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

Что такое оппозитный двигатель устройство

Оппозитный двигатель: типы, устройство и принцип работы

Оппозитный двигатель (оппозитный — [фр., англ, opposite] противоположный) представляет собой двигатель внутреннего сгорания, расположение цилиндров друг на против друга, то есть с противоположным расположением цилиндров. Принцип работы прост, когда один цилиндр находиться на крайней мёртвой точке, второй цилиндр находиться на противоположной мёртвой точке параллельно ему, под углом 180 градусов. Оппозитный двигатель может быть дизельный и бензиновый.

Схема работы оппозитного двигателя

Самые первые двигатели такого типа устанавливались на венгерский автобус «Икарус» и мотоциклы, также такой тип расположения цилиндров получил обширное применение для военной техники, устанавливались на машины BMW и лишь, потом получили огромный спрос со стороны Porsche и Subaru. Субару используют двигатели такого типа работы очень активно, у их авто можно встретить как дизельный, так и бензиновый вариант.

Основные типы оппозитных двигателей

Чтобы понять, какие плюсы и минусы имеет оппозитный двигатель, следует вначале более подробно разобраться в его типах и конструкции.

На данный момент существует два типа оппозитных агрегатов. Первый тип получил название «Боксер». Этот тип оппозитника является приоритетным.

У «Боксера» два ряда цилиндров расположены горизонтально. Конструкция коленчатого вала позволяет двум параллельно расположенным поршням двигаться синхронно. То есть, если в правом цилиндре поршень достиг ВМТ, то расположенный напротив его левый поршень тоже находится в этой точке.

Количество цилиндров оппозитного двигателя может варьироваться от четырех до двенадцати.

В целом тип двигателя «Боксер» очень схож с V-образным, он является 4-тактным, поэтому конструкция подразумевает наличие головок цилиндров с установленным в них механизмом газораспределения.

Второй тип оппозитного агрегата, который сейчас активно разрабатывается – ОРОС. Конструкция этого двигателя очень интересна. На каждый цилиндр у него приходится по два поршня, которые двигаются асинхронно, при этом энергия, выделяемая при сгорании топлива и получаемая этими поршнями передается на один коленчатый вал.

Двигатель ОРОС является 2-тактным, что позволило отказаться от использования головок блока и механизма газораспределения. Подача топлива и отвод продуктов горения у этого мотора производится посредством окон, проделанных в гильзе цилиндра. Один из поршней в цилиндре двигателя ОРОС отвечает за впуск топлива, а второй – за отвод отработанных газов.

Еще одной особенностью такого мотора является формирование камеры сгорания цилиндра самими поршнями за счет асинхронного их движения. При движении поршней навстречу друг другу через впускное окно подается топливная смесь, которая поршнями сжимается, а при максимальном их сближении происходит воспламенение.

Конструкция двигателя ОРОС включает два и более цилиндра, расположенных под углом 180 град. Между этими цилиндрами устанавливается коленчатый вал. В каждом цилиндре расположено по два поршня, связанных с коленвалом шатунами. Шатуны внутренних поршней короткие, а вот внешних поршней – достаточно длинные. Поскольку поршни получают линейные разнонаправленные нагрузки, это позволило существенно снизить трение в подшипниках коленчатого вала, а значит и потери мощности. Эти положительные качества двигателей ОРОС привели к тому, что ими сейчас активно занимаются многие ведущие автомобильные компании.

Стоит также упомянуть созданный отечественными конструкторами танковый двигатель 5ДТФ. Этот силовой агрегат тоже относился к типу ОРОС, однако конструкция его была еще интересней. В каждом цилиндре этого мотора тоже располагалось по два поршня, но усилие они передавали каждый на свой коленчатый вал. Поэтому у 5ДТФ имелось два коленчатых вала, установленных там, где у обычного оппозитного двигателя располагалась головка блока.

Виды оппозитных двигателей

В данный момент существует несколько вариантов оппозитных моторов. Разница между ними заключается в том, как происходит перемещение поршня внутри цилиндрической поверхности.

  • Оппозитная силовая установка Boxer.Свое название силовая установка получила благодаря ассоциации, которая возникает при наблюдении за движением поршней. Каждый поршень агрегата занимает место в цилиндре, на постоянном расстоянии относительно другого поршня. Если один поршень занимает максимально отдалённое расстояние в цилиндре, то второй поршень займёт аналогичное место. Оппозитный двигатель такого типа установлен на автомобилях Субару, в том числе, на узнаваемом представителе, Forester.

Мотор Subaru Boxer:

Читать еще:  Асинхронный двигатель 22 квт 1500 оборотов

  • Оппозитная силовая установка OPOCЭтот силовой агрегат делает узнаваемым наличие двух поршней в цилиндре, к тому же детали двигаются, друг навстречу другу. Силовая установка, двухтактный оппозитный двигатель, питание мотора может быть за счет бензина или за счет дизеля. Конструктивно, в механизме не предусмотрены головки блока, не существует устройств, приводящих в действие клапаны. Фиксация обоих поршней выполняется на едином валу, причём назначение каждого поршня своё, один впускает топливо, второй выпускает газы, полученные в процессе сгорания. Поскольку двигатель двухтактный, для него предусмотрен режим, при котором выполняется продувка агрегата. С этой целью установлен электрический мотор, который служит еще и для наддува воздуха.

Мотор эффективен, поскольку потери на трение невелики, прост, так как количество деталей меньше. Компактные размеры, малый вес, топливная экономичность и другие характеристики свидетельствуют о перспективах установки. Недостаток, стадии доработки и испытания, на которых находится силовой агрегат.

  • Агрегат 5 ТДФЗа разработку двигателя ответственны отечественные конструкторы, которые рассчитывали применять её на танковой технике. Конструктивно агрегат представляет цилиндр, внутри которого расположены поршни, двигающиеся друг навстречу другу. Особенность разработки, это наличие у каждого поршня индивидуального вала. Воспламенение подаваемой в цилиндр смеси происходит между поршнями, когда те подходят друг к другу на минимальное расстояние. Пять ТДФ для питания может использовать различные виды горючей жидкости, основные, это бензин и дизель. Подача воздуха и удаление отработанных газов происходит за счет турбинного наддува. Конструкция силового агрегата сводит к минимуму габаритные размеры.

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.
» alt=»»>
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.

Читать еще:  Что такое распорка двигателя

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.

Сфера применения оппозитных двигателей

Оппозитные двигатели используются совсем не так широко, как V-образные и рядные, однако есть автопроизводитель, который устанавливает моторы такого типа на свои автомобили уже на протяжении полувека. Это — известная японская фирма Subaru. Кроме того, оппозитные агрегаты можно встретить на некоторых моделях Volkswagen и Porsche, ими в свое время оснащались советские мотоциклы «Урал» и «Днепр», венгерские автобусы «Икарус».

Следует заметить, что в последние годы интерес к силовым агрегатам этого типа существенно возрос. По некоторым данным, исследования и разработки по усовершенствованию оппозитных двигателей OPOC, ведущиеся группой американских инженеров, финансирует Билл Гейтс.

Читайте также: CRDI двигатель — что это такое.

Преимущества оппозитного боксера

К главным плюсам двигателя с горизонтально расположенными цилиндрами относят:

    Способствует смещению центра тяжести. Масса распределяется около оси, что позволяет значительно улучшить управляемость машины. Для многих этот фактор является решающим при выборе двигателя и автомобиля, особенно это актуально для российских дорог.

Отсутствие вибрации при работе. Двигатели со стандартной структурой и вертикально расположенными цилиндрами в ходе работы вибрируют, передавая волны всей конструкции, что не очень комфортно для водителя.

  • Долгая работа. Ресурс оппозитного боксера, установленного в Subaru, настолько велик, что позволяет эксплуатировать автомобиль в течение длительного времени (его хватает более чем на миллион километров).
  • Что такое оппозитный двигатель? (много фото и видео)

    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.

    Читать еще:  Двигатель rotax 377 характеристики

    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.

    Недостатком является и увеличенный расход масла. Это вызвано неравномерностью износа гильзы цилиндра, который связывают с горизонтальным движением поршня в оппозитном двигателе.

    Некоторые водители к минусам относят возможность только продольной установки мотора в автомобиле из-за его своеобразных габаритов.

    Чем еще характеризуются «оппозитники»?

    «Оппозитники» по большей части являются бензиновыми, ввод топлива в них распределенный, а структура газораспределения – верхняя. Схема газообмена в таких двигателях – четырехклапанная. Также некоторые «оппозитники» имеют турбонаддув.

    В 2008 году был представлен первый дизельный «оппозитник», он был разработан компанией Subaru. Модель представляла собой четырехцилиндровый двухлитровый двигатель с мощностью в 150 лошадиных сил. В системе турбонаддува использовалась турбина с изменяемой геометрией.

    Сегодня компании Subaru и Porsche по-прежнему разрабатывают и устанавливают на свои машины «оппозитники», что позволяет сделать вывод, что их преимущества перекрывают все неудобства.

    В заключении предлагаю посмотреть небольшое видео — устройство двухцилиндрового, 4х тактного, оппозитного двигателя мотоцикла Днепр:

    На этом у меня сегодня все. Я надеюсь, что прочитав статью, вы поняли, что такое оппозитный двигатель. Если у вас остались вопросы – пишите комментарии.

    Перспективы применения оппозитных двигателей

    Самые известные автопроизводители, использующие в выпускаемых моделях оппозитный двигатель – это Porsche и Subaru. Первый переживает период расцвета, а второй не лучшие времена. Это связано с нацеленностью продукции на разную целевую аудиторию: в первом случае автомобили Порш позиционируются как элитная продукция, подразумевающая высокую технологичность и стоимость обслуживания, и во втором – машины среднего класса для любителей иметь гоночные технологии на обычном авто.

    За Porsche клиенты готовы отдать достаточно большие суммы денег, но автомобилю с двигателем, немного превышающим по мощности 100 л. с., которому после пробега 130 тыс. км. потребуется дорогой ремонт, особенно если он турбированный, могут отдать предпочтение только самые преданные клиенты. Но учитывая то, что усовершенствованием оппозитов занимаются многие фонды и разработчики, а также тот факт, что они применяются и в мототехнике, позволяет сохранять уверенность в том, что оппозитные двигатели еще долго будут актуальны.

    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector