Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение

Содержание

Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение

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

Содержание

  • Конструкция и особенности работы
  • Принцип работы
  • Разновидности оппозитных двигателей
  • Преимущества
  • Недостатки
  • Нюансы ремонта
  • Сфера использования

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

Начало работы положено российским инженером Огнеславом Степановичем Костовичем. Его проект стал опорой для дирижабля «Россия». Но брэнд так и не получил распространение, потому что цилиндры в моторе — раздельные.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение

Но идею подхватили и механизм развивался.

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

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

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

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

Первый настоящий оппозитный двигатель появился в 1938 г., благодаря компании Volkswagen. В его устройстве были вмонтированы 4 цилиндра (2 л. объема). Мощность достигала 150 л.с. С тех пор оппозитный двигатель используют брендовые фирмы: «Subaru» и «Porshe».Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение

Благодаря усиленной работе мотора, его устанавливают на мощные автобусы, например, Икарусы.

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

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

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

При тестировании оппозитных двигателей было выявлено, что модели с 2 или 4 цилиндрами работают точно так же, как и обычные внутреннего сгорания.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение Но исключительные особенности показал шестицилиндровый.

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

Классический боксер

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

Орос

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

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

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

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

Оппозитный танковый двигатель

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

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

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

Достоинства у такого двигателя впечатляют.

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

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

  1. Обслуживать его могут только профессионалы.
  2. Все детали дорогие и их тяжело достать.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение
  3. Завышенная цена на монтаж силовой установки.
  4. Конструкция очень сложная в эксплуатации.
  5. Во время работы тратит масла в полтора раза больше.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Устройство двигателя Porsche | Ремонт и обслуживание Порше Ремонт и обслуживание Порше

Диагностика, обслуживание, ремонт

Компоненты двигателя
Устройство
Четырехкратный принцип
Технические характеристики двигателя
Наполнение цилиндров
Бензиновый и дизельный двигатели
Охлаждение
Смазка

Компоненты двигателя

Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, преобразующий химическую энергию в механическую энергию движения.

Для создания кинетической энергии за счет сжигания топлива требуется комплексное взаимодействие многих механических компонентов.

Рядный двигатель

Цилиндры в рядном двигателе расположены друг за другом, то есть в ряд. Это наиболее часто используемая в автомобилях конфигурация двигателя.

Преимущества:

  1. простая конструкция
  2. экономичное производство
  3. высокая плавность хода

Недостатки:

  1. занимает больше места
  2. высоко расположенный центр тяжести

Оппозитный двигатель

Цилиндры в оппозитном двигателе расположены друг на против друга и слегка смещены относительно друг друга.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение

Преимущества:

  1. особо плоская и короткая конструкция
  2. сниженный центр тяжести
  3. высокая плавность хода

Недостатки:

  1. сложная конструкция с большим числом компонентов

V-образный двигатель

Цилиндры в V-образном двигателе сгруппированы в два ряда, расположенных под углом 60°-90° друг к другу. Однако угол может составлять также 180°. Различие между V-образным двигателем с расположением цилиндров под углом 180° и оппозитным двигателем заключается в том, что в оппозитном двигателе каждый шатун расположен на отдельной шанунной шейке коленчатого вала. В V-образном двигателе с расположением цилиндров по углом 180° одну шатунную шейку делят два шатуна соответственно.

Преимущества:

  1. меньшая конструктивная длина
  2. высокая плавность хода
  3. сниженный центр тяжести

Двигатель VR

Цилиндры в двигателе VR расположены в блоке цилиндров с небольшим углом развала |приблизительно 15°|. Это позволяет уменьшить расстояние между шатунными шейками коленчатого вала по сравнению с рядным двигателем, не прибегая к использованию двух блоков и головок цилиндров.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение

Преимущества:

  1. комбинация узкой формы рядного двигателя с короткой конструкцией V-образного двигателя

Недостатки:

  1. неравномерная длина тактов впуска и выпуска

W-образный двигатель

В классическом W-образном двигателе три ряда расположены в форме буквы «W». Углы между цилиндрами составляют менее 90°.

Особой формой W-образного двигателя является V-образный двигатель VR: при этом типе двигателя четыре ряда цилиндров расположены в два ряда. Расположение цилиндров в ряду совпадает с расположением цилиндров в двигателе VR, а оба ряда цилиндров расположены друг к другу как в V-образном двигателе.

Преимущества:

  1. меньшая конструктивная длина

 

Устройство

Нажмите оранжевую точку для подробной информации

Четырехкратный принцип

Четырехкратным двигателям на один рабочий цикл требуется два оборота коленчатого вала.

К четырем тактам рабочего цикла бензинового двигателя относятся:

  • Впуск топливовоздушной смеси (DFI: впуск воздуха)
  • Сжатие топливовоздушной смеси (DFI: сжатие воздуха, впрыск топлива лишь незадолго до зажигания)
  • Рабочий ход, то есть воспламенение и сгорание топливовоздушной смеси, а также последующее расширение горячих газов
  • Впуск сгоревших газов

 

 

 

 

Технические характеристики двигателя

К наиболее часто упоминаемым параметрам, связанным с двигателем, относятся мощность и крутящий момент двигателя.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение Решающее влияние на них оказывает рабочий объем, степень сжатия и среднее значение компрессии.

Мощность

Мощность (Р) — это физическая работа, совершаемая за определенный промежуток времени. Формула для расчета мощности выглядит следующим образом:
Р = (F · s) : t (сила · путь : время) или P = F · (сила · скорость).

Применительно к двигателям внутреннего сгорания формула выглядит следующим образом:
P = (M · n) : 9550 (крутящий момент · частота вращения : постоянная).
Следовательно, высокая мощность требует высокой частоты вращения для крутящего момента.

Чем выше вырабатываемая мощность, тем быстрее автомобиль сможет разогнаться с места до 10 км/ч. Кроме того, более высокая мощность обеспечивает более высокую конечную скорость.

Частота вращения, при которой двигатель развивает максимальную мощность, называется номинальной частотой вращения.

Единицей измерения мощности является киловатт [кВт]; в формулах обозначается символом «Р» — «power»(англ.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение : «мощность»).

Крутящий момент

Крутящий момент (М) является произведением действующей на поршень силы (F) и длины плеча рычага (r). Плечо рычага соответствует ходу коленчатого
вала. Формула выглядит следующим образом:
М = F · r.

Высокий крутящий момент обеспечивает уверенный разгон с выходом из нижнего диапазона частоты вращения. Поэтом он особенно проявляется при быстром
трогания с места, а также резком рывке. Характеристика разгона автомобиля на фиксированной передаче называется эластичностью.

В атмосферных двигателях крутящий момент достигает своего максимального значения в диапазоне средних частот вращения, а в двигателях с наддувом — в диапазоне от низких до средних частот вращения. В идеале это значение остается на высоком уровне в относительно широком диапазоне частот вращения (плоская кривая крутящего момента).

Единицей измерения крутящего момента является ньютон-метр [Нм]; в формулах обозначается символом «М» — «moment of force» (англ.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение : «момент силы»).

Хорошим примером влияния высокого крутящего момента или высокой мощности являются автомобили Panamera с бензиновым двигателем V6 и
Panamera с дизельным двигателем V6.

Мощность автомобиля Panamera с бензиновым двигателем составляет 220 кВт (300 л.с.), крутящий момент — 400 Нм;
Дизельный вариант развивает мощность до 184 кВт (250 л.с.) и создает крутящий момент максимум 550 Нм.

Благодаря высокому крутящему моменту дизельный автомобиль Panamera завершает разгон с места до 100 км/ч практически за то же время, что и значительно мощный бензиновый вариант (от 6,3 секунды с PDK до 6,8 секунды с Tiptronic S). Зато максимальная скорость автомобиля с высокооборотистым бензиновым двигателем немного выше (259 км/ч; дизельный вариант: 242 км/ч).

Наполнение цилиндров

Фазы газораспределения

Дальнейшее увеличение мощности и крутящего момента двигателя возможно за счет улучшения наполнения цилиндров. Относительно простым методов оптимизации наполнения является воздействия на фазы газораспределения формой кулачком.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение

Серийный распределительный вал с «заостренными» кулачками является компромиссом мощности и плавности хода. Мощность может быть существенно увеличена за счет боле крутого угла формы кулачков. Ведь «закругленные» и «заостренные» кулачки влияют на увеличение продолжительности нахождения
клапанов в открытом состоянии. Это позволяет топливовоздушной смеси (у двигателей DFI и дизельных двигателей) дольше поступать в камеру сгорания цилиндра.

В повседневном использовании преобладают недостатки «крутого» распределительного вала по отношению к «заостренному»:

  • требуется увеличенная частота вращения холостого хода.
  • Максимальный крутящий момент двигателя достигается только при высоких частотах вращения.
  • Двигатель работает не ровно и расходует больше топлива.

По этой причине распределительные валы с крутыми профилями используются преимущественно в автомобилях для автоспорта.

Для положительного воздействия на фазы газораспределения без отрицательного побочного влияния распределительного вала с крутыми профилями
управление впускными клапанами в автомобилях Porsche выполняет регулируемый механизм клапанного газораспределения VarioCam или VarioCam Plus

VarioCam Plus — это система регулирования впускных распределительных валов и переключения высоты подъема впускных клапанов.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение

Наряду с отличной плавностью работы, низким расходом топлива и незначительным выбросом вредных веществ она также обеспечивает высокие показатели мощности и крутящего момента.

При низкой или частичной нагрузке (например при движении по городу) двигатель работает экономично с коротким моментом открытия и малым ходом клапанов. Чтобы достигнуть более высокого коэффициента наполнения цилиндров при запросе высокого момента, система переключается на долгое время открытия и/или большой ход клапанов.

  • Изменение фаз газораспределения осуществляется плавно с помощью установленного с торцевой стороны распределительного вала регулятора фаз
    газораспределения. Он работает по принципу пластин и управляется электрогидравлическим регулировочным клапаном.
  • Система регулирования хода клапанов состоит из тарельчатых толкателей, управляемых переключающим электрогидравлическим клапаном. Они состоят из
    двух расположенных один в другом толкателей, которые фиксируются штифтом. При этом на впускные клапаны воздействует либо большой кулачок через наружный толкатель, либо малый кулачок — через внутренний толкатель.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение

Наддув

Боле эффективным видом оптимизации наполнения является сжатие впускаемого воздуха с помощью турбонагнетателя.

Компрессия воздуха ведет к тому, что в одинаковом объеме воздуха содержится больше молекул кислорода, чем в атмосферном двигателе, и за одинаковое время может сгореть больший объем топлива. Следствие — среднее давление и крутящий момент двигателя значительно повышаются, и, следовательно, увеличивается мощность.

Турбонагнетатель — это раковинообразный компонент, интегрированный в выпускной тракт двигателя и состоящий из двух корпусных деталей.

В оппозитном двигателе V6 модели 91 Turbo турбонагнетатель представляет собой самостоятельный компонент. а в турбонагнетателях V8 автомобилей Cayenne и Panamera используются цельные модули, состоящие из выпускного коплектора и турбонагнетателя.

Турбонагнетатели работают практически без потерь, так как им не требуется приводная мощность коленчатого вала.

Нагнетатель Рутса

В автомобилях Porsche с гибридным приводом используются двигатели с наддувом, называемыми также винтовыми компрессорами.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение

Нагнетатели Рутса устанавливаются между V-образно расположенными рядами цилиндров. В их корпусе располагаются два ротора, вращающиеся без соприкосновения друг с другом.

Привод роторов осуществляется двигателем с помощью клинового ремня. Поэтому механический нагнетатель работает во всем диапазоне частот вращения.
Таким образом уже при небольшом превышении частоты вращения холостого хода доступно высокое давление наддува и тем самым высокий крутящий момент.

Охлаждение наддувочного воздуха

Охлаждение наддувочного воздуха служит для того, чтобы охлаждать наддувочный воздух, сжатый в турбонагнетателе, перед его поступлением в камеры сгорания. Причина заключается в следующем:

при сжатии воздух нагревается. При этом содержащиеся в нем молекулы расширяются. Поэтому при одинаковом объеме воздуха в теплом воздухе
содержится меньше молекул кислорода, чем в холодном. Таким образом, эффект, достигнутый турбонагнетателем, а именно улучшенная подача воздуха
двигателю, снова снижается.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение Поэтому наддувочный воздух сначала проходит через интеркулер, и лишь после этого подается к камерам сгорания.

Интеркулер — это специальный теплообменник, в котором воздух проходит через многочисленные ребра охлаждения. При этом воздух отдает накопленное тепло ребрам охлаждения и за счет этого остывает.

Бензиновый и дизельный двигатели

Принцип работы

В бензиновом двигателе во время такта впуска топливовоздушная смесь или воздух (в DFI) подается в камеру сгорания цилиндра с помощью двигающихся вниз поршней и сжимается в 7-12 раз первоначального объема цилиндра во время такта сжатия. При этом газ нагревается до 500°С. В двигателях DFI топливо впрыскивается лишь непосредственно перед моментом зажигания.

Во время рабочего хода происходит воспламенение топливовоздушной смеси от искры, созданной свечей зажигания. Последующее расширение газов, разогретых до 2 500°С, снова возвращает поршень в нижнюю мертвую точку (НМТ).

  1. Такт впуска:
    • При впуске создается вакуум, так как смесь или воздух должны попасть в систему впуска, преодолевая аэродинамические сопротивления.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение
  2. Такт сжатия:
    • Смесь сжимается, а давление возрастает. Незадолго до окончания такта сжатия происходит воспламенение (бензиновый двигатель) или впрыск
      (дизельный двигатель).
  3. Рабочий ход:
    • Сжатие сильно повышает давление и воздействует на опускающиеся поршни. За счет этого увеличивается камера сгорания, а давление снова понижается.

Охлаждение

Менее половины энергии, накопленной в топливе, при сгорании в двигателе преобразуется в механическую энергии. в двигателе. Преобладающая ее доля
утрачивается в виде тепла.

Почти треть теплоты сгорания поглощается компонентами (например, цилиндрами, головкой цилиндра, поршнями и клапанами), а также моторным маслом.
Сюда же относится тепловая энергия, образующаяся в результате трения подвижных деталей. Для предотвращения перегрева и тем самым повреждения компонентов двигателю требуется эффективная система охлаждения.

Все современные автомобили Porsche имеют жидкостное охлаждение.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение При этом через блок цилиндров и головку блока цилиндров проходят охлаждающие каналы, по которым циркулирует охлаждающая жидкость, поглощающая тепло. затем по шлангам и трубопроводам контура циркуляции охлаждающая жидкость попадает к радиатору, через поверхность которого отдает тепла в атмосферу. После этого остывшая охлаждающая жидкость течет обратно к двигателю.

Наряду с защитой компонентов охлаждение также способствует лучшему наполнению цилиндров. В результате этого повышается мощность, а также снижается расход топлива.

Охлаждение продольным | поперечным потоком

Различают две концепции охлаждения жидкости:

  • При охлаждении продольным потоком (рис. сверху) цилиндры последовательно охлаждаются продольно направленным потоком охлаждающей жидкости. Это сопровождается различным охлаждением цилиндров, так как по пути к последующим цилиндрам охлаждающая жидкость все больше нагревается. Различное охлаждение приводит к различию в наполнении цилиндров, а, следовательно.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение к улучшению плавности хода двигателя.
  • При охлаждении поперечным потоком (рис. снизу) каждый цилиндр омывается охлаждающей жидкостью, проходящей по отдельному каналу циркуляции ОЖ. За счет этого достигается равномерный температурный уровень, а тем самым равномерное наполнение всех цилиндров. Это обеспечивает равномерный ход двигателя.

Open Deck | Closed Deck

В зависимости от конструкции картера различают Open Deck и Closed Deck.

  • В конструкции Open Deck (рис. сверху) цилиндры открыты. Рубашка охлаждения, окружающая цилиндры, открыта в верхней части. Она закрытаголовкой блока цилиндров с помощью специального уплотнения.
  • В конструкции Closed Deck (рис. снизу) цилиндры интегрированы в блок цилиндров и таким образом соединены между собой. Рубашка охлаждения закрыта в верхней части таким образом, что при виде сверху просматривается только блок цилиндров, а также отверстия для моторного масла и канала циркуляции охлаждающей жидкости.

Блоки цилиндров всех современных моделей Porsche изготавливаются в конструкции Closed Deck.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение Это обеспечивает повышенную жесткость.

Смазка

Система смазки

Система смазки двигателя служит для снабжения компонентов двигателя во всех рабочих состояниях достаточным количеством смазки. При этом необходимо постоянно обеспечивать определенное давление масла.

Наряду с предотвращением износа в результате трения к задачам системы смазки двигателя относятся:

  • Удаление продуктов истирания.
  • Охлаждение компонентов двигателя.
  • Запуск процессов управления (например, регулирования впускного распределительного вала в системе
    VarioCam | VarioCam Plus).

Наиболее часто используемой формой системы смазки двигателя является так называемая циркуляционная система смазки. В этой системе насос всасывает масло из масляного поддона и подает его по трубопроводам и отверстиям к местам смазки двигателя.

В двигателях спортивный автомобилей Porsche используется интегрированная система смазки с сухим картером. В этой системе масло всасывается дополнительными маслооткачивающими насосами в различных местах двигателя и подается назад в интегрированный масляный бак.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение

Адаптивный масляный насос

Адаптивный масляный насос с электронным регулирование интегрирован в масляный поддон и приводится в действие цепью от коленчатого вала. Он регулирует давления масла, необходимое для любой частоты давления и нагрузки двигателя (положение педали акселератора).

Управление насосом осуществляется системой управления двигателем. При этом в зависимости от частоты вращения двигателя, давление и температуры масла осевое перемещение шестерни изменяет рабочий объем насоса и, как следствие, варьируется давление масла.

Регулирование в зависимости от потребности

В блоке управления двигателя сохранено заданное давление для различный режимов работы двигателя. В качестве входных данных в частности
используется температура, частота вращения и нагрузка двигателя.

Соответствующее заданное давления непрерывно сравнивается с фактическим давлением, определенным датчиком. При отключении фактического давления
от заданного блок управления двигателя запускает электромагнитный клапан.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение Тот в свою очередь инициирует осевое перемещение шестерни, за счет чего
изменяется геометрический рабочий объем насоса.

  • При сниженной потребности двигателя в масле обе шестерни насосов лишь частично накладываются друг на друга по ширине. За счет этого снижается объем подачи насоса и одновременно создается меньше трения.
    Следствие: КПД масляного насоса увеличивается и, как следствие, снижается расход топлива.
  • При повышенной потребности двигателя в масле обе шестерни полностью накладываются друг на друга по ширине, и создается максимальное давление масла.

Оппозитный двигатель: виды, устройство и принцип работы

За всю историю автомобилестроения было разработано множество разновидностей моторов, которые должны были приводить в движение автомобиль. Сегодня большинству автомобилистов знакомы только два типа двигателей – электрические и двигатели внутреннего сгорания.

Однако среди модификаций, основанных на воспламенении топливно-воздушной смеси, существует множество разновидностей.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение Одна из таких модификаций называется оппозитным двигателем. Рассмотрим, в чем его особенность, какие бывают виды данной комплектации, а также в чем их плюсы и минусы.

Что такое оппозитный двигатель

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

В отзывах часто такие силовые агрегаты называют оппозитными. Это указывает на особенность работы поршневой группы — они как бы запирают грушу с разных сторон (движутся навстречу друг другу).

Первый работающий оппозитный двигатель появился в 1938. Его создали инженеры VW. Это была 4-цилиндровая 2-литровая модификация. Максимум, чего мог достичь агрегат, составлял 150 л.с.

Благодаря особой форме двигатель используется в танках, некоторых спортивных автомобилях, мотоциклах и автобусах.

На самом деле V-образный мотор и оппозит не имеют ничего общего. Они отличаются принципом работы.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение

Принцип работы оппозитного двигателя и его устройство

В штатном ДВС поршень движется вверх-вниз, достигая ВМТ и НМТ. Для достижения плавного вращения коленчатого вала поршни должны приводиться в действие поочередно с некоторым сдвигом времени срабатывания тактов.

В оппозитном моторе плавность хода достигается за счет того, что пара поршней всегда работает синхронно, либо в противоположных направлениях, либо максимально близко друг к другу.

Среди этих типов двигателей наиболее распространены четырех- и шестицилиндровые, но также есть модификации на 8 и 12 цилиндров (спортивные версии).

Данные двигатели имеют два газораспределительных механизма, но синхронизируются они одним приводным ремнем (или цепью, в зависимости от модели). Оппозиты могут работать как на дизельном топливе, так и на бензине (принцип воспламенения смеси отличается так же, как и в обычных двигателях).

Основные типы оппозитных двигателей

Сегодня такие компании как Porsche, Subaru и BMW часто используют этот тип двигателя в своих автомобилях.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение Инженерами было разработано несколько модификаций:

  • Boxer;
  • РОССИЯ;
  • 5ТДФ.

Каждый из типов появился в результате усовершенствований предыдущих версий.

Boxer

Особенностью данной модификации является центральное расположение кривошипно-шатунного механизма. Это позволяет равномерно распределить массу двигателя, что минимизирует вибрации в результате работы агрегата.

Для повышения отдачи такой мотор производитель оснащает его турбокомпрессором. Этот элемент увеличивает мощность двигателей внутреннего сгорания на 30% по сравнению с атмосферными аналогами.

Самые экономичные модели имеют шесть цилиндров, но есть и спортивные версии на 12 цилиндров. 6-цилиндровая модификация является самой распространенной среди подобных оппозитных двигателей.

РОССИЯ

Данный тип ДВС относится к категории двухтактных двигателей. Особенностью этой модификации является несколько иная работа поршневой группы.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение Два поршня расположены в одном цилиндре.

Пока один выполняет такт впуска, другой отводит выхлопные газы и вентилирует камеру цилиндра. В таких двигателях отсутствует головка блока цилиндров, а также система газораспределения.

Благодаря такой конструкции моторы этой модификации почти вдвое легче аналогичных ДВС. В них поршни имеют малый ход, что снижает потери мощности на трение, а также увеличивает выносливость силового агрегата.

Так как силовая установка имеет почти на 50% меньше деталей, она значительно легче четырехтактной модификации. Благодаря этому автомобиль немного легче, что сказывается на динамических характеристиках.

5ТДФ

Такие двигатели устанавливаются на спецтехнику. Основная сфера применения – военная промышленность. Их устанавливают в баки.

Эти ДВС имеют два коленчатых вала, расположенных на противоположных сторонах конструкции. Два поршня размещены в одном цилиндре. Они имеют одну общую рабочую камеру, в которой происходит воспламенение топливовоздушной смеси.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение

Воздух попадает в цилиндр из-за турбонаддува, как и в случае с OROS. Такие моторы тихоходные, но очень мощные. При 2000 об/мин агрегат выдает целых 700 л.с. Одним из недостатков таких модификаций является довольно большой объем (в некоторых моделях он достигает 13 литров).

Оппозитный двигатель Plus

Последние разработки оппозитных двигателей повысили их долговечность и надежность. Плоская конструкция силовых агрегатов имеет много положительных моментов:

  • Центр тяжести ниже, чем у классических двигателей, что повышает устойчивость автомобиля на виражах;
  • Правильная эксплуатация и своевременное техническое обслуживание увеличивает интервал между капитальными ремонтами до 1 млн км. пробег (по сравнению с обычными двигателями). Но владельцы разные, поэтому ресурс может быть и больше;
  • Поскольку возвратно-поступательные движения, происходящие с одной стороны ДВС, компенсируют нагрузку идентичным процессом с противоположной, шум и вибрация в них сведены к минимуму;
  • Оппозитные двигатели всегда отличались высокой надежностью;
  • Плоская конструкция при прямом ударе при аварии уходит под салон автомобиля, что снижает риск серьезных травм.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение

Минусы оппозитного двигателя

Это довольно редкая разработка — все автомобили среднего класса оснащены обычными двигателями с вертикальной компоновкой. Из-за конструктивных особенностей они дороже в обслуживании.

Помимо дорогого обслуживания оппозиция имеет еще ряд недостатков, но большинство из этих факторов относительные:

  • Из-за конструктивной особенности плоский мотор может потреблять больше масла. Впрочем, смотря с чем сравнивать. Есть рядные двигатели настолько «прожорливые», что лучше рассмотреть компактный, но более дорогой вариант;
  • Трудности в обслуживании вызваны малым количеством специалистов, разбирающихся в таких двигателях. Некоторые утверждают, что оппозитные моторы очень неудобны в обслуживании. В некоторых случаях это действительно так – мотор нужно снимать для замены свечей и т.д. Но это зависит от модели;
  • Так как такие моторы менее распространены, запчасти к ним можно приобрести под заказ, а их стоимость будет выше стандартных аналогов;
  • Мало специалистов и СТО, готовых взяться за ремонт данного агрегата.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение

Сложности в ремонте и обслуживании оппозитного двигателя

Как уже было сказано, одним из минусов оппозитных двигателей является сложность в ремонте и обслуживании. Однако это касается не всех оппозиционеров. Больше сложностей с шестицилиндровыми модификациями. Что касается 2-х и 4-х цилиндровых аналогов, то сложности касаются только конструктивных особенностей (свечи часто расположены в труднодоступных местах, для их замены часто приходится снимать весь мотор).

Если владелец оппозитного двигателя новичок, то в любом случае следует обратиться в сервисный центр за обслуживанием. При неправильных манипуляциях можно легко нарушить настройки газораспределительного механизма.

Еще одной особенностью обслуживания таких двигателей является обязательная процедура проклейки цилиндров, поршней и клапанов. При отсутствии нагара на этих элементах возможно увеличение ресурса ДВС. Лучше всего эту операцию производить осенью, чтобы зимой мотор работал легче.

Что касается серьезного ремонта, то самым большим недостатком является крайне высокая стоимость «капитального».Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение Он настолько высок, что проще купить новый (или б/у, но с достаточным запасом рабочего ресурса) мотор, чем ремонтировать вышедший из строя.

Учитывая вышеперечисленные особенности оппозитного двигателя, те, кто стоял перед выбором: покупать машину с таким мотором или нет, теперь имеют больше информации, чтобы определить, на что приходится идти на компромисс. А в случае с оппозицией единственным компромиссом является финансовый вопрос.

Вопросы и ответы:

Чем хорош оппозитный двигатель? Такой агрегат имеет низкий центр тяжести (добавляет устойчивости машине), меньше вибраций (поршни уравновешивают друг друга), а также имеет огромный рабочий ресурс (миллион человек).

Кто использует оппозитные двигатели? В современных моделях оппозитник устанавливают Subaru и Porsche. В старых автомобилях такой двигатель можно было найти в Citroen, Alfa Romeo, Chevrolet, Lancia и т.д.

В эпоху, когда даже когда-то мощная V-образная конфигурация, кажется, уступает место следующему поколению рядных топливосберегающих двигателей, многие задаются вопросом, что это значит для оппозитного двигателя.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение Имея множество названий, таких как оппозитный, оппозитный и плоский, конфигурация двигателя, известная для таких автомобилей, как Porsche 911, имела легендарную историю на протяжении десятилетий.

Отличительной чертой оппозитного двигателя является тот факт, что двигатель имеет два ряда цилиндров, и каждый поршень, расположенный прямо горизонтально напротив другого цилиндра, не имеет общей шатунной шейки с противоположным поршнем. Последняя характеристика необходима для того, чтобы двигатель считался оппозитным; часто люди путают оппозитный двигатель с семейством двигателей 180 градусов V, которые похожи, но прикрепляют оба поршня к одной и той же шатунной шейке.

Получивший название «боксер» из-за того, что два боксера движутся друг на друга из-за синхронного возвратно-поступательного движения поршней, оппозитный двигатель был впервые запатентован в 1896 году Карлом Бенцем. Почти такая же стара, как и сам автомобиль, оппозитная конструкция двигателя, безусловно, использовалась на протяжении десятилетий.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение Возможно, одним из первых и наиболее плодотворных применений был плоский четырехцилиндровый двигатель VW с воздушным охлаждением, который стал основным продуктом Volkswagen Type 1 (Beetle) и производился почти 70 лет, прежде чем был снят с производства; однако его появление в дорожных автомобилях пошло на убыль гораздо раньше, начиная с середины 9 в.0 с. Porsche также известен использованием оппозитных двигателей, особенно на 911 и последующих вариантах модели. Какое-то время некоторые из самых популярных оппозитных двигателей также имели воздушное охлаждение, но это уже не так; Porsche отгрузил последний 911 с воздушным охлаждением (под маркой 993) в 1998 году, а выпуск Beetle с воздушным охлаждением прекратился с выпуском New Beetle в 1997 году. Помимо Porsche, Subaru также широко использовала оппозитные двигатели, а Impreza была хорошо известный пример. Феррари экспериментировала с плоской конструкцией двигателя в 19-м.80-х годов, наиболее ярким примером из которых является Ferrari Testarossa с плоской двенадцатью колесами.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение

Оппозитные двигатели имеют ряд преимуществ, присущих их конструкции, поскольку центр тяжести оппозитного двигателя расположен намного ниже земли по сравнению с рядным или V-образным двигателем. Это позволяет улучшить боковое ускорение. Кроме того, преимущества обработки огромны. Лучшая способность поворачивать / проходить повороты, уменьшенный крен и лучшее сцепление с дорожным полотном — все это естественно для плоского двигателя по сравнению с его альтернативами из-за его более низкого профиля. Оппозитный двигатель также имеет преимущество с точки зрения баланса; из-за того, что его поршни расположены прямо напротив друг друга, движения выстрела могут полностью отмениться. Следовательно, плоская четверка идеально сбалансирована по сравнению с рядной четверкой из-за того, что вибрации второго порядка могут гаситься; рядная четверка считается несбалансированной, отсюда и необходимость в балансирах и демпфирующих опорах. Оппозитные двигатели также обычно имеют лучшую функциональность системы охлаждения после запуска, поскольку из-за горизонтального характера его профиля масло и охлаждающая жидкость остаются более равномерно распределенными по всему объему, а не опускаются вниз, как это происходит в рядных или V-образных конструкциях.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение Низкий профиль также обеспечивает более равномерную передачу мощности, поскольку двигатель расположен ближе к остальной части трансмиссии.

Несмотря на все преимущества противоположного двигателя с точки зрения производительности, у него есть несколько заметных недостатков, которые в значительной степени препятствуют его развитию на протяжении десятилетий. Плоская конфигурация всегда вызывает критику из-за того, что широкий профиль значительно затрудняет работу с двигателем. Когда каждая головка блока цилиндров прилегает прямо к моторному отсеку, простая задача, такая как замена свечей зажигания, может стать длительным и трудным процессом. Помимо того, что это раздражает тех, кто ремонтирует эти автомобили, это также увеличивает затраты на техническое обслуживание для среднего владельца, когда приходит время отдать машину в ремонт. Но дополнительные расходы на оппозитный двигатель на этом не заканчиваются. Обычно для них требуется больше деталей и компонентов из-за того, что наличие двух головок цилиндров является врожденным свойством плоской конструкции.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение Во многих случаях это удваивает количество компонентов головки, компонентов клапанного механизма и охлаждающих рубашек. Дополнительные затраты растут, что делает производство оппозитного двигателя намного дороже . Очевидно, что здесь в игру вступают соображения веса, хотя они не представляют собой серьезного препятствия. Многие оппозитные двигатели ограничены конструкцией среднего двигателя из-за дополнительных требований к размеру, обусловленных его широким профилем; это не всегда так, боксеры меньшего размера, как правило, не облагаются налогом.

Некоторые люди скажут вам, что оппозитный двигатель — это лучшее, что когда-либо случалось с автомобилями, в то время как другие будут утверждать, что на него не стоит плевать — все зависит от того, кого вы спросите. Вне зависимости от того, кто из этих двух групп прав, нельзя не заметить, что движок всегда был скорее нишевой технологией. Как это повлияет на судьбу двигателя в современном автомобильном мире, где все так быстро меняется? Наверное, нигде не отличается от того, что было всегда.Устройство оппозитного двигателя: Оппозитный двигатель: конструктивные особенности, применение

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *