Что значит композитный двигатель

Оппозитный двигатель — что это такое?

• Оппозитный двигатель — что это такое?
• Как устроен оппозитный двигатель и принцип его работы
• Виды оппозитных двигателей
• Оппозитный боксер
• OPOC, возрождение старых идей
• Танковый оппозитный двигатель
• Какие сложности могут возникнуть при ремонте оппозитного двигателя?
• Ремонт оппозитного двигателя своими руками
• В чем заключаются положительные и отрицательные стороны оппозитного двигателя?

После того как был создан первый в мире двигатель внутреннего сгорания, практически сразу образовались вопросы по его модернизации и увеличению мощности. Первый мотор был одноцилиндровым, поэтому сразу начали искать решения в увеличении его мощности, то есть увеличении количества цилиндров. Но дальнейшее время развития двигателей внутреннего сгорания было не таким очевидным, потому что дополнительные цилиндры можно разместить по-разному – по горизонтали, по вертикали в ряд друг за другом, либо под углом.

Именно горизонтальное расположение цилиндров в двигателе получило название оппозитный двигатель, напротив друг друга. Такой двигатель был создан для того чтобы сместить центр тяжести автомобиля как можно ниже, а также для того чтобы уменьшить уровень вибрации. Что представляет собой такой двигатель, все его плюсы и минусы вы узнаете из сегодняшней статьи.

• Как устроен оппозитный двигатель и принцип его работы
• Виды оппозитных двигателей
• Оппозитный боксер
• OPOC, возрождение старых идей
• Танковый оппозитный двигатель
• Какие сложности могут возникнуть при ремонте оппозитного двигателя?
• Ремонт оппозитного двигателя своими руками
• В чем заключаются положительные и отрицательные стороны оппозитного двигателя?

Как устроен оппозитный двигатель и принцип его работы

Из-за того, что цилиндры располагаются в горизонтальном положении уменьшается вибрация и достигается более плавный ход. Возможно, это, получается из-за того, что во время движения поршни движутся в противоположных направлениях и тем самым осуществляется взаимная нейтрализация вибрации, и мощность нарастает плавно, без каких-либо рывков. А также двигатель изнашивается не так скоро.

Практичное устройство оппозитного двигателя оказывает хорошее влияние на устойчивость и управление автомобиля, так как в моторе расположены цилиндры в горизонтальном положении. Такое расположение мотора находится ближе к шасси. Из-за этого центр тяжести перемещается как можно ниже.

Виды оппозитных двигателей

Даже такое простое техническое решение – как расположение цилиндров двигателя в горизонтальном положении друг напротив друга, можно сделать несколькими способами. При работе оппозитного двигателя, поршни его могут двигаться различными способами. Существует несколько видов оппозитных двигателей, о которых мы расскажем ниже.

Оппозитный боксер

Когда такой двигатель работает, его поршни располагаются относительно друг друга на определенном расстоянии, и каждый из них работает в своем цилиндре – если один из них находится на максимальном расстоянии от оси мотора, то такое же место занимает и соседний. Этот порядок работы двигателя похож на движение боксеров, из-за этого его и назвали боксер. Такой вид оппозитного двигателя очень часто использует Субару.

OPOC, возрождение старых идей

У такого оппозитного двигателя как по типу ОРОС принцип построения совсем другой, нежели у оппозитного боксера. На сегодняшнее время эти двигатели начинают свое развитие заново.

Такой оппозитный двигатель – двухтактный. В одном цилиндре располагаются по два поршня, которые закреплены на одном коленчатом валу. Один из поршней предназначен для впуска смеси, а вот второй для выпуска продуктов сгорания. В такой конструкции оппозитного двигателя отсутствует головка блока цилиндров и механизм привода клапанов. Помимо этого, положительной стороной такого оппозитного двигателя считается то, что поршни работают на один коленчатый вал.

Все эти особенности двигателя сказались на его весе, он стал меньше, из-за чего сфера его применения значительно увеличилась. Еще одной особенностью, который может похвастаться этот тип двигателя это то, что он может быть как бензиновым, так и дизельным. Нужно только обязательно запомнить то, что как и любой двухтактный мотор, ему необходима продувка цилиндров. Для этого применяется электромотор с питанием от внешнего источника. В то время когда оппозитный мотор выходит на режим, электродвигатель отключается, а устройство подачи воздуха превращается в турбо наддув.

При рассматривании конструкции этого оппозитного двигателя, нужно указать на его положительные стороны: увеличение эффективности, достигаемое тем, что на два поршня давят расширяющиеся газы, а не давят на стенку камеры сгорания, а также увеличенное усилие на валу. Помимо этого, каждый из поршней проходит меньшее расстояние, из-за чего уменьшается сила трения, а значит и потери.

Рассматривая иные положительные качества, которыми обладает этот оппозитный двигатель, рассказывает компания изготовитель, которая изготавливает его как дизельный, то можно перечислить следующее:

• Такой тип мотора по сравнению с обычным турбо дизелем легче примерно 30-50 %.

• В таком оппозитном двигателе содержится на 50 % меньше деталей, чем в обычном дизельном двигателе.

• Этот тип мотра занимает намного меньше места под капотом.

• Еще положительной стороной этого мотора является его экономичность.

Но нужно знать, что такой тип оппозитного двигателя еще сыроват, а значит, все его положительные характеристики являются пока ожиданиями разработчиков.

Танковый оппозитный двигатель

Существовал и танковый оппозитный двигатель, это 5ТДФ, который был разработан специально для танков Т-64, а в последующем для Т-72 и иных танков. Этот двигатель был разработан такой мощности, которая была нужна для танка таких размеров. Поршни в таком двигателе находятся в одном цилиндре, и движутся они навстречу друг другу, но у каждого из них имеется собственный коленчатый вал.

При наименьшем расстоянии между поршнями создается камера сгорания, в которой происходит воспламенение топлива. Танковый оппозитный двигатель есть как бензиновый, так и дизельный. Так как и у оппозитного мотра, по типу ОРОС, воздух подается в цилиндры, а также отработанные газы удаляются при помощи турбо надува.

Такой способ движения поршней в встречном направлении позволил уменьшить конструкцию, обеспечить мощность и компактность двигателя. Такой танковый оппозитный мотор при обороте две тысячи, объеме тринадцать и шесть десятых литра давал семьсот лошадиных сил, при вес этом он занимал минимум места.

Какие сложности могут возникнуть при ремонте оппозитного двигателя?

Стоит отметить, что положительные характеристики оппозитного мотора проявляются, в основном, только на шестицилиндровых моторах. А вот четырех и двухцилиндровые двигатели практически ничем не отличаются от обычных силовых агрегатов. Главным недостатком оппозитного двигателя является сложность его обслуживания. Также, из-за того что цилиндры мотра находятся горизонтально, он занимает очень много места в моторном отсеке.

Самостоятельно обслужить свой автомобиль с таким двигателем, автовладелец может лишь заменив масло. Все другие работы требуют специальных приборов и из-за этого они делаются в автоцентрах. К примеру, даже самое простое заменить свечи, может уже наученный человек, так как новичок в этом деле может повредить головку цилиндров. Ремонтировать оппозитный мотор, как и любой другой, нужно только на станциях технического обслуживания.

Для того чтобы двигатель дольше прослужил нужно постоянно делать его раскоксовку. Вся работа основывается на удалении с поверхности поршней, клапанов и камеры сгорания нагара. Лучшее время для проведения этого мероприятия считается ранняя осень или весна, обычно в это время необходимо менять и моторное масло.

Ремонт оппозитного двигателя своими руками

Если на обычных моторах очистку, возможно, сделать и самому, то оппозитные двигатели требуют участия специалистов со станций технического обслуживания. В чем кроются причины очень быстрого появления нагара?

Перечислим основные причины, которые приводят к закоксовыванию камеры сгорания:

1. Если вы используете некачественное топливо – результатом этого является очень быстрое образование нагара и других органических отложений на стенках цилиндров и на поверхности поршней.

2. Также причиной является непрогретый двигатель, без нагрузки и езда на небольших оборотах.

Существует два метода, при которых можно удалить нагар: это мягкая и жесткая раскоксовка цилиндров. Если проводить мягкую раскоксовку, то очищаются только поршневые кольца.

Для этого в моторное масло необходимо добавить специальную очищающую жидкость, после чего при прохождении 200 километров пробега нужно заменить масло. В проведении жесткой раскоксовки заключается механическая очистка камеры сгорания, поршневой поверхности и клапанов через отверстия свечей. В этом процессе нет ничего сложного: необходимо в каждый из цилиндров на 12 часов залить специальную жидкость, которая размягчит нагар.

По прохождении некоторого промежутка времени свечи необходимо выкрутить, а очищающую жидкость удалить при прокрутке мотора стартером. После такой процедуры нужно прогреть двигатель и заменить моторное масло. Вся сложность чистки оппозитного мотора заключается в следующем, цилиндры двигателя находятся горизонтально и при этом может появиться проблема с заливкой очищающей жидкости. Помимо этого при стекании вниз, жидкость будет действовать только на нижнюю часть цилиндров.

В чем заключаются положительные и отрицательные стороны оппозитного двигателя?

Нужно сказать, что в истории автомобилей разработчики в разные времена применяли оппозитный двигатель, пытаясь достичь тех самых преимуществ, которыми он должен обладать. Но в наше время оппозитные двигатели чаще других применяет компания SUBARU.

Стоит отметить, что использование оппозитного двигателя обеспечит вашему автомобилю следующие преимущества:

• У автомобиля будет низкий центр тяжести, что скажется на улучшении его устойчивости при движении.

• Оппозитный двигатель обеспечит уменьшение шума и вибрации, из-за того, что поршни движутся навстречу друг другу. Из-за этого оппозитный мотор является тише, чем другие типы моторов.

• Значительный ресурс, который достигает миллиона километров при правильном использовании двигателя.

Но если существуют положительные стороны, значит и имеются отрицательные, о которых вы прочтете ниже:

• Отремонтировать оппозитный двигатель очень сложно.

• Само устройство мотора очень сложное, а значит и стоимость у него тоже немаленькая.

• Стоимость обслуживания велика, и само обслуживание очень затратное и неудобное, необходимы специалисты высокой квалификации.

• Во время эксплуатации идет большой расход моторного масла.

Даже не смотря на все перечисленные недостатки, на некоторые модели автомобилей, которые мы упоминали ранее, все равно ставят оппозитные двигатели. Производители автомобилей хорошо обдумывают все за и против, перед тем как установить такой вид двигателя.

Для двигателей внутреннего сгорания горизонтальное расположение цилиндров является одним из разнообразных вариантов построения, но не зависимо от этого, такие двигатели также отличаются большими возможностями и хорошими перспективами при применении в автомобилях.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Горизонтально-оппозитный двигатель. Плюсы и минусы

Оппозитный двигатель уже давно не новинка, но он все еще устанавливается на достаточно небольшое количество моделей. Наибольшее распространение такие двигатели получили в автомобилях марки Субару и транспортных средствах, которые производит концерт Фольксваген.

Главное отличие оппозитных движков от обычных, использующих внутренне сгорание, заключается в уникальном расположение поршней. Они расположены горизонтально, а не как в более привычных моделях, вертикально. Таким образом, мы и получаем второе название оппозитных агрегатов – горизонтальные двигатели. Поршни при этом расположены «парами» по сторонам. Работают они исключительно в горизонтальной плоскости, двигаясь то друг к другу, то изменяя направление в обратную сторону. Каждая из пар поршней имеет собственную пару валов распределения. То есть, есть мы говорим об оппозитной восьмерке, то с каждой из сторон будет находится ровно по восемь клапанов. Также нельзя не отметить, что распределительный вал расположен в вертикальной плоскости, что также отличает данный тип движка от аналогов, где используется классическая схема с горизонтальными клапанами и распредвалом.

Виды оппозитных двигателей

В поршневых двигателях внутреннего сгорания (а бывают еще и роторные) размещение цилиндров может быть разным по отношению друг к другу: под острым углом, в один ряд, звездообразно и так далее. В случае с оппозитным ДВС цилиндры находятся в одной плоскости и размещены один напротив другого под углом 180 градусов. В отличие от многих рядных моторов, оппозитный агрегат зачастую имеет два распределительных вала, а также вертикальное распределение газораспределительного механизма. Существует несколько типов оппозитных двигателей. Среди них наиболее известны: ✔ Boxer; ✔ OPOC; ✔ 5 ТДФ. Они отличаются друг от друга в основном тем, каким именно образом в них движутся поршни. Boxer
. В оппозитных двигателях этого типа каждый поршень располагается в своем собственном цилиндре, причем они расположены на определенном расстоянии друг от друга, которое всегда остается постоянным. Именно в этом и состоит главная особенность таких силовых агрегатов. Поскольку в процессе функционирования движение их поршней напоминают перемещения боксеров на ринге, то они и получили название Boxer. Двигатель EJ 25 оппозит.

OPOC
. Эта аббревиатура расшифровывается как Opposed Piston Opposed Cylinder, а особенность конструкции оппозитных двигателей этого типа состоит в том, что в них в каждом из цилиндров находится по два поршня. Они передвигаются навстречу друг другу. Оппозитные двигатели типа OPOC являются двухтактными, в них отсутствуют головки блока цилиндров и механизмы привода клапанов. Благодаря такой конструкции эти силовые агрегаты имеют небольшой вес, причем они бывают как бензиновыми, так и дизельными.

5 ТДФ
. Этот тип оппозитного двигателя является отечественной разработкой. В свое время он создавался специально для установки на танки Т-64, несколько позднее использовался в Т-72. Так же, как и в оппозитном двигателе OPOC, в его цилиндрах находится по два поршня, которые движутся навстречу друг другу, однако в отличие от него у каждого из них имеется по собственному коленчатому валу. Камеры сгорания в оппозитных двигателях 5 ТДФ располагаются между поршнями, они работают как на бензине, так и на дизельном топливе. Сейчас эти силовые агрегаты уже не выпускаются.

Разработкой силовых агрегатов активно занималась многие компании. Например, Volkswagen уделял внимание данному типу агрегатов с середины 30-х годов прошлого столетия. Это были не просто эксперименты, а стремление разработать собственный оппозитный мотор, снизить уровень вибраций, которые возникают во время работы традиционного V-образного или рядного двигателя и т.д. Кстати, свою разработку инженеры Volkswagen применили и в легендарном автомобиле Volkswagen Beetle. А с 60-х годов оппозитные двигатели стали активно использоваться японской компанией Subaru, которая занималась разработками параллельно с немцами.

Горизонтально-оппозитный двигатель. Плюсы и минусы

Конструкция горизонтально-оппозитный двигателя представляет собой два полублока с двумя цилиндрами в каждом, где расположенные под углом 180° поршни перемещаются в горизонтальной плоскости. При этом два соседних поршня всегда находятся в одинаковом положении относительно головки блока. Такое решение позволяет минимизировать вибрации, а значит, отказаться от дополнительных балансиров.

Конструктивно горизонтально-оппозитный двигатель ничем не сложнее любого из их собратьев по цеху ДВС

Наиболее массивная часть такого двигателя расположена максимально низко, чем и обусловлен оптимальный центр тяжести. А это и устойчивость автомобиля при движении, и хорошая управляемость. Отдельно стоит сказать о пассивной безопасности — конструкция подрамника способствует тому, что в случае лобового столкновения вектор смещения «плиты» двигателя направлен под автомобиль.

Этот двигатель Subaru обладает настоящим спортивным характером — им снаряжались и Subaru BRZ, и Toyota GT86

Теперь выясним, из-за чего ломают копья. Оппозитные двигатели чрезвычайно сложны по конструкции и дороги как по себестоимости, так и в обслуживании. В чем-то здесь можно согласиться. Но сначала небольшая ремарка — в этом материале мы будем говорить о современных 4‑цилиндровых моторах Boxer третьего поколения. Нельзя забывать, что появившиеся еще в 1963 году оппозитные моторы Subaru прошли длинный путь эволюции, позволивший на каждом из этапов устранять негативные моменты. Да, конструктивно оппозитник сложнее, скажем, рядной «четверки». К примеру, здесь две головки блока и, соответственно, четыре распределительных вала. Что касается обслуживания, плановое ТО Subaru Forester не дороже, чем у «одноклассников», а сам процесс работы с оппозитным мотором практически ничем не отличается от работ с традиционными конфигурациями двигателей. Более того, современные моторы Subaru серий FB и FA в конструкции газораспределительного механизма используют не ремень, а цепной привод, компонент, который в обслуживании просто не нуждается.

Горизонтально-оппозитный двигатель. Практически золотое сечение…

«Фишка» оппозитного мотора (в центре) — низкий центр тяжести. Слева — компоновка с рядным мотором, справа — с V-образным

Обслуживание и ремонт моторов Subaru, вернее, сложность связанных с этим процессом операций, тоже плодит немало слухов. Некоторые утверждают, что за ремонт моторов Subaru берутся только единицы мастеров и их услуги крайне дороги. На самом деле, любой двигатель стоит доверять исключительно профессионалам. Что касается стоимости работ, определяемых сложностью манипуляций с моторами Subaru — это чистой воды миф. Так, весьма стойким стало убеждение, что замена свечей зажигания на двигателях Subaru невозможна без вывешивания мотора. На самом деле для этой операции достаточно иметь свечной ключ с карданным шарниром и удлинителем — такие есть в любом универсальном наборе инструментов. Единственная модель Subaru, замена свечей зажигания в которой требует вывешивания двигателя, — это BRZ. Связано это с тем, что лонжерон кузова очень близко расположен к «операционному полю», и такая архитектура не позволяет извлечь ни свечу, ни катушку зажигания.

В конце концов, даже с навесным оборудованием и в сборе с CVT этот двигатель просто красив. Моторы Subaru XV и Subaru Forester

Если же говорить о более серьезных ремонтах, включая капитальные, то и в этой части современные моторы Subaru вполне дружелюбны к специалистам сервисов. Например, на моторах серии EJ, знаменитых субаровских «ежиках», которые и сегодня используются на модели STI, для того чтобы снять поршни и коленчатый вал, сначала нужно через технологические отверстия с помощью специального инструмента извлечь поршневые пальцы. На нынешних моторах серии FB конструкторы развернули разъем шатуна, сделав его асимметричным — это решение позволяет мастерам без труда демонтировать поршневую группу.

Моторы Subaru прожорливы в плане потребления масла? Мнение, основанное на «делах давно минувших дней», когда действительно были определенные претензии к расходу масла, связанные с неравномерностью износа гильз цилиндров и не имеющие никакого отношения к современным горизонтально-оппозитным двигателям «плеяд». Если сегодня подобные вопросы возникают, происходит это по вине самих пользователей и связано исключительно с нарушениями режимов обкатки. Кроме того, приветствуется постоянный предварительный прогрев двигателя до нужных минимальных температур. При дальнейшей эксплуатации автомобиля очень важно применение качественного топлива — в противном случае по истечении времени весьма вероятно залегание поршневых колец и, как следствие, повышенный расход масла.

Резюмируя все вышесказанное, можно с уверенностью утверждать, что сегодняшние горизонтально-оппозитные моторы Subaru ни одной из списка предписываемых им хронических болезней не страдают. Зато конструктивных обновлений за последнее время они получили немало. Это и новые технологии изготовления кривошипно-шатунного механизма, и внедрение системы изменения фаз газораспределения, и существенные доработки в системах смазки и охлаждения… Неизмелся лишь сам принцип работы горизонтально-оппозитного двигателя. И звук. Тот самый звук, который наверняка оказывает свое влияние на постоянное пополнение рядов субаристов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Теги: Технологии Subaru горизонтально-оппозитный двигатель Двигатель GE9X оппозитники

Предыдущая статья Гидрореактивный движитель или Электрический «водомет»

Следующая статья «ОДК-Кузнецов» снижает издержки производства ракетных двигателей

Преимущества оппозитного двигателя

По большому счету, работа оппозитного двигателя не отличается от принципа действия агрегатов других конструкций. Однако подобное расположение цилиндров имеет свои определенные преимущества, а также и недостатки.

• Самым заметным преимуществом рассматриваемых силовых установок считается почти полное отсутствие вибрации во время работы. Такой эффект достигается за счет расположения поршней, которые уравновешивают друг друга. Это не только добавляет комфорта, но и существенно увеличивает срок эксплуатации. Отсюда происходит второй «плюс»; • Впечатляющий ресурс оппозитного двигателя. Имеются данные о том, что довольно часто пробег до первого капитального ремонта составлял минимум от 500 тысяч километров. Разумеется, манера вождения вносит свои существенные коррективы. И, тем не менее, межремонтный срок довольно большой. Впрочем, сплошь и рядом можно встретить утверждения специалистов и автолюбителей, что 800-900 тысяч до первого капитального ремонта – это не более чем красивая сказка; • Моторы рассматриваемой в данной статье конструкции обеспечивают автомобилям низкий центр тяжести. Особенно это качество ценится в мощных спортивных машинах. Ведь, проходя виражи на больших скоростях, очень важно сохранить устойчивость; • Также нельзя не упомянуть об экономии места под капотом. Хотя многим этот пункт покажется спорным, ведь выигрывая по высоте, нужно при этом делать капот шире или длиннее. Вот, пожалуй, и все существенные преимущества оппозитников. Теперь нужно рассмотреть и недостатки, которых, к сожалению, несколько больше.

Конструкция «оппозита»

В самом названии двигателя — «оппозитный» — заключено главное его отличие от «обычных» двигателей — цилиндры в таком двигателе располагаются напротив друг друга (от английского «opposite» — напротив).

Эта схема так же получила название «V — образный двигатель с углом развала цилиндров 180 градусов»

Такая конструкция имеет достаточно много преимуществ перед «обычными» двигателями, однако и недостатков у неё тоже хватает.

Недостатки оппозитного двигателя

Прежде всего, стоит указать высокую стоимость обслуживания и практически полную невозможность выполнить ремонт в домашних условиях. Даже простая замена свечей зажигания требует наличия специального оборудования. При этом в сторонних автосервисах сложно найти специалиста достаточно высокой квалификации для ремонта оппозитного двигателя. Кстати, здесь будет также уместным выделить огромное количество модификаций агрегатов даже в пределах одной марки. Этим «грешит», например, бренд Субару, который сегодня является основным производителем моторов данного типа. Само собой, такая позиция усложняет ремонт, так как возможность взаимозаменить детали сводится к минимуму.
Стоимость нового автомобиля с оппозитным двигателем может оказаться заметно выше стоимости машины такой же комплектации, но с более традиционным типом ДВС. А все дело в затратах на производство самого оппозитника. Определенную роль играет и дороговизна запчастей, которая напрямую связана с указанными выше причинами.

• Добавим еще пару слов о специальном оборудовании. Например, автовладельцы со стажем и опытом знают, что шейки коленвала время от времени приходится шлифовать. Операция эта проводится на станке и не очень дорого стоит применительно к обычному ДВС. Но только если речь не идет об оппозитниках. Например, на субаровских авто шейки очень узкие и шлифовать их нужно на специальных станках. • Также отметим, что в оппозитных моторах быстрее засоряется картер двигателя по сравнению с V-образными или рядными конструкциями. Оппозитному двигателю присущ большой расход моторного масла, что обуславливается конструкцией силовой установки данного типа. А в случае, когда установлена турбина, масла расходуется еще больше. • Большие габариты двигателя позволяют его устанавливать только в продольном направлении. • Высокий расход масла, обусловленный сложностью конструкции.

ОДК изготовит детали из композитов для двигателя Sukhoi Superjet 100

Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК) планирует использовать детали из полимерных композитов (ПКМ) в составе российско-французского двигателя SaM146, которым оснащаются авиалайнеры Sukhoi Superjet 100. В настоящее время «ОДК – Сатурн» проводит испытания опытных образцов композитных деталей в составе SaM146.

SaM146 – интегрированная силовая установка, включающая двигатель и мотогондолу с реверсивным устройством. Поставки SaM146 и все услуги по послепродажному обслуживанию осуществляет компания PowerJet – совместное предприятие французской Safran Aircraft Engines и «ОДК – Сатурн».

Рыбинское предприятие отвечает за разработку и производство вентилятора и компрессора низкого давления, турбины низкого давления, общую сборку двигателя SaM146 и его испытания, а Safran Aircraft Engines – за компрессор высокого давления, камеру сгорания, турбину высокого давления, коробку агрегатов, САУ и интеграцию силовой установки.

Мы активно работаем над созданием и внедрением деталей из полимерных композиционных материалов в состав авиадвигателей. Это позволяет существенно улучшить основные характеристики изделия

ДМИТРИЙ КАРЕЛИН, зам ген конструктора «ОДК – Сатурн»

«ОДК – Сатурн» работает над улучшением ресурсных и технических характеристик двигателя. Одно из направлений – замена существующих металлических деталей двигателя на конструкции из полимерных композиционных материалов. Они состоят из пластичной основы (матрицы) и армирующих наполнителей, обладающих высокой жесткостью и прочностью.

«Мы активно работаем над созданием и внедрением деталей из полимерных композиционных материалов в состав авиационных двигателей, поскольку это позволяет существенно улучшить основные характеристики изделия», – говорит заместитель генерального конструктора «ОДК – Сатурн» по научно-исследовательской работе Дмитрий Карелин.

В частности, одной из задач является снижение веса двигателя SaM146 и других газотурбинных двигателей, выпускаемых предприятиями ОДК. Целевыми показателями при этом являются снижение массы детали на 20-40% и стоимости изготовления на 10-50%, пояснил Дмитрий Карелин.

В настоящее время первые опытные образцы, произведенные на «ОДК – Сатурн», уже проходят комплекс испытаний в составе двигателя SaM146. Разработанные технологии будут внедрены и в другие силовые установки ОДК.

Ключевые технологические направления, по которым ведется освоение данной технологии, – это ПКМ для статорных деталей на основе термопластичной матрицы и ПКМ для нагруженных деталей двигателя с 3D-тканой армирующей структурой.

«Анализ мировых тенденций показал, что зарубежные компании-лидеры уже осуществляют переход от традиционных слоистых полимерных композитов к материалам нового поколения, – рассказывает Дмитрий Карелин. – Это связано с повышением надежности деталей из новых материалов в сравнении со слоистыми ПКМ».

Как он отмечает, простое повторение опыта мировых компаний не позволит осуществить технологический скачок и, тем более, опередить их. Поэтому необходимо рассматривать новые современные технологии, имеющие максимальные перспективы применения.

«Серьезный прорыв можно осуществить с началом промышленного освоения и эксплуатации деталей из термопластичных ПКМ. Использование данных материалов позволяет проводить повторный расплав-отверждение, а, значит, существенно расширяет технологические возможности создания деталей из ПКМ, делает возможным использование технологий сварки, штамповки, литья, гибридных технологий формования, позволяет ремонтировать детали в условиях эксплуатации при появлении повреждений», – отметил Дмитрий Карелин.

Технология создания сложных пространственно-армирующих структур из непрерывного углеволокна, которую также осваивают в «ОДК – Сатурн», позволяет управлять и контролировать распределение механических свойств внутри детали за счет 3D-армирования. Это делает возможным справиться с самым главным недостатком традиционных ПКМ – склонность к межслойному расслоению.

События, связанные с этим

«Сокол» защитит военные аэродромы

Ростех и ОАК заключили соглашение о сотрудничестве

Обзор оппозитного двигателя

Оппозитными двигателями являются двигатели внутреннего сгорания (ДВС) с горизонтальным расположением цилиндров. Такие моторы называют ещё «боксёрами», из-за движения поршней друг от друга или в обратном направлении (друг к другу), причём поршни в паре всегда имеют одинаковое расположение (например, находятся в нижней рабочей точке). Каждый поршень устанавливается на обособленной шатунной шейке коленвала. Количество цилиндров всегда кратно двум и может быть от 2 до 12. Наибольшую популярность имеют «боксёры» с четырьмя и шестью цилиндрами. 8-ми и 12-и цилиндровые ДВС повышенной мощности были разработаны для спортивных автомобилей.

Историческая справка

Пальму первенства разработок такого типа двигателей несет автомобильный концерн Volkswagen. Его разработка была закончена в далеком 1938 году и установлен он был на самый легендарный в мире, народный автомобиль Фольксваген Жук (Volkswagen Käfer).

Фольксваген и в настоящее время ставит оппозитный двигатель на престижные автомобили Porsche 997

В сороковых годах прошлого века японский концерн Субару (SUBARU) тоже разрабатывал оппозитную конструкцию двигателя. Он тоже продвинулся в своих разработках и на сегодняшний день комплектует такими движками целый модельный ряд.

Разрабатывая такую конструкцию, инженеры стремились снизить центр тяжести автомобиля, добиваясь таким способом большей устойчивости.

Преимущества

Плюсы сбалансированной работы такого с горизонтально расположенными цилиндрами оппозитного двигателя обеспечивают работающие друг от друга поршни, которые являются неким противовесом и создают необходимый баланс для осуществления корректной работы агрегата. Оценивая плюсы этого двигателя, специалисты склоняются к мнению, что лучше уравновешен шестицилиндровый рядный движок.

Другим преимуществом оппозитного расположения цилиндров можно назвать низкий центр тяжести, который особенно ценен в спортивных машинах. Так как это преимущество дает необходимую устойчивость в момент скоростного прохождения поворотов.

Несомненное качество оппозитного агрегата характеризуется в ресурсе его прочности. То есть, подобные моторы проходили не одну сотню тысяч километров перед капитальным ремонтом.

Плюсы и минусы оппозитных двигателей

Коленвал и поршни оппозитного двигателя

Как и другие типы двигателей внутреннего сгорания, оппозитные силовые агрегаты имеют как плюсы, так и минусы. Что касается плюсов, то одним из самых существенных из них является очень низкий уровень вибраций во время работы. Этим такие моторы обязаны именно оппозитному расположению своих поршней. Дело в том, что при движении они взаимно уравновешивают друг друга, и практически полностью отсутствует тот дисбаланс сил, который приводит к возникновению вибраций.

Это преимущество оппозитных двигателей влечет за собой и еще один значительный плюс: поскольку вибраций практически нет, то и износ движущихся частей происходит гораздо медленнее, чем в, скажем, V-образных двигателях. Соответственно ресурс таких моторов весьма велик: практика показывает, что величина их пробега до капитального ремонта составляет около полумиллиона километров. Некоторые владельцы автомобилей, на которых установлены оппозитные двигатели, утверждают, что эта цифра на практике даже больше и составляет от 600 000 до 700 000 километров.

Еще один плюс силовых агрегатов этого типа состоит в низком центре тяжести. Именно поэтому их часто устанавливают на спортивные автомобили. При прохождении поворотов на больших скоростях оппозитные двигатели обеспечивают повышенную устойчивость машин. Кроме того, как уже упоминалось выше, достоинством моторов этого типа вполне можно считать и их небольшую высоту. Справедливости ради, следует заметить, что при этом они несколько шире силовых агрегатов других типов (к примеру, те же V-образных моторов).

Что касается минусов оппозитных двигателей, то основными из них являются следующие: высокая стоимость и сложность в ремонте. Конструкция таких моторов подразумевает высокую точность изготовления многих их основных элементов, применение дорогих высокопрочных материалов. К тому же, их сборка и наладка существенно более сложны, чем аналогичные процедуры для V-образных или рядных ДВС. Диагностика и устранение неполадок оппозитных двигателей возможны только при наличии специализированного оборудования и специально обученным персоналом. Само собой разумеется, что даже незначительный ремонт таких моторов обходится владельцам автомобилей, на которых они установлены, недешево.

Также существенным недостатком оппозитных двигателей считается значительный расход масла. Впрочем, и по такому показателю, как расход топлива, они пока уступают современным V-образным и рядным силовым агрегатам.

Оппозитный двигатель: плюсы и минусы

Главные преимущества оппозитного двигателя:

1. Сбалансированная работа и высокий КПД. Это обусловлено расположением поршней по горизонтали, когда они друг другу обеспечивают противовес. Самой эффективной моделью такого двигателя в плане управляемости и баланса считается оппозитная шестерка.
2. Низкий центр тяжести в автомобиле, повышающий его устойчивость. Такое преимущество не слишком полезно городскому автомобилю, но очень нужно спортивным авто, для которых жизненно важна устойчивость на высокой скорости.
3. Высокая надежность и долговечность. Большинство из оппозитных моторов способны проработать до капремонта 500 тыс. км, что намного выше ресурса работы двигателей многих бюджетных автомобилей, в том числе Фольксвагена.
4. Соответствие высоким стандартам пассивной безопасности. В случае лобового столкновения такой двигатель смещается вниз, не нанося вреда пассажирам и водителю.

Слабые стороны оппозитов:

1. Конструктивные особенности агрегата, делающие ремонт слишком дорогим. Для обслуживания такого двигателя требуется высокий профессионализм мастера, а также использование специального оборудования.
2. Большие габариты двигателя позволяют его устанавливать только в продольном направлении.
3. Высокий расход масла, обусловленный сложностью конструкции.

Минусы оппозитного двигателя

Если у оппозитного двигателя есть плюсы, то непременно имеются и определенные минусы:

• затратное самообслуживание – требуется привлечение профессионалов;
• дорогостоящий и сложный ремонт, ведь составные части отличаются своей повышенной стоимостью;
• дороговизна силовой установки;
• сложность конструкции;
• увеличенный расход масла во время работы.

Несмотря на описанные выше минусы, многие автопроизводители оснащают свои модели именно такими агрегатами. Компании-разработчики хорошенько взвешивают все аргументы за и против, прежде чем воспользоваться именно таким типом мотора. Основной плюс – большие возможности и широкие перспективы.

Читайте также:Что такое кик-даун в машине на автомате?

Так, все негативные аспекты, по сути, сводятся к дорогому обслуживанию, что может сказаться на выборе большинства автолюбителей не в пользу представленных агрегатов. Однако крупные производители (Porsche, Subaru) считают, что качество требует больших вложений в сервис.

К примеру, японский автоконцерн не собирается возвращаться к традиционным двигателям внутреннего сгорания, ведь они полагают, что в таком случае совершат шаг назад в технологическом плане. Поскольку автомодели зарекомендовали себя лишь наилучшим образом, то уровень продаж никак не зависит от расценок на обслуживание.

Современные оппозитные двигатели

На данный момент, разработкой и установкой оппозитных двигателей занимаются Porsche и Subaru, а раньше такой мотор устанавливался на Volkswagen, Honda, Toyota, Ferrari и др. Похожие двигатели можно найти на пассажирских Икарусах, мотоциклах, в военной технике (например, танках).

Принцип работы «оппозитника» в общем схож с функционированием других типов ДВС, а двух- и четырёхцилиндровых «боксёров»,практически аналогичен. Главная отличительная особенность – это расположение цилиндров. Не следует путать оппозитный двигатель с V-образным и углом развала в 180 град, т.к. во втором из них, соседние поршни расположены на одной шатунной шейке и находятся в разных точках цилиндров в одно и то же время.

Оппозитный двигатель преимущества:

• Первое и самое главное преимущество, это почти нет вибрации. Движение поршней в разные стороны максимально уравновешивают силы, возникающие при смене вектора движения поршней. Это влияет не только на комфорт, но и на ресурс работы такого двигателя;
• Ресурс. Именно такая компоновка расположения цилиндров дает удивительно высокий ресурс оппозитного двигателя. Они выхаживают свыше 500 тыс. км. Очень много можно встретить автомобилей SUBARU с пробегом до 900 тыс. км. без капитального ремонта;
• Центр тяжести. Это очень нравится конструкторам спортивных автомобилей. Низкий центр тяжести естественно придает больше устойчивости и крайне полезен для гонок, хотя и у серийных автомобилей такое преимущество ценится не меньше;
• Больше места под капотом. Хотя это компенсируется неудобством того, что с боков надо место освобождать, чтобы скомпоновать его, не сильно расширяя капот и переднюю подвеску.

Цель создания оппозитного двигателя

Появление первых оппозитных двигателей датируется 1938 годом, которые с успехом устанавливались на модельный ряд автомобилей Volkswagen Käfer (иначе называют Фольксваген Жук). Право первенства на разработку этого горизонтально оппозитного движка. Некоторые модели авто, включенных в модельный ряд Volkswagen Group, имеют комплектацию именно этими силовыми агрегатами (в качестве примера может стать модели Porsche 997, Porsche Boxster и так далее).

Параллельно с Volkswagen Group, свои разработки подобного двигателя в 40-х годах вела компания SUBARU. И даже сегодня, эта компания оснащает свой модельный ряд именно этими горизонтально-оппозитными агрегатами.

Создавая эту модель двигателя конструктора, стремились к созданию агрегата способного снизить центр тяжести машины. Наверное, никому не стоит объяснять, что чем центр тяжести ниже, тем ездовая характеристика авто выше, да и во время поворотов авто будет меньше кренить.

Конструкция и особенности работы оппозитного двигателя

Схема работы оппозитного двигателя

Оппозитными называются такие двигатели внутреннего сгорания, угол развала цилиндров которых составляет 180°. Поршни в них двигаются в горизонтальной плоскости, причем зеркально друг по отношению к другу. Это означает, что своей верхней точки они достигают одновременно. Кстати говоря, именно это является одним из главных отличий оппозитных силовых агрегатов от более распространенных V-образных: в них движение поршней осуществляется синхронно (когда один из них находится в верхней точке, второй располагается в нижней).

Благодаря такому расположению цилиндров оппозитные двигатели имеют низкий центр тяжести. Кроме того, их высота существенно меньше, чем у V-образных, они более «плоские» и занимают меньше места в подкапотном пространстве. Одной из отличительных особенностей оппозитных двигателей является наличие двух газораспределительных механизмов (коленчатый вал у них, так же, как и у V-образных, чаще всего один). Что касается принципа работы этих моторов, то он точно такой же, как и у всех остальных ДВС: перемещение поршней, приводящих в движение коленвал, осуществляется за счет давления газов, образующихся при сгорании топливной смеси.

Типы оппозитных двигателей

Оппозитный двигатель с момента создания совершенствовался более 70 лет, что привело к появлению его следующих модификаций:

1. Boxer – фирменная разработка Субару. Отличается равным удалением поршней друг от друга: когда один расположен в ВМТ, второй находится в нижней.

2. ОРОС. В течение длительного периода не был востребован, но в последнее время двигатель устанавливается на автомобили и усовершенствуется. В конструкции применен один коленвал, а в каждом цилиндре работает 2 поршня, работающих навстречу друг другу.

3. Танковый ТДФ. Используется на танках, разработанных в СССР. Это двухтактный двигатель, применяющийся только на военной технике.

Сложности при ремонте и обслуживании оппозитного двигателя

Важно отметить, что зачастую положительные моменты указанных моторов заметны лишь в силовых агрегатах, которые располагают шестью цилиндрами, а вот 2-х и 4-х цилиндровые мало чем отличаются от традиционных ДВС.

Если необходимо провести некие манипуляции с таким типом двигателя, то тут непременно нужно обращаться к специалистам в автосервис. Самостоятельно вы сможете лишь заменить масло. Даже замену свечей лучше поручить профессионалам, новички с легкостью навредят головке цилиндра. Полный ремонт производится только на особых сервисных станциях.

Продолжить срок службы может своевременная и систематическая раскоксовка. Эта процедура подразумевает очищение поверхности камеры сгорания, клапанов и поршней от нагара. Проводится операция в осенний сезон или в марте, когда также весьма разумно проверить и моторное масло.

В материале мы рассмотрели, что значит понятие «оппозитный двигатель», описали принцип функционирования, возможные за и против. Надеемся, что это поможет определиться с выбором не только мотора, но и будущей автомодели на которой может быть установлен подобный силовой агрегат.