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.
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.
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.
Как в свое время V-образный мотор «эволюционировал» от рядного, так и оппозитная силовая установка стала своеобразным технологическим усовершенствованием V-образного двигателя внутреннего сгорания.
В середине 1930-х годов инженеры марки Volkswagen проводили собственные разработки силовых установок, модернизируя как , так и . В результате одной из таких операций инженеры «разложили» цилиндры V-образного двигателя под углом 180 градусов, получив первый в мире оппозитный двигатель. Особенность конструкции такого мотора заключается в том, что его цилиндры и поршни располагаются оппозитно (с английского «opposite» — противоположный), то есть друг напротив друга в горизонтальной плоскости.
При этом, у такого двигателя в конструкции применены по два распределительных вала с каждой стороны. Еще одной особенностью конструкции такого мотора является вертикальное размещение газораспределительных механизмов. Сконструировав подобный двигатель, инженерам Volkswagen удалось решить несколько проблем, присущих V-образным моторам, главная из которых – несбалансированность, порождающая вибрации, которые от силовой установки передаются на кузов и делают езду на автомобиле некомфортной. Эти моторы с 1938 года устанавливались на культовую модель городского хэтчбека Volkswagen Beetle. А с середины 1960-х годов ставку на оппозитные моторы сделала японская компания Subaru.
Volkswagen Beetle ’1968–72
Преимущества
Оппозитный двигатель ввиду горизонтального расположения цилиндров получил сбалансированную работу за счет того, что работающие друг от друга поршни являются своеобразным противовесом и создают такой необходимый для корректной работы мотора баланс. По оценкам специалистов, лучше оппозитного двигателя уравновешен только рядный шестицилиндровый мотор.
Еще одно преимущество, которое дает оппозитное расположение цилиндров – низкий центр тяжести, что особо ценится для спортивных машин, которым важна такая характеристика, как устойчивость при прохождении поворотов на скорости. Из-за своего горизонтального расположения мотор как бы «распластан» в подкапотном пространстве, благодаря чему крены автомобиля существенно уменьшаются.
Несомненным плюсом оппозитного двигателя является его ресурс прочности: некоторые двигатели подобного типа эксплуатировались до нескольких сотен тысяч километров до капитального ремонта.
Недостатки
Наряду с указанными выше преимуществами, есть у оппозитных двигателей и свои недостатки. Связаны они с особенностью конструкции мотора и касаются дорогого обслуживания и ремонта «оппозитника». Если в том же рядном или V-образном двигателе автовладелец может поменять , то проделать эту операцию на оппозитном моторе практически невозможно – для этого потребуется применить специальное оборудование, которым располагают только СТО. Да и стоимость его производства сравнительно высока, что в конечном итоге сказывается на ценнике автомобиля.
SUBARU BRZ оснащается оппозитным двухлитровым двигаталем мощностью 200 лошадиных сил.
Нет, японская компания Subaru, ныне входящая в крупное подразделение Subaru Corporation, не стояла у истоков создания поистине революционной горизонтально-оппозитной компоновки двигателя внутреннего сгорания. Но важно не только придумать решение, но и правильно и в нужное время воплотить его в жизнь. При всех своих преимуществах горизонтально-оппозитный двигатель сложен в производстве, а его доработка к конкретным запросам требовала как новых инженерных решений, так и соответствующих затрат. В 1960-х годах ответственным за разработку первого японского горизонтально-оппозитного двигателя, предназначенного для массового производства, в Subaru был Шинроку Момосе, девизом которого было: «Не узнаешь, если не попробуешь». К тому же у Момосе имелся определенный карт-бланш: именно он отвечал за принятие всех важных инженерных решений. Результат не замедлил сказаться: в 1966 году автомобиль Subaru 1000 был оснащен горизонтально-оппозитным двигателем ЕА 52 объемом 977 см3. Главным посылом для развития такой компоновки моторов стала возможность их надежной работы при высоких оборотах коленчатого вала. Кроме того, благодаря своей компактности эти моторы отлично подходили для переднеприводных автомобилей того времени.
В 1989 году у Subaru появилось новое поколение двигателей - EJ, которыми комплектовалась модель Legacy. И этим же годом можно датировать начало славной спортивной истории Subaru. Впечатляющим было и ее продолжение: в 1995 году Колин Макрей, выступая за рулем Subaru Impreza 555, стал чемпионом мира по ралли, а Subaru World Rally Team завоевала чемпионский титул в командном зачете. В 1996 и 1997 годах команда SWRT также была лучшей в чемпионате мира. Что же касается двигателя Subaru второго поколения в «гражданском» исполнении, то с 1989 по 2010 год этими моторами были укомплектованы более семи с половиной миллионов автомобилей, а в 2008 году двигатель EJ 257 заслужил титул «Двигатель года». Тогда же наградой был отмечен и первый дизельный горизонтально-оппозитный двигатель Subaru. А в 2010 году компания представила третье поколение (FB) своего «фирменного» горизонтально-оппозитного двигателя.
Компоновка двигателей под капотом. Слева - рядный двигатель, в центре - горизонтальнооппозитный, справа - V-образный
В чем же его достоинства? Первое преимущество горизонтально-оппозитного двигателя перед его рядными и V-образными собратьями - компактность. Такая конструкция и расположение двигателя дают больше свободы инженерам для работы с передней подвеской, в том числе - позволяют использовать полноценный подрамник, что делает всю конструкцию подвески жестче, исключая деформации кузова при нагрузке. И вместе с тем, данная конструкция двигателя позволяет понизить центр тяжести вследствие его небольшой высоты. А чем он ниже, тем меньше момент инерции относительно продольной оси автомобиля, да и крены у автомобиля с низким центром тяжести меньше. Не случайно хорошая управляемость всегда являлась одной из визитных карточек автомобилей Subaru. И здесь опять сами собой напрашиваются ассоциации со спортом…
Горизонтально-оппозитный двигатель Subaru в подкапотном пространстве модели Forester
Преимущество номер два: низкий уровень вибрации. Это весьма важно, поскольку такое качество напрямую влияет и на долговечность двигателя, и на его экономичность. Работа находящихся друг против друга поршней в горизонтально расположенных цилиндрах напоминает удары боксера (отсюда и название двигателя - Boxer): навстречу, затем в противоположных направлениях. Исходя из особенностей компоновки горизонтально-оппозитного двигателя расстояние между цилиндрами (в сравнении с аналогичными по числу цилиндров рядными и V-образными моторами) у него меньше, что позволяет сделать коленчатый вал более коротким. Это экономит вес, снижает инерционные массы и нагрузки на вал. А так как уровень вибрации горизонтально-оппозитного двигателя невысок, то и противовесы, необходимые для балансировки коленвала во время работы двигателя, требуются меньшей массы, нежели в рядном или V-образном двигателе. Естественно, в первом случае механические потери при вращении более легкой конструкции меньше, что позволяет, во-первых, экономить топливо, во-вторых, ускорить отклик двигателя на действия водителя.
Чемпионат мира по ралли 2000 года. Двигатель раллийной Subaru Impreza WRC
Еще один плюс горизонтально-оппозитного двигателя Subaru непосредственно связан с тем, о чем уже говорилось, и заключается в конструктивном решении кривошипно-шатунного механизма. Во-первых, каждый поршень с шатуном крепится на отдельной шейке коленчатого вала. Во-вторых, коленчатый вал, расположенный между двумя жесткими блоками цилиндров, сохраняет равномерность вращения при высоких частотах. Все это позволяет создавать двигатели, отлично работающие при высоких оборотах, причем отнюдь не в ущерб ресурсу. И это последнее не менее важно, чем все вышесказанное: двигатели Subaru всегда занимали высокое место в рейтинге моторов-миллионников.
Горизонтально-оппозитный двигатель новой Subaru XV
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.
Одним из самых распространенных видов двигателей внутреннего сгорания является оппозитный двигатель, которые уже достаточно долгое время применяются на винтовых самолётах, кораблях, наземных установках, автомобилях. Подобные агрегаты появились ещё в 30-х годах XX века. В автомобилях впервые стали использовать такие двигатели немецкие и японские производители авто.
Оппозитный двигатель разработан на основе V образного агрегата, у которого угол развала цилиндров до 180 градусов. Ещё одна особенность данного агрегата состоит в том, что он имеет всегда чётное количество цилиндров, которые расположены в два ряда. Однако главный принцип заключается в самом процессе работы агрегата. Дело в том, что поршни обыкновенного рядного мотора работают в противофазе, а у оппозитного поршни всегда находятся в одной фазе. Это позволяет быстрее набирать обороты и уменьшить вибрации мотора.
1. Узкая конструкция силового агрегата, позволяющая добиться более низкого центра тяжести. Это большой плюс.
2. Высокая плавность работы и хорошая балансировка двигателя. Этого эффекта помогает добиться именно то, что поршни работают в одной фазе. Плюс на лицо.
3. Отличная конструкция двигателя в плане безопасности. При сильном столкновении мотор уходит под днище автомобиля, защищая водителя от попадания травмирующих частей во внутрь салона. Это также очень большой плюс.
4. Характеристики показывают отличные результаты.
Фото. Мотор Субару
1. Допустимый расход масла значительно больше, чем у рядных моторов.
2. Сложная система газораспределения и зажигания.
3. Ремонтопригодность. Большинство элементов находятся в труднодоступных местах. Это неприятный минус.
4. Средний ресурс двигателя 120 000 километров.
5. Дороговизна ремонта.
Фото. Субару.
Сегодня большинство производителей автомобилей (Субару, Porsche, Volkswagen) с данными двигателями решили большинство вопросов, которые были озвучены в категории минусы. Оппозитные моторы обладают огромным потенциалом, поэтому дальнейшие разработки будут точно продолжаться и минусов станет намного меньше.
Интересное Видео
: Как это работает? Технологии Субару
