правительствам, которые их направляют. Хотя эти летательные аппараты сильно различаются по мощности и возможностям, их объединяет то, что их эксплуатация сопряжена с растущими — и потенциально неприемлемыми — расходами для их владельцев.

Сегодня ни один из аспектов эксплуатационных расходов воздушного судна не кажется таким большим, как потребление топлива, или его легче решить. С 1990 г. стоимость авиакеросина росла в среднем на 7,7% в год. В результате он стал основным центром затрат, особенно для коммерческих авиаперевозчиков. На рубеже тысячелетий, по мнению International Air Transport Assn. (ИАТА, Монреаль, Квебек, Канада) на топливо приходилось 13-15% прямых эксплуатационных расходов. К 2006 году он вырос почти до 30%.В настоящее время на топливо приходится 33-40% глобальных расходов авиакомпаний, и даже при несколько умеренном росте цен они могут вскоре вырасти до 50% и более.

В ответ на обеспокоенность коммерческих перевозчиков производители самолетов посвятили десятилетия исследованиям снижения стоимости эксплуатации и владения самолетами. Эти усилия в совокупности привели к некоторым значительным улучшениям. С 1980 года средний расход топлива на самолет-километр снизился на следующие проценты:

• Региональные турбовинтовые 22%

• Региональные самолеты 35%

• Однопроходные форсунки 35%

• Двухфюзеляжные форсунки 27%

• Джамбо-джеты 9%

Ожидается, что благодаря постоянному совершенствованию конструкции самолетов и двигателей новейшие версии некоторых из наиболее успешных конструкций самолетов — коммерческих узкофюзеляжных транспортных средств (110-210 пассажиров) — будут почти на 50% более эффективными, чем аналогичные самолеты, представленные в 1980-х годах (см. Инжир.1, слева). Примеры включают предстоящий Airbus A320 neo , Boeing 737 MAX и Bombardier CSeries .

Благодаря дополнительным стратегиям экономии, ИАТА сообщает, что в период с 1990 по 2012 годы ее авиакомпании-члены смогли повысить свою общую эффективность на 46% — значительно больше, чем указанная выше эффективность в расчете на один самолет. Некоторые дополнительные выгоды можно получить за счет усовершенствованной операционной практики. Замена старых самолетов в парке авиакомпаний более новыми моделями с улучшенной аэродинамикой и более эффективными двигателями стала самым большим подспорьем в усилиях авиакомпаний по предотвращению миллиардов долларов затрат на топливо для флота.Это одна из причин того, что производители коммерческого транспорта смогли продолжить наращивать производство и продажи за последние несколько лет, несмотря на тяжелые экономические условия.

Конструкция приводов КПД

Рынок реактивных двигателей охватывает широкий ассортимент продукции, развивающей тягу от 2700 до 163 000 Нм. В целом, те, которые рассматриваются в этом обзоре, относятся к подклассу ТРДД . Несмотря на то, что существует множество вариаций, турбовентиляторные двигатели имеют большую секцию вентилятора, установленную на передней части основной турбины, с дополнительной турбиной в задней части, все они соединены приводным валом (см.рис.2).

Турбореактивный двухконтурный двигатель создает тягу от двух источников: секции вентилятора и основной турбины. Часть поступающего воздуха, захваченного на входе в двигатель, подается в ступени компрессора низкого и высокого давления основной турбины и далее в камеру сгорания, где сжатый воздух и топливо смешиваются и воспламеняются. По мере расширения образовавшегося высокотемпературного газа он вращает установленные сзади турбины высокого и низкого давления, которые приводят в действие передний вентилятор и компрессор, а затем обеспечивает движущую силу на выходе из выхлопной струи.Однако большая часть тяги турбовентиляторного двигателя создается за счет поступающего воздуха, который отклоняется вокруг компрессора и турбины. Разница между объемом воздуха, проходящего через компрессор, и воздухом, подаваемым в него, выражается как «коэффициент обхода». Байпасная тяга не требует прямого сжигания топлива. Поэтому в стремлении снизить эксплуатационные расходы производители двигателей неуклонно увеличивали коэффициенты двухконтурности, особенно в семействах двигателей, которые используются в больших транспортных самолетах (см.рис.3). В целом, чем больше коэффициент байпаса, тем выше топливная эффективность, особенно на дозвуковых скоростях.

Однако более высокие коэффициенты байпаса приводят к увеличению секций вентиляторов и, в свою очередь, к более тяжелым турбовентиляторным двигателям. Например, семейство двигателей CF6 компании GE Aviation (Цинциннати, Огайо, США) было введено в эксплуатацию в 1973 году с байпасным соотношением 5: 1. Секция вентилятора CF6 составляет 20% от общей массы двигателя (~ 4090 кг). Новый ТРДД GEnx, который производит примерно такую ​​же тягу, имеет коэффициент двухконтурности 10: 1.Его вентилятор составляет 30% от веса двигателя 5 807 кг. Каждый килограмм, добавленный к секции вентилятора, требует 2,25 кг дополнительной опорной конструкции в двигателе и крыле самолета.

Конструкция приводов композитов

Чтобы уменьшить увеличение веса, производители авиационных двигателей заменили металл композитными материалами (см. Рис. 4). На протяжении 1980-х и 1990-х годов применение композитов в авиационных двигателях было относительно ограниченным. Более половины общего объема композита непосредственно связано с компонентами гондолы, такими как реверсоры тяги, акустические гильзы, каскады, дверцы блокираторов, обтекатели радиальных приводов и обтекатели.На некоторых моделях арамидные волокна (часто в виде лент из сухого волокна) использовались для усиления алюминиевых корпусов вентиляторов. Композитные носовые обтекатели, различные воздуховоды и воздушно-масляные уплотнения двигателя также были довольно распространены (см. Рис. 5).

Когда он был введен в эксплуатацию в 1995 году, в двигателе GE90 GE90 были применены многие более современные материалы и обработка методом литья под давлением (RTM) для внедрения ряда новых композитных компонентов, в первую очередь, больших лопастей вентилятора, изготовленных из сотен слоев углеродного волокна с промежуточным модулем упругости. препрег.С тех пор композитные лопасти, кожухи вентилятора, байпасные каналы, лопатки статора и множество менее привлекательных деталей и кронштейнов стали обычным явлением не только в коммерческих самолетах, но также в деловых и военных самолетах.

Композиты с разлетом внешнего вида

На основании данных, собранных Composites Forecasts and Consulting LLC (Меса, Аризона, США) в поддержку недавнего прогноза производства реактивных, турбовинтовых и поршневых самолетов в течение 2014-2023 годов, по нашим оценкам, 67 710 турбореактивных реактивных двигателей будут необходимо для поддержки ожидаемого мирового производства самолетов (см. рис.6). Почти 47% этих двигателей предназначены для дальних коммерческих перевозок. Бизнес-джеты займут следующее по величине число, составляя около 37% рынка. Региональные (ближнемагистральные) самолеты составят около 5% этих поставок. Военным самолетам, включая истребители и реактивные беспилотные летательные аппараты, потребуется 11% — около 7200 ТРДД (плюс некоторые наземные запчасти). Годовое производство двигателей неуклонно росло с 2005 года — в 2014 году было поставлено более 5 800 единиц двигателей — и ожидается, что пик будет достигнут в период 2018-2019 годов.

Ожидается, что двигатели и окружающие гондолы будут израсходовать более 16 320 тонн готовых компонентов, в том числе из металлов, композитов и других материалов, только в течение 2013 года. Из этого общего количества композиты составили 1542 тонны разлетающейся массы, что является значительным увеличением по сравнению с примерно 454 млн тонн, поставленных в 2005 году. Спрос на композитные компоненты авиационных двигателей в 2014 году составит почти 1680 тонн, и мы консервативно прогнозируем рост до более чем 2765 тонн. МП в год к 2023 году — по известным заявкам.Композитные материалы в настоящее время составляют около 9,5% от общего веса двигателя. По мере развития рынка в ближайшие годы ожидается, что эта цифра достигнет около 15%. А в ближайшие 10 лет наше исследование показывает, что 23 587 тонн полимерных композитных конструкций будет произведено для поддержки программ авиационных двигателей. Это составляет 16,2 миллиарда долларов США на рынке.

Почти 85% этого тоннажа, связанного с двигателями, предназначено для дальнемагистральных коммерческих самолетов. Ожидается, что на долю региональных реактивных программ придется около 3%.Бизнес-джеты будут потреблять еще 8%, а военные — 4%.

Примечательно, что почти половина прогнозируемого общего количества предназначена для использования в семействах CFM 56 и LEAP 1 компании CFM International (Мелун, Франция), которые широко используются для питания самолетов A320 и B737, и вскоре будут установлены на борту новых самолетов MS-21 и C919 узкофюзеляжный транспорт. CFM International — совместное предприятие GE (Эвендейл, Огайо, США) и SNECMA (Куркурон, Франция, подразделение SAFRAN), поэтому неудивительно, что GE является следующим по величине потребителем компонентов двигателей из композитных материалов.Вместе CFM и GE составят около 72 процентов от общего спроса на композиты для авиационных двигателей. Однако в следующие несколько лет, как ожидается, на семейства двигателей Rolls-Royce (Лондон, Великобритания) Trent и Pratt & Whitney (Ист-Хартфорд, Коннектикут, США) будет приходиться значительная часть 28% баланса.

Большинство авиадвигателей, рассмотренных в данном исследовании, произведены европейскими и североамериканскими производителями. Наши исследования показывают, что последние в настоящее время контролируют львиную долю от общего объема добычи, составляя ~ 60% тоннажа, произведенного в 2014 году.Франция через группу SAFRAN владеет около 30% акций; Япония, Ирландия, Италия, Испания, Бельгия и Австрия делят большую часть оставшихся 10%.

Многие производители двигателей обладают значительными собственными производственными мощностями по производству композитных материалов. GE Aircraft Engines, например, имеет предприятия в США в Бейтсвилле, штат Массачусетс, Ньюарк, Делавэр, Балтимор, Мэриленд, Эшвилл, Северная Каролина, и Эллисвилле, штат Мэриленд, а также совместные предприятия. Сообщается, что Rolls-Royce приобрела большое количество небольших машин для укладки волокон для производства лопастей вентиляторов из композитных материалов для будущих платформ двигателей.В число известных поставщиков в сегменте композитных материалов для двигателей входят следующие (с указанием доли рынка):

• Albany Engineered Composites Inc. (Рочестер, штат Нью-Хэмпшир, США) 12,8%

• C-Fan (Сан-Маркос, Техас, США) 8,7%

• Nexcelle (Цинциннати, Огайо, США) 8,8%

• GKN Aerospace (Вустершир, Великобритания) 6,0%

• Aircelle (Гонфревиль-л’Орше, Франция) 3.9%

• FACC AG (Рид, Австрия) 3,6%

Основываясь на существующих приложениях и текущей доле работ, производители в США готовы значительно увеличить свои доли рынка в течение прогнозируемого периода.Ожидая, что доллар США останется слабым по отношению к основным валютам Европы и Азии, мы ожидаем, что к 2023 году североамериканские производители будут контролировать 70% рынка.

Процессы и материалы

Традиционно преобладающий метод ручной укладки и отверждения препрега в автоклаве остается наиболее часто используемым методом производства композитных компонентов двигателя. Намотка из волокна также имеет долгую историю, но играет гораздо меньшую роль в авиационных двигателях, поскольку используется для изготовления удерживающих лент из арамидного волокна, которые окружают корпуса вентиляторов.

Подобно производителям других конструкций самолетов, производители двигателей давно стремились снизить производственные затраты и максимизировать производительность и эффективность производства. Эти поиски привели к разработке процессов автоматической укладки ленты (ATL), автоматического размещения волокон (AFP) и инфузии для крупных первичных структур. Но последние были привлечены к методам, более применимым к относительно небольшим, но более сложным деталям двигателя. В качестве примера можно привести LEAP 1 CFM (см. Фото слева), который, как ожидается, будет введен в эксплуатацию в конце этого десятилетия.Отдельно размещенные слои препрега, отверждаемые в автоклаве, были заменены в лопастях вентилятора на трехмерные тканые текстильные преформы, обработанные RTM. Эта стратегия снижает сложность композитных деталей и значительно сокращает цикл отверждения, снижая стоимость единицы сэкономленного веса.

Рис. 8 показывает, что процессы автоклавирования / препрега и RTM (последние составляют почти 30% производства) будут продолжать доминировать на рынке по сравнению с прогнозом. Хотя RTM зарекомендовал себя как наиболее адаптируемая альтернатива обработки, многоосное компрессионное формование становится жизнеспособным средством для формования некоторых более мелких компонентов, включая платформы вентиляторов и, что, возможно, более интересно, реверсоры тяги — применение, в котором исторически преобладали поставщики из Японии.

Что касается армирования волокном, то наше исследование показало, что стеклянные, углеродные и арамидные волокна будут по-прежнему использоваться в слоистых материалах для компонентов двигателя. Арамид, как уже отмечалось, укрепит корпуса вентиляторов. Стекловолокно в настоящее время используется в основном в акустических панелях, встроенных в гондолы. Углеродные волокна со стандартным модулем упругости будут продолжать укреплять некоторые элементы гондолы, но высокопрочные углеродные волокна со стандартным модулем и промежуточным модулем упругости вместе будут составлять около 94% из 12 474 млн тонн необработанного волокна, предназначенного для этого рынка в ближайшем будущем. 10 лет.Одно только высокопроизводительное волокно с промежуточным модулем упругости удовлетворит примерно 83%, или 10 400 метрических тонн, прогнозируемого спроса на волокно.

В этом исследовании также рассматривались матричные смолы. По нашим оценкам, в течение ближайшего десятилетия для поддержки препрега, жидких смол RTM и формовочных смесей, используемых для производства конструкций двигателей, потребуется 7 530 тонн полимерных материалов. Ожидается, что стандартные и упрочненные эпоксидные смолы (отверждение 121 ° C и отверждение 176 ° C) будут преобладать, что составляет около 93% от общего количества, за ними следуют бисмалеимид и полиимид.Учитывая высокотемпературные применения в двигателях, в этом исследовании также отслеживалось использование цианатных эфиров, фенолов, бензоксазинов, фталонитрилов и термопластов, но только термопласты появились в любом значительном количестве, в основном для кронштейнов двигателя и для новых применений реверсоров тяги.

Дальнейший план полета

В результате продолжающегося ценового давления на эксплуатантов самолетов рынок композитных компонентов авиационных двигателей почти утроился с 2005 года.Долговечность и превосходные механические характеристики композитов из углеродного волокна, в частности, сыграли важную роль в обеспечении производства турбовентиляторных двигателей с большим байпасом за счет более крупных лопастей вентилятора и более легких поддерживающих и окружающих компонентов в более крупных секциях вентилятора. Основываясь на растущих темпах производства самолетов, особенно для коммерческих самолетов, наша ранее отмеченная (и консервативная) оценка в 2014 году почти 1680 тонн композитных компонентов двигателя на сумму более 1,1 миллиарда долларов США вырастет к 2023 году до более чем 2665 тонн конструкций. стоимостью 1 доллар США.7 миллиардов. В совокупности в прогнозном периоде 2014-2023 гг. Будет изготовлено около 23 586 тонн композитных материалов для двигателей.

Это придаст значительный импульс росту производителей деталей двигателей из композитных материалов и их соответствующих цепочек поставок. Поставщикам материалов необходимо будет увеличить объемы производства сырья. После учета обрезки и отходов в производственных процессах наше исследование показало, что производителям потребуется около 33 113 тонн систем волокон и смол — в первую очередь углеродного волокна с промежуточным модулем упругости и систем с упрочненной эпоксидной смолой.В базовых ценах на сырье это составляет более 1,4 миллиарда долларов США от продаж. После преобразования в препреги, неплавкие преформы, формовочные смеси и другие формы промежуточных продуктов, стоимость продаж легко превысит 2 миллиарда долларов США.

В заключение, однако, мы должны отметить, что диапазон рабочих температур композитов с полимерной матрицей эффективно ограничивает их передней «холодной» частью двигателя. Хотя некоторые полимерные матрицы могут безопасно работать при температурах выше 177 ° C, большая часть веса двигателя по-прежнему сосредоточена в «горячей зоне» двигателя, где для сегментов турбины низкого и высокого давления рабочие температуры могут превышать 1315 ° C. — далеко за пределами возможностей даже самых экзотических полимеров.Высокая стоимость и производственные трудности, связанные с жаропрочными металлическими сплавами для этих применений, представляют собой большую цель для будущих усилий по снижению веса на основе керамики и композитов с керамической матрицей. В настоящее время разрабатываются для использования в LEAP 1 компании CFM, в кожухе ротора турбины, эти материалы, вероятно, найдут применение в других местах в ближайшие несколько лет, включая, например, выхлопные сопла и подшипники. Хотя степень, в которой эти новые материалы могут быть применены в широком спектре компонентов авиационных двигателей, еще предстоит определить, существуют значительные основания для экспериментов с двигателями.Фактически, потенциальные возможности для замены металлов композитами с керамической матрицей могут быть больше, чем те, которые уже заявлены композитами с полимерной матрицей.

Пример использования композитного двигателя Polimotor 2

22 июня 2016

Двигатель Polimotor 2 был изобретен известным автомобильным новатором Матти Хольцбергом, владельцем компании Composite Castings во Флориде, где эта концепция зародилась более 30 лет назад.Оригинальный двигатель Polimotor был далеко за пределами своего времени в том, что касается технологии композитов и трехмерной печати. Он не был полностью сделан из пластика, но открыл новые перспективы для автомобильных двигателей. Polimotor использовался в автомобиле Международной ассоциации автоспорта, который участвовал в гонках два сезона. Хольцберг был полон решимости однажды создать полностью композитный двигатель, и теперь это возможно с развитием композитных материалов. Arevo Labs и Solvay работали с Матти и командой Composite Castings, чтобы разработать идеальные материалы для этого двигателя Polimotor 2.Задача создания двигателя из всех композитных деталей — найти материал, способный выдержать все нагрузки, которые могут разрушить большинство материалов. Хольцберг и его команда создали материал из углеродного волокна, устойчивый к разрушению химическими веществами или высокими температурами. Они были первыми, кто напечатал настоящий углерод для использования в автомобильном двигателе. Используя углеродное волокно, они могли удовлетворить все требования к прочности материала, и в то же время весить примерно на 90 фунтов меньше, чем другие двигатели этого типа.Главный прорыв в управлении ориентацией материалов — это то, что позволило этим деталям быть достаточно прочными в требуемых для работы областях. Движущей силой этого проекта была растущая потребность в снижении веса двигателя в промышленности, что может быть достигнуто только с использованием композитных материалов. Хольцберг является пионером в этой области, и его исследования открыли дверь к гораздо более эффективной альтернативе двигателям. Однако в ближайшем будущем Polimotor 2 не будет доступен для потребительских автомобилей.Эта концепция еще не доведена до совершенства, и попытки массового производства такого сложного объекта, как двигатель, на трехмерном принтере, пока невозможны или недоступны. Однако в течение следующих 10-15 лет композиты начнут преобладать в автомобильной промышленности в качестве основного материала, используемого для автомобилей, из-за их преимуществ перед более тяжелыми металлическими деталями.

Ссылка на полную статью ниже:

http://arevolabs.com/wp-content/uploads/Design-2-Part_Feb February_2016.pdf

Категория: Пример, Информационный бюллетень

Пока комментариев нет.

RSS канал для комментариев к этому сообщению.

Композитные детали двигателя из углеродного волокна

Хотя снижение веса при проектировании и производстве автомобилей продолжается уже несколько лет, в области технологий трансмиссии облегчение было сложной задачей из-за функциональных требований, а также материалов и производства. ограничения.

Легкое транспортное средство из различных материалов (MMLV), разработанное Magna International и Ford Motor Company, является результатом проекта Министерства энергетики США DE-EE0005574.Проект демонстрирует потенциал облегчения пятиместного седана, сохраняя при этом характеристики транспортного средства и безопасность пассажиров. Были изготовлены опытные образцы автомобилей и проведены ограниченные полные испытания автомобиля. Конструкция автомобиля Mach-I, состоящая из имеющихся в продаже материалов и производственных процессов, позволила снизить полную массу автомобиля на 364 кг (23,5%), что позволило использовать 1,0-литровый трехцилиндровый двигатель, что привело к значительному улучшению окружающей среды и снижению расхода топлива.

Компания Ford Motor Company работала с поставщиком материалов, BASF Corporation, а также Montaplast GmbH, Hexion Inc. и WGS Global Services LC над проектированием и разработкой композитной передней крышки, масляного поддона и кулачкового каркаса из углеродного волокна на базе серийного Ford 1.0L I3. Двигатель EcoBoost. Передняя крышка с уменьшенной массой и масляный поддон были конструктивно достаточно прочными, чтобы выдерживать крепление подвески двигателя и соответствовать всем целевым показателям изгиба силового агрегата, присутствующим в серийном двигателе. Конечные детали значительно снизили вес на 24% для передней крышки и на 33% для масляного поддона.

В Cam Carrier используется композитный материал из углеродного волокна с инновационной конструкцией раздельной головки цилиндров, которая позволяет верхней части головки цилиндров, называемой опорой кулачка, поддерживать распределительные валы и компоненты клапанного механизма независимо от нижней части головки цилиндров. Разделение головки блока цилиндров позволяет использовать два разных материала, отвечающих требованиям функционального дизайна. Верхняя часть или опора кулачка обеспечивает снижение массы на 15%, а нижняя часть головки цилиндров отлита из алюминиевого материала, который выдерживает высокие пиковое давление в цилиндре, возникающее в двигателе GTDI.

Искусство инженерии: крупнейший в мире реактивный двигатель демонстрирует сложные кривые

Ник Крей не Пикассо, но его работы выставлены в Нью-Йоркском музее современного искусства. Десять лет назад дизайнерская коллекция MoMA взяла на вооружение композитную лопасть вентилятора от реактивного двигателя GE90, в создании которого участвовал Крей. Черные извилистые изгибы лезвия из оникса приятно смотреть, но для Края они уже не являются последним словом искусства. «Сейчас мы работаем над четвертым поколением этой технологии», — говорит Край.
Край работает инженером-консультантом по композитному проектированию в GE Aviation. В 1990-х годах он был частью гамбита GE, который сделал передний вентилятор своего самого большого реактивного двигателя из эпоксидной смолы и углеродных волокон.

Лопасти из материала, называемого композитом из углеродного волокна, позволили аэрокосмическим инженерам GE спроектировать GE90, который до сих пор остается самым большим и мощным реактивным двигателем в мире. Это также самая прибыльная машина GE Aviation. «Наши конкуренты делают вентиляторы для реактивных двигателей из титана и стали, и даже некоторые из наших сотрудников поначалу не были настолько горячими в использовании композитов», — говорит Крей.«Никто раньше этого не пробовал».

Инжиниринг настолько сложен, что и по сей день GE является единственной компанией, эксплуатирующей лопасти вентиляторов из композитных материалов. Они работают внутри двигателей GE90 и GEnx, которыми оснащены многие Dreamliner. Этот материал позволил инженерам GE разработать лопасти, которые позволили сделать двигатели более легкими и эффективными, что позволило авиакомпаниям экономить топливо, теряя драгоценные фунты стерлингов.

Сейчас Крей и его команда заняты строительством будущего. Они работают над четвертым поколением лопастей для GE9X, самого большого на сегодняшний день двигателя GE, разработанного исключительно для широкофюзеляжного реактивного самолета Boeing нового поколения 777X.

GE уже получила заказы и обязательства на 700 двигателей GE9x стоимостью 29 миллиардов долларов (прейскурантная цена) от нескольких растущих ближневосточных авиакомпаний, таких как Emirates, Qatar и Etihad, а также Lufthansa, Cathay Pacific и All Nippon Airways. В ноябре прошлого года на авиасалоне в Дубае Эмирейтс также подписала с GE Aviation контракт на 16 миллиардов долларов на обслуживание двигателей GE9X в течение десяти лет после их ввода в эксплуатацию.

Изображение вверху: GE90 используется на многих самолетах Boeing 777, включая этот самолет China Airlines.Вверху: рисунок двигателя GE9X. Если у GE90 22 лопасти вентилятора, то у GE9X всего 16 лопастей, сделанных из композитного углеродного волокна 4-го поколения. Изображение предоставлено: GE Aviation

В лопастях будет несколько новых компонентов, говорит Край. Они будут использовать более жесткие углеродные волокна, чтобы GE могла сделать их длиннее и тоньше. Их задняя кромка будет изготовлена ​​из специального структурного стекловолоконного композитного материала, который лучше поглощает энергию удара. «Углеродное волокно очень жесткое и не такое гибкое, поэтому, когда птица или что-то еще попадает в лезвие, оно создает ударную волну глубоко внутри него», — говорит Крей.«Но стеклопластик может лучше деформироваться и отклонять нагрузку на лезвие».

GE также заменит титановую переднюю кромку, которая в настоящее время используется в лопастях GE90 и GEnx, на стальную. «Это прочный материал, который позволяет сохранить тонкую форму нового лезвия для достижения максимальной производительности», — говорит он. «Если ты аэродромный парень, худее всегда лучше. Мы хотим максимально возможного результата ».

GE тестирует новую конструкцию лопастей GE9X на уменьшенном в масштабе испытательном стенде в Boeing.Изображение предоставлено: GE Aviation

Если у GE90 22 лезвия, а у GEnx 18, то у GE9X будет только 16, хотя он самый большой из трех. Помимо облегчения двигателя, меньшее количество и более тонкие лопасти также будут вращаться быстрее. «Это отлично подходит для общей производительности двигателя за счет согласования всей системы вентилятора низкого давления и турбины с максимальной производительностью», — говорит Край. «Это то, о чем просили инженеры».

Лезвия по-прежнему сохраняют свои красивые извилистые изгибы, прямую стреловидность, крючок вверху и живот в центре.Край говорит: «Это потрясающая технология».

Когда компания GE разработала лопасти вентилятора GE90 из углеродного волокна, она не начинала с нуля. В 1980-х годах компания разработала экспериментальный двигатель с открытым ротором GE36. В нем использовались лопасти из углеродного волокна в необычной гибридной конструкции, сочетающей в себе черты турбовентиляторных и турбовинтовых двигателей.

GE36 был первым двигателем GE с композитными лопастями. Но они были снаружи. Изображение предоставлено: GE Aviation

Хотя двигатель продемонстрировал экономию топлива более чем на 30 процентов по сравнению с обычными реактивными двигателями аналогичного размера, он не прижился.

В лаборатории проблем было предостаточно. Типичные титановые лезвия поглощают энергию и выпирают при столкновении с препятствиями, такими как птица. Но обычные композиты могут расслаиваться и ломаться. «Мы не знали, как этот новый материал будет реагировать на стресс», — говорит Крей.

Команда провела сотни интенсивных тестов, имитирующих столкновения с птицами, дождь, снег и град в учебном лагере GE в Пиблсе и на базе ВВС США Райт Паттерсон в Огайо. «Мы тестировали почти ежедневно и вносили изменения на основе того, что узнали, — говорит Крей.«Результаты вселили в нас огромную уверенность в материале, когда мы увидели, насколько он долговечен».

К 1993 году у команды был подходящий материал и конструкция лезвия, но это было далеко не сделано. Им еще предстояло это сделать. GE Aviation объединилась со своим европейским партнером по производству реактивных двигателей Snecma. Французская аэрокосмическая компания имеет опыт создания высокотехнологичных композитов. Они создали совместное предприятие под названием CFAN и построили новый завод по производству композитов в Сан-Маркосе, штат Техас.

Даже с помощью сделать лезвие было непросто.«Производство композитов остается ручным процессом, — говорит Край. «Материал претерпевает химические изменения и имеет тенденцию перемещаться. Мы должны были научиться делать это правильно ».

Каждый двигатель GE90 имеет 22 лопасти из углеродного волокна. Двигатель GE90-115B по-прежнему остается самым большим и самым мощным реактивным двигателем в мире. Изображение предоставлено: GE Aviation

Рабочие осмотрели каждое лезвие с помощью рентгеновских лучей, ультразвука, лазера и других инструментов на предмет дефектов. Изначально сдали только 30 процентов.(Текущая доходность составляет около 97 процентов.)

Техасские рабочие изучали не только композиты. GE также должна была объяснить материал регулирующим органам и даже Boeing, который хотел использовать его на своем дальнемагистральном самолете 777. Первый должен был покинуть завод в 1995 году. «Помимо всего прочего, мы бежали со временем», — говорит Край. «Это была очень крутая кривая обучения».

В конечном итоге ставка окупилась. Несмотря на то, что двигатель GE90 имел диаметр вентилятора 128 дюймов, что больше, чем у его предшественников, композиты уменьшили вес машины на 400 фунтов.Диаметр вентилятора GE9X будет 134 дюйма.

Изображение самолета Боинг 777-9 с двигателем GE9X. Изображение предоставлено: GE Reports

Федеральное управление гражданской авиации сертифицировало двигатель и составные лопасти в феврале 1995 года. «Двигатели по существу открыли миру возможность для невероятно эффективных, двухмоторных и широкофюзеляжных самолетов», — говорит Дэвид Джойс, президент и генеральный директор GE Aviation.

Двигатель не постеснялся показать свою мощность и грацию. В декабре 2002 года версия двигателя GE90-115B была занесена в Книгу рекордов Гиннеса как самый мощный из когда-либо построенных реактивных двигателей, создавая тягу, превышающую 127 000 фунтов — больше, чем у двигателей ранних космических ракет.В 2005 году Boeing 777 с двигателем GE90 установил еще один мировой рекорд, на этот раз по дальности беспосадочного перелета на коммерческом авиалайнере. Самолет преодолел 11 664 морских мили между Гонконгом и Лондоном за 22 часа 42 минуты. В 2007 году Музей современного искусства в Нью-Йорке включил изогнутый композитный клинок в свою дизайнерскую коллекцию.

Камни этого GE90 пролетели возле летно-испытательного центра GE Aviation в Викторвилле, Калифорния. Изображение предоставлено GIF: GE Aviation

. Даже спустя 20 лет GE остается единственным производителем реактивных двигателей, в двигателях которого используются композитные лопасти.Крей и другие инженеры в настоящее время работают над лопастью четвертого поколения для двигателя GE9X для преемника 777, Boeing 777X. Этот самолет будет самым большим и самым эффективным двухмоторным реактивным двигателем в мире. «Композиты следующего поколения пойдут еще дальше», — говорит Край. «Мы никогда не вернемся к металлу».

В легком двигателе

используется композит из углеродного волокна

IDI Composites International и Composite Castings LLC (CC) объявляют о совместных усилиях по демонстрации возможности производства запатентованной термореактивной конструкционной композитной формовочной смеси.В центре внимания этой демонстрации формования будет запатентованный Polimotor 2, впервые разработанный Матти Хольцбергом и Composite Castings.

Composite Castings тесно сотрудничает с Toho Tenax America, чтобы найти стратегических партнеров в области литья компонентов двигателей. CC и IDI Composites International будут сотрудничать в разработке прототипа и, в конечном итоге, наладить производство пригодных для формования смесей и технологий для коммерциализации Polimotor в самом ближайшем будущем.

Об IDI Composites International
IDI Composites International (IDI) является ведущим разработчиком рецептур и производителем термореактивных формовочных смесей и композитов для производителей оригинального оборудования, производителей первого уровня и формовщиков в мире в мире .Компания предлагает индивидуализированных составов на основе полиэфира / винилового эфира для массовых формовочных изделий (BMC), листовых формовочных смесей (SMC) и нового поколения структурных термореактивных композитов (STC ^® ), которые производятся для самых требовательных применений на рынках. таких как автомобили, электромобили и транспортные средства на новой энергии, общественный транспорт, военная промышленность, электроэнергетика, инфраструктура, нефть и газ, строительство, безопасность, медицина и судостроение.

Компания IDI со штаб-квартирой на производственном предприятии площадью 120 000 квадратных футов и исследовательском центре в Ноблсвилле, штат Индиана (США), занимает прочные позиции на международном рынке термореактивных композитов.Обладая более чем 55-летним опытом руководства, IDI тесно сотрудничает с клиентами, чтобы определить оптимальную формулу термореактивной формовки для каждого случая применения. Компания располагает значительными ресурсами для исследований и разработок, а также отличной химической инженерией, производством, сертифицированным по ISO, и всесторонним контролем качества. IDI имеет глобальный охват и производственные мощности с производственными предприятиями в США, Франции, Великобритании, Пуэрто-Рико, Китае и Мексике.

Узнайте больше об IDI Composites International.

О компании Composite Castings LLC
Матти Хольцберг, ведущий специалист в области проектирования двигателей из композитных материалов, и его компания Composite Castings LLC расположены в Уэст-Палм-Бич, Флорида. 40 лет назад Мэтт Хольцберг построил первый в мире двигатель из композитных материалов из-за огромной потребности в снижении веса автомобильных силовых агрегатов. Матти Хольцберг и Composite Castings разработали и сейчас отливают Polimotor 2, 4-цилиндровый полимерный двигатель, армированный углеродным волокном, на основе Ford 2.