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.

Содержание

• Основные типы оппозитных двигателей
  • ОРОС
  • 5ТДФ
  • Боксер
• Разрушение мифов
• Достоинства
• Недостатки

Основные типы оппозитных двигателей

ОРОС

Оппозитный двигатель типа ОРОС очень сложен в своём устройстве, имеет один коленвал, но при этом два поршня работают в одном цилиндре, которые движутся на встречу друг друга. Такое усложнение привело к закрытию работы над ОРОСом, но недавно благодаря спонсорской помощи разработка возобновлена в поисках альтернативных решений.

5ТДФ

Принцип работы у двигателей такого типа не всегда одинаковый. Второй оппозитный двигатель 5ТДФ, имеет огромное различие от забытого ОРОС или популярного аналога Subaru «боксер» который мы ещё рассмотрим. В 5ДТФ как и в ОРОС два поршня работают в одном цилиндре двигаясь на встречу друг другу, но имеет два коленвала, которые располагаются на местах головки субаровского «боксера». В момент достижения крайней мёртвой точки между двумя поршнями остаётся пространство, называемой как у дизельных, так и у бензиновых систем камерой сгорания, отличие лишь в способе подаче. Тут дело в том, что оппозитный двигатель 5ДТФ двухтактный, в то время как ОРОС и «боксер» четырёхтактные, естественно газообмен происходит как у двухтактного. Активное применение двух коленвальчетый дизельный 5ДТФ получил на танках Т-64, но после завершения их производство от него всё больше отказываются в пользу других двигателей. Такое положение дел могло быть и у «боксера» если бы не Субару.

Боксер

Самый востребованный и часто используемый оппозитный двигатель «боксер» эволюционирует и до сих пор совершенствуется только благодаря Subaru, которые ставят его практически на все машины. В «боксере» стоит один кривошиповый коленвал ровно по его середине, такое расположение коленвала даёт возможность равномерно распределить массу двигателя. Количество цилиндровот четырёх до двенадцати, самый лучший из двигателей «боксер» имеет шесть цилиндров. Это и не удивительно ведь такое количество цилиндров оптимально для всех типов двигателей. Расположение коленвала повлияла не только на массу и размеры двигателя, но и на его пониженную рабочую вибрацию, понизить которую помогают так же специальные крепления. Повышением мощности в таких двигателях занимается турбина, двигатели без неё работали бы на 30 процентов хуже.

Принцип действия типа «боксер»:

Теперь мы понимаем, принцип работы, какие оппозитные двигатели бывают, но так ли они хороши?

Разрушение мифов

Самая главная цель, так и не была достигнута, размеры оппозитного двигателя отличаются от обычного V-образного настолько слабо, что гордиться этим не приходится, а расположение не чего не меняет. Вот и выходит, что плюсы и минусы будем искать в другом, да и не важно это для автолюбителей, мало или много место, под капот умещается и значит всё хорошо.

Оппозитный двигатель Subaru WRC

Достоинства

Но плюсы оппозитного двигателя действительно радуют:

Улучшенная управляемость машины, это достигается благодаря смешению центру тяжести, масса имеет
• расположение около оси и машина действительно ведёт себя более послушно. Для многих автолюбителей, особенно в России это очень важно.
• Повышенный комфорт, достигается за счёт уменьшенной вибрации двигателя, которая не переходит к другим частям автомобиля.
• Повышенный ресурс износа, самый главный плюс двигателей такого типа. Жизнь рассчитана больше чем на миллион километров.

Сравнение устойчивости автомобилей с разными типами двигателей

Недостатки

Но и минусы заставляют задуматься:

• Повышенное потребление топлива, если взять два автомобиля, один с оппозитником а другой с V-образным примерно одинаковой мощности, расход на 100 километров у оппозитного двигателя будет примерно на пять литров больше.
• Повышенный расход масла, двигатели других типов «едят» в разы меньше масла.
• Дорогостоящий ремонт двигателя, это касается не только стоимости процедуры, но и стоимости запасных частей для вашего двигателя.
• Поиски станции, даже если у вас и будут деньги на ремонт и запчасти, не каждый мастер возьмется за столь сложный двигатель.

Оппозитный двигатель Subaru Tribeca

Получается, что все минусы касаются именно вашего кошелька, все вопросы лишь в том готовы ли вы отдать за это деньги. Но качество не оспаривается, именно по этому, нужно задуматься, лучше платить много раз по малу или не заплатить вовсе не когда.

Оппозитный двигатель Subaru Impreza

Поломка двигателя это большая редкость для двигателей и с меньшой работа способность, что уж говорить о «боксере», рассчитанным на миллион километров лучшими инженерами Fuji Heavy Indastries Ltd, специально для Subaru. Не знаю, зависит ли это от этого или нет, но Subaru не собираются отказываться от своих двигателей ещё очень долгое время и судя по их продажам людей это вполне устраивает. Такая позиция в первую очередь основывается на мнение, что отказ от оппозитного двигателя станет огромным шагом назад.

Оппозитный двигатель — горизонтальное расположение цилиндров

Авторемонт

admin

Send an email

15.11.2014

0 249 3 минут

Оппозитный двигатель — определение, устройство, применение. Какими преимуществами и недостатками он обладает.

Оппозитный двигатель представляет собой форму устройства двигателя внутреннего сгорания автомобиля, имеющий особую структуру: его поршни расположены под развернутым углом и осуществляют движение в горизонтальной плоскости навстречу друг другу и в обратные стороны (друг от друга). Другая, соседняя пара поршней, располагается в одном положении (например, вверху).

Взаимодействие поршней внутри двигателя напоминает в чем-то боксерский раунд, отсюда и другое название устройства — боксер. Конструкция механизма предполагает установку каждого поршня на обособленных шейках коленчатого вала. Количество цилиндров в оппозитном двигателе может быть от 2 до 12-ти, но всегда четное. Наиболее популярны устройства с четырьмя и шестью цилиндрами (четырех- и шестицилиндровые боксеры).

На современном автомобильном рынке представлено множество марок машин, каждая из которых придерживается собственной концепции оснащения автомобилей. Разработкой и применением оппозитных двигателей сейчас занимаются две фирмы: Subaru и Porsche. Раньше оппозитный двигатель устанавливался на такие автомобили, как Alfa Romeo, Honda, Chevrolet, Volkswagen, Ferrari и другие.

Первый оппозитный двигатель, работающий на дизельном топливе, был выпущен компанией Субару в 2008 году. Это четырехцилиндровый оппозитник с вместительностью 2 литра, способный развивать мощность до 150 л.с. При его разработке используется система Сommon Rail.

На некоторых моделях машин марки Порше используются двигатели с шестью цилиндрами (Саyman, 911). Для автомобилей спортивного класса были разработаны восьми- и двенадцатицилиндровые оппозитные двигатели повышенной мощности. Многие профессионалы говорят о том, что от работы обычных двигателей отличаются только шестицилиндровые оппозитники, четырех- и двухцилиндровые практически аналогичны.

Оппозитный боксер — основные принципы работы

В целом процесс функционирования оппозитного боксера схож с работой других двигателей внутреннего сгорания. Главной отличительной особенностью его устройства является расположение цилиндров. Цилиндры в нем установлены горизонтально, в отличие от большинства двигателей. Это устанавливает и иное движений поршней: не вверх и вниз, а справа налево и наоборот (от одного края цилиндра к противоположному).

Первоначальная разработка горизонтального оппозитного боксера не принадлежит компании Subaru, как склонны думать многие. Моторы подобного типа уже использовались ранее на пассажирских автобусах Икарус, а также на мотоциклах (как отечественного «Днепр, МТ», так и иностранного производства «эндуро-турист BMW R1200GS и прочие»). Кроме того, подобные двигатели уже давно используются в военном транспорте, в частности, в отечественных танках. Естественно, подобное строение двигателя имеет свои плюсы и минусы. Рассмотрим их наиболее подробно.

Преимущества оппозитного боксера

На фотографии оппозитный двигатель Porsche

К главным плюсам двигателя с горизонтально расположенными цилиндрами относят:

1. 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.
2. 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.
3. 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).

Недостатки оппозитного двигателя

На фотографии оппозитный двигатель Subaru Outback 2015

Несмотря на значительные преимущества, двигатель подобного типа имеет существенные недостатки, от которых разработчики пока не избавились:

1. Требует дорогостоящего обслуживания. Часто ремонт двигателей обычного строения осуществляют самостоятельно или в автосалонах за небольшую сумму. Однако в случае с оппозитным боксером это невозможно. Его конструкция слишком сложна, поэтому монтаж лучше доверить профессионалам. Причем за подобные услуги придется заплатить приличную сумму денег.
2. Из первого недостатка вытекает второй — даже при наличии достаточных средств на обслуживание этого типа двигателя, могут возникнуть трудности с поиском квалифицированного специалиста, который сможет произвести качественное обслуживание.
3. Сложность устройства боксера способствует повышению стоимости на его составные части, что создает дополнительные расходы при ремонте.
4. Повышенный расход автомобильного масла. Обычный двигатель потребляет не более трехсот грамм масла за период своего функционирования, а оппозитный гораздо больше.

Таким образом, все недостатки устройства прежде всего заключаются в дороговизне его обслуживания. Это может стать значительным фактором для многих автовладельцев. Однако, как считают представители автомобильных компаний Subaru и Porsche, качество его работы стоит затраченных средств на обслуживание.

Компания Subaru не собирается менять оппозитные двигатели на стандартные, так как ее представители склонны считать, что это будет большим шагом назад. На уровень продаж автомобилей данной марки дороговизна обслуживания двигателя никак не влияет, так как машины зарекомендовали себя исключительно с положительной стороны.

Познавательное видео про горизонтально-оппозитный двигатель:

Похожие

Объяснение расположения 12-ти цилиндровых двигателей! – Engineerine

Знаете ли вы, что некоторые двигатели имеют до 48 цилиндров и до 12 компоновок двигателей? О некоторых из этих макетов вы даже не слышали раньше! Мы перечислим все компоновки цилиндровых двигателей и кратко опишем каждую из них.

Содержание

Одноцилиндровые двигатели

Одноцилиндровые двигатели, часто называемые ударниками, имеют один поршень и один цилиндр. Их обычно можно увидеть на мотоциклах, скутерах, картингах, вездеходах, переносных инструментах, садовых машинах и некоторых других транспортных средствах.

Одноцилиндровые двигатели проще и компактнее многоцилиндровых. В одноцилиндровых двигателях воздушное охлаждение, как правило, более эффективно, чем в многоцилиндровых двигателях, из-за большей пропускной способности воздушного потока вокруг цилиндров со всех сторон.

Прямолинейные/рядные двигатели

Источник: torque.com.sg

В прямолинейных двигателях, также известных как рядные двигатели, все цилиндры выстроены по прямой линии вместе с коленчатым валом без смещения. Наклонный двигатель — это прямой двигатель, расположенный под углом.

Поскольку ряд цилиндров и коленчатый вал могут быть изготовлены из одной металлической отливки, прямолинейный двигатель построить проще, чем любой другой двигатель.

Прямолинейные двигатели имеют различные конфигурации:

• Прямой-2: известен как «параллельный сдвоенный» и используется в основном в мотоциклах
• Прямой-3: известен как «рядный-тройной».
• Straight-4: это наиболее часто используемый тип для автомобилей.
• Прямой-5
• Прямой-6
• Straight-8
• Straight-8
• Straight-10
• Straight-12
• Straight-14

V-образные двигатели

V-образные двигатели, часто называемые V-образными двигателями, имеют цилиндры, расположенные в двух параллельных плоскостях или «рядах», соединены с одним и тем же коленчатым валом. Поскольку ряды цилиндров расположены под углом друг к другу с передней стороны двигателя, они кажутся буквой «V».

Длина V-образного двигателя обычно меньше, чем у аналогичного рядного двигателя, но компромиссом является большая ширина.

Двигатели V бывают разных конфигураций:

• V2: известный как «V-twin».
• V3
• V4
• V6
• V8
• V10
• V12
• V14
• V16
• V18
• V20
• V24
• VR5: Have a single cylinder head with a narrow V angle.
• VR6: имеют одинарную головку блока цилиндров с узким V-образным углом.

Плоские двигатели

Источник: Subaru

Двигатели с двумя рядами цилиндров по обе стороны от одного коленчатого вала называются «горизонтально-оппозитными» или «оппозитными».

Обязательно прочитайте эту статью, чтобы узнать разницу между оппозитными и оппозитными двигателями.

Плоские двигатели имеют преимущества компактности, низкого центра тяжести и пригодности для охлаждения воздухом. Плоские двигатели имеют лучшую первичную балансировку, чем прямые двигатели, что приводит к меньшей вибрации.

Плоские двигатели бывают разных конфигураций:

• Плоские два
• Плоские четыре
• Плоские шесть
• Плоские восемь
• Плоско-двенадцатицилиндровый двигатель

Двигатели с оппозитными поршнями

Источник: wiki commons пара поршней делит одну камеру сгорания.

В прошлом двигатели с оппозитными поршнями, работающие на бензине или дизельном топливе, в основном использовались на кораблях, военных танках и промышленных предприятиях.

Вт двигателей

Источник: Техническая 3D-анимация / YouTube

Как и в двигателях V, в двигателях W ряды цилиндров сконфигурированы так, что они выглядят как буква W. Три или четыре ряда цилиндров поршневого двигателя имеют один и тот же коленчатый вал. Двигатели W не так распространены, как двигатели V, они короче и шире, чем двигатели V.

Одним из самых популярных двигателей W является двигатель Bugatti W16. Подробнее об этом можно прочитать в этом блоге.

Двигатели W поставляются в различных конфигурациях:

• W3
• W6
• W8
• W12
• W16
• W18
• W24
• W30

Вы уже слышали о движке X Engine

? Я не готовил эту статью.

Если смотреть спереди, цилиндры двигателя X образуют букву «Х». Двигатель X имеет четыре ряда цилиндров, окружающих один коленчатый вал. Преимущество двигателей X в том, что они короче двигателей V с таким же количеством цилиндров, но они тяжелее и сложнее. В результате на протяжении многих лет эта договоренность практически не использовалась.

Сочетание двух двигателей V легло в основу нескольких конструкций двигателей X. Например, два двигателя V соединены общим коленчатым валом, образуя двигатель X. Было много двигателей В-12, которые переделали в Х-24.

Двигатели U

Источник: vcr-i.eu

Блок цилиндров U выглядит как буква «U», если смотреть спереди.

В двигателе типа U есть два отдельных прямолинейных двигателя, каждый со своим коленчатым валом. Четырехцилиндровый двигатель U является наиболее распространенным, известным как четырехцилиндровый двигатель.

В период с 1915 по 1987 год было построено несколько двигателей U для использования в самолетах, гоночных автомобилях, гоночных и шоссейных мотоциклах, локомотивах и танках. Однако они были гораздо менее распространены, чем двигатели V.

Двигатели H

Источник: Майкл Фрей / wiki commons Двигатели

H, как и двигатели U, состоят из двух плоских двигателей, которые соединены вместе с помощью шестерен или цепей. При виде спереди блоки двигателя напоминают букву «Н». Были построены двигатели H от 4 до 24 цилиндров.

В 1930-х и 1940-х годах авиационные двигатели в основном использовали архитектуру двигателя H. 16-цилиндровый двигатель H использовался в автомобиле Lotus 43 Formula One 1966 года, а 8-цилиндровый двигатель H использовался в гонках на моторных лодках 1970-х годов.

Горизонтальный двигатель K

Источник: Glue-it

K!! Да, этот двигатель выглядит как буква «К», если смотреть спереди. В этой компоновке двигателя на шатунную шейку приходится четыре цилиндра в форме буквы «К», вертикальная сторона которой параллельна земле.

Эта конфигурация двигателя предложена и проанализирована Рушираджем Каджем. Это обеспечивает лучший баланс и меньшие потери на трение. Эта компоновка двигателя идеально подходит для морских судов, суперкаров и локомотивов, для которых требуется 8, 12 или даже 20 цилиндров.

Радиальные двигатели

Источник: Amazon

В радиальном двигателе всего один коленчатый вал, и все поршни расположены на одном месте на коленчатом валу. Этот тип двигателя использовался в основном для самолетов.

Одним из самых популярных радиальных двигателей является 28-цилиндровый двигатель Pratt & Whitney R-4360. Подробнее об этом можно прочитать в этом блоге.

Двигатели Delta Δ

Источник: Old Machine Press

Двигатели Delta имеют противоположные поршневые цилиндры, расположенные в трех различных плоскостях или «рядах», которые имеют форму буквы «Δ», если смотреть вдоль главной оси. Двигатель Napier Deltic является хорошо известным примером такой конструкции.

Этот дизельный двигатель используется в основном на кораблях и локомотивах. Цилиндры были расположены необычным треугольным расположением с коленчатым валом в каждом углу, что делало этот двигатель уникальным.

Хватит!

Думаю это очень много компоновок двигателя! Но кто сказал, что это все?

Есть еще некоторые компоновки цилиндровых двигателей, но они менее распространены.

Иди и найди их сам. И если вы уже знаете, пожалуйста, укажите их в разделе комментариев ниже, чтобы всем была полезна эта информация.

Какая компоновка двигателя в целом, по вашему мнению, является наилучшей? И какой из них, по вашему мнению, мог бы иметь больший потенциал, если бы его лучше использовали?

5
2
голосов

Рейтинг статьи

поршень и цилиндр | машиностроение

поршень и цилиндр

См. все СМИ

Связанные темы:

цилиндр
поршневое кольцо
оформление
поршень
Инсульт

См. все связанное содержание →

поршень и цилиндр , в машиностроении, скользящий цилиндр с закрытой головкой (поршнем), который перемещается возвратно-поступательно в несколько большей цилиндрической камере (цилиндр) под действием давления жидкости или против него, как в двигателе или насосе. Цилиндр паровой машины ( кв.в. ) с обоих концов закрыт пластинами с возможностью прохождения штока, жестко прикрепленного к поршню, через одну из торцевых крышек посредством сальника и сальника (паронепроницаемое соединение).

Цилиндр двигателя внутреннего сгорания закрыт с одного конца пластиной, называемой головкой, и открыт с другого конца, чтобы обеспечить свободное колебание шатуна, соединяющего поршень с коленчатым валом. Головка блока цилиндров содержит свечи зажигания в двигателях с искровым зажиганием (бензиновых) и обычно топливную форсунку в двигателях с воспламенением от сжатия (дизельные); на большинстве двигателей клапаны, контролирующие впуск свежей воздушно-топливной смеси и выпуск сгоревшего топлива, также расположены в головке.

Дополнительные сведения по этой теме

Бензиновый двигатель: поршневые двигатели

Большинство бензиновых двигателей относятся к типу поршневых двигателей с возвратно-поступательным движением. Основными узлами поршневого двигателя являются…

В большинстве двигателей цилиндры представляют собой гладкие отверстия в основном конструктивном элементе двигателя, известном как блок, который обычно изготавливается из чугуна или алюминия. На некоторых двигателях цилиндры футерованы гильзами (вкладышами), которые можно заменить при износе. В алюминиевых блоках используются вкладыши из центробежного чугуна, которые помещаются в форму при отливке алюминия; эти вкладыши не заменяемы, но их можно расточить.

Поршни обычно оснащены поршневыми кольцами. Это круглые металлические кольца, которые входят в канавки в стенках поршня и обеспечивают плотную посадку поршня внутри цилиндра. Они помогают обеспечить уплотнение для предотвращения утечки сжатых газов вокруг поршня и предотвращения попадания смазочного масла в камеру сгорания.

Важной характеристикой двигателя внутреннего сгорания является его степень сжатия, определяемая как отношение общего объема камеры сгорания с полностью выдвинутым поршнем (максимальный объем) к общему объему с полностью сжатым поршнем (минимальный объем). Фактическая степень сжатия на практике несколько меньше. Более высокие степени сжатия обычно обеспечивают лучшую производительность двигателя, но для них требуется топливо с лучшими антидетонационными характеристиками.

Тесно связанная со степенью сжатия характеристика, известная как рабочий объем — т. е. изменение объема (измеряемое в кубических дюймах или кубических сантиметрах) камеры сгорания, которое происходит при перемещении поршня из одного крайнего положения в другое . Рабочий объем связан с мощностью двигателя в лошадиных силах.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подписаться сейчас

Эта статья была недавно пересмотрена и обновлена ​​Эми Тикканен.