Kompozitný motor Subaru. Boxerové motory, ich výhody, nevýhody a rozsah

Nie, japonská spoločnosť Subaru, dnes súčasť veľkej divízie korporácie Subaru, nestála pri zrode skutočne revolučného horizontálne protiľahlého usporiadania spaľovacieho motora. Dôležité je ale nielen prísť s riešením, ale ho aj správne a v správnom čase zrealizovať. So všetkými svojimi výhodami sa horizontálne protiľahlý motor ťažko vyrába a jeho zdokonalenie podľa špecifických požiadaviek si vyžadovalo nové technické riešenia a zodpovedajúce náklady. Shinroku Momose bol v 60. rokoch zodpovedný za vývoj prvého japonského horizontálne protiľahlého motora pre sériovú výrobu v Subaru, ktorého mottom bolo „Nevieš, ak neskúsiš“. Okrem toho mal Momose istú carte blanche: bol to on, kto bol zodpovedný za prijímanie všetkých dôležitých inžinierskych rozhodnutí. Výsledok sa neprejavoval pomaly: v roku 1966 bolo Subaru 1000 vybavené horizontálne protiľahlým motorom EA 52 s objemom 977 cm3. Hlavnou správou pre vývoj takéhoto usporiadania motorov bola možnosť ich spoľahlivej prevádzky pri vysokých otáčkach kľukového hriadeľa. Okrem toho boli tieto motory vďaka svojej kompaktnosti ideálne pre autá s predným náhonom tej doby.

V roku 1989 dostalo Subaru novú generáciu motorov – EJ, ktoré boli vybavené modelom Legacy. A začiatok slávnej športovej histórie Subaru možno datovať do rovnakého roku. Pôsobivé bolo aj jej pokračovanie: v roku 1995 sa Colin McRae na Subaru Impreza 555 stal majstrom sveta v rely a Subaru World Rally Team získal titul tímového šampióna. V rokoch 1996 a 1997 bol tím SWRT najlepší aj na svetovom šampionáte. Čo sa týka civilného motora Subaru druhej generácie, od roku 1989 do roku 2010 bolo týmito motormi vybavených viac ako sedem a pol milióna áut a v roku 2008 získal motor EJ 257 titul „Motor roka“. Zároveň bol ocenený aj prvý horizontálne protiľahlý dieselový motor Subaru. A v roku 2010 spoločnosť predstavila tretiu generáciu (FB) svojho charakteristického horizontálne protiľahlého motora.

Usporiadanie motora pod kapotou. Vľavo - radový motor, v strede - vodorovne protiľahlý, vpravo - v tvare V

Aké sú jeho výhody? Prvou výhodou horizontálne protiľahlého motora oproti jeho radovým motorom a motorom v tvare V je jeho kompaktnosť. Táto konštrukcia a usporiadanie motora dáva inžinierom väčšiu voľnosť pri práci s predným zavesením, vrátane umožnenia použitia plnohodnotného pomocného rámu, vďaka ktorému je celá konštrukcia zavesenia tuhšia, čím sa eliminuje deformácia karosérie pri zaťažení. A zároveň táto konštrukcia motora umožňuje znížiť ťažisko vďaka nízkej výške. A čím je nižšia, tým menší je moment zotrvačnosti vzhľadom na pozdĺžnu os auta a náklony auta s nízko položeným ťažiskom sú menšie. Nie je náhoda, že dobrá ovládateľnosť bola vždy jedným z charakteristických znakov automobilov Subaru. A tu sa opäť navrhujú asociácie so športom ...

Subaru vodorovne protiľahlý motor v motorovom priestore modelu Forester

Výhoda číslo dva: nízke vibrácie. To je veľmi dôležité, pretože táto kvalita priamo ovplyvňuje trvanlivosť motora a jeho účinnosť. Práca piestov umiestnených oproti sebe vo vodorovne usporiadaných valcoch pripomína údery boxera (odtiaľ názov motora - Boxer): smerom, potom v opačných smeroch. Na základe vlastností usporiadania horizontálne protiľahlého motora je vzdialenosť medzi valcami (v porovnaní s radovými motormi a motormi v tvare V s rovnakým počtom valcov) menšia, čo umožňuje skrátiť kľukový hriadeľ. . To šetrí hmotnosť a znižuje zotrvačné hmoty a zaťaženie hriadeľa. A keďže úroveň vibrácií vodorovne protiľahlého motora je nízka, protizávažia potrebné na vyváženie kľukového hriadeľa počas chodu motora vyžadujú menšiu hmotnosť ako v radovom motore alebo motore v tvare V. Prirodzene, v prvom prípade sú mechanické straty počas otáčania ľahšej konštrukcie menšie, čo umožňuje po prvé šetriť palivo a po druhé urýchliť reakciu motora na činnosť vodiča.

Majstrovstvá sveta v rely 2000. Motor Subaru Impreza WRC Rally

Ďalšie plus vodorovne protiľahlého motora Subaru priamo súvisí s už povedané a spočíva v konštruktívnom riešení kľukového mechanizmu. Najprv je každý piest ojnice namontovaný na samostatnom čape kľukového hriadeľa. Po druhé, kľukový hriadeľ, umiestnený medzi dvoma pevnými blokmi valcov, udržuje rovnomerné otáčanie pri vysokých frekvenciách. To všetko vám umožňuje vytvárať motory, ktoré dokonale fungujú pri vysokých rýchlostiach a vôbec nie na úkor zdrojov. A toto posledné nie je o nič menej dôležité ako všetky vyššie uvedené: motory Subaru vždy zaujímali vysoké miesto v rebríčku miliónových motorov.

Horizontálne protiľahlý motor nového Subaru XV

Bežný človek na ulici, ktorý sa zaujíma o autá, toho o motore boxer veľa nevie. V podstate len to, že valce v ňom majú vodorovné usporiadanie a takýto motor je nainštalovaný na Subaru. Skúsme si rozšíriť obzory našich vedomostí a porozprávať sa o motoroch boxer.

Boxerový motor je usporiadanie motora s vnútorným spaľovaním, v ktorom sú piesty rovnobežné s povrchom v horizontálnej rovine. V tomto prípade sú dva susedné piesty v rôznych polohách voči sebe súčasne. Ich pohyb je veľmi podobný boju v ringu a motory sa často nazývajú boxeri. Jedným z charakteristických znakov je uloženie každého piesta na vlastnom čape ojnice kľukového hriadeľa. V tomto prípade je počet piestov vždy deliteľný dvoma. Najpopulárnejšie sú štvorvalcové a šesťvalcové motory typu boxer.

Niektorí si mýlia boxery s motorom v tvare V. Napriek niektorým podobnostiam v dizajne existujú významné rozdiely. Takže v tvare V sú susedné piesty na rovnakom čape ojnice a pri súčasnom pohybe sú v opačných bodoch pracovného zdvihu.

Je možné rozlíšiť nasledujúce výhody tohto typu motora:

• nízke ťažisko;
• znížené pracovné vibrácie;
• zvýšená bezpečnosť pri čelnej zrážke.

Každá z výhod má svoje opodstatnenie. Nižšie ťažisko teda znamená lepšiu ovládateľnosť a trakciu vozidla a nižšia poloha motora ho dáva do súladu s prevodovkou, čo výrazne zlepšuje efektivitu prenosu otáčok.

Boxer motor má vďaka svojmu usporiadaniu znížené vibrácie. To umožňuje jeho inštaláciu na kľukový hriadeľ vybavený tromi hlavnými ložiskami a nie piatimi, ako je to zvyčajne. Zároveň je možné výrazne znížiť rozmery a hmotnosť celej konštrukcie.

Vysoká bezpečnosť je tiež diktovaná nízkym umiestnením. Pri čelnom náraze ide motor pod priestor pre cestujúcich, čo zaisťuje prežitie pasažierov na predných sedadlách. A v konečnom dôsledku má motor boxer charakteristický zvuk, ktorý sa vôbec nepodobá zvuku bežného motora.

Nič sa nedeje bez chýb, tie má aj motor boxer. Tie obsahujú:

• dostatočná náročnosť opravných prác v dôsledku konštrukčných prvkov. Často je potrebné demontovať motor, aby bolo možné vykonať určitú prácu.
• remeselníci zaznamenávajú rozdielne opotrebovanie valcov v dôsledku horizontálneho usporiadania piestov a ďalšej vysokej spotreby oleja.

Dnes sa boxer motor stal charakteristickým znakom značiek ako Subaru a Porche. Predtým to bolo možné vidieť na autách rôznych značiek pochádzajúcich z Nemecka, USA, Japonska, Talianska.

Subaru dáva tieto motory do svojich áut už od roku 1963. Štvorvalec prichádza v troch generáciách: rad EA, EJ a FB. Šesťvalcový oceľový dopravník je o niečo neskorší, ale má tiež tri série: ER, EG a EZ.

Väčšina motorov tohto typu beží na benzín a má distribuované vstrekovanie paliva so systémom časovania horných ventilov. Existujú motory s jedným (SOHC) alebo dvoma (DOHC) vačkovými hriadeľmi, poháňané od kľukového hriadeľa remeňovým alebo ozubeným prevodom. Vo všetkých motoroch tohto typu je schéma výmeny plynu založená na štyroch ventiloch. Nechýbajú ani preplňované motory boxer.

Tretia generácia motorov je dnes vrcholom inžinierstva, ktorý má malé rozmery, jednoduchý dizajn, nízku spotrebu paliva a znížené emisie do atmosféry. Na dosiahnutie všetkých týchto ukazovateľov sa vykonalo nasledovné:

• zvýšený kompresný pomer zmesi zvýšením zdvihu piestu a zmenšením objemu spaľovacej komory;
• diely sa stali oveľa ľahšími vďaka ich realizácii kovaním, a nie odlievaním;
• bol uvedený do prevádzky systém variabilného časovania ventilov (AVCS);
• vďaka novému olejovému čerpadlu sa zvýšili zdroje motora a kvalita mazania;
• Chladenie hlavy motora a bloku valcov prebieha oddelene pomocou sekundárneho okruhu, čo zvyšuje účinnosť.

V roku 2008 sa prvýkrát objavil naftový motor typu boxer, ktorý predstavilo Subaru. Má 4 valce a 150 koní. Jeho usporiadanie využíva progresívny systém vstrekovania a prepĺňania turbodúchadlom.

Porshe na niektoré zo svojich modelov montuje aj motory typu boxer. Toto sú 911, Boxter, Cayman. Používajú šesťvalcové motory. Pre pretekárske autá boli vyvinuté aj osemvalcové a dvanásťvalcové motory typu boxer.



Video o motoroch Subaru boxer:

Zariadenie a vlastnosti motorov Subaru boxer:

Riešenie problémov a kontrola protiľahlého spaľovacieho motora Subaru EJ257 2,5l. turbo (video, prednáška):

Dobrý deň. V tomto článku sa dozviete, čo je motor boxer, aké sú jeho výhody a nevýhody v porovnaní s klasickými spaľovacími motormi.

Je dobre známe, že motory boxer sú inštalované len na určitých modeloch automobilov, a preto priťahujú veľkú pozornosť.

"Boxer" je typ motora s vnútorným spaľovaním (ICE), v ktorom sa piesty pohybujú horizontálne k sebe a späť. Uhol piestu je 180°. Tým sa táto úprava líši od bežného motora v tvare V. V ňom je okrem prvého páru piestov aj dvojica susedných, ktoré pri pohybe prvého páru zaujímajú voči sebe rovnakú polohu.

Motor typu boxer môže mať rôzny počet valcov, ale vždy je párny. V súčasnosti je v dizajne od 2 do 16 valcov. Posledný variant bol vybavený niektorými športovými modelmi Porsche. Najbežnejšie sú 4 a 6-valcové motory.

Typy motorov boxer.

Ako už bolo spomenuté, pohyb piestov v motore môže prebiehať rôznymi spôsobmi. V závislosti od smeru tohto pohybu sa rozlišuje niekoľko typov „protikladov“.

Prvou verziou predstavenia je „boxer“, pomenovaný tak, pretože pohyby piestov v ňom smerujú k sebe a sú veľmi podobné boju v boxerskom ringu. Vzhľadom na to, že každý piest je inštalovaný pomocou ojnice na samostatnom čape ojnice kľukového hriadeľa, ukazuje sa, že každý je umiestnený vo svojom vlastnom valci. V súlade s tým sú počas rovnakej vzdialenosti od osi motora v najväčšej vzdialenosti umiestnené priamo oproti sebe. Tento variant organizácie sa často používa v motoroch automobilového radu Subaru a Porsche.

Druhým variantom konštrukcie „opozitára“ je „OROS“. Je dvojtaktný. Každý valec motora tohto typu obsahuje súčasne dvojicu piestov (prvý zabezpečuje vstup zmesi, druhý - výstup produktov spaľovania), upevnených na jednom kľukovom hriadeli. V tomto prípade oba piesty pracujú na rovnakom kľukovom hriadeli. Vďaka takejto organizácii sa hmotnosť „oponenta“ výrazne znížila, čo umožnilo rozšíriť rozsah jeho použitia.

Výhody motora typu boxer:

Jednou z hlavných výhod boxera je nízke ťažisko. To zase prispieva k najlepšej ovládateľnosti auta, umocňuje jeho stabilitu, čo je veľmi cenné najmä pri športových autách, napríklad pri prejazde zákrutami vo vysokej rýchlosti. Štrukturálne všetko vyzerá celkom jednoducho: znížený motor susedí s prevodovkou na rovnakej osi, vďaka čomu sa výkon prenáša oveľa efektívnejšie ako pri jeho zvyčajnom usporiadaní.

Druhou nepochybnou výhodou motora boxer možno nazvať takmer úplnú absenciu vibrácií v ňom, s výnimkou tých, ktoré vznikajú zotrvačnými silami, ktoré majú tendenciu otáčať ho okolo vertikálne umiestnenej osi. Motor beží hladko, pretože pohyb susedných piestov je plynulý.

Tretím plusom, ktorý je neoddeliteľne spojený s druhým, je to, že kľukový hriadeľ je v dôsledku vyváženia hmotnosti v „protiklade“ inštalovaný iba na troch ložiskách, čo výrazne znižuje dĺžku motora, a teda aj jeho hmotnosť.

Ďalšou výhodou je zabezpečenie pasívnej bezpečnosti. Je to spôsobené tým, že pri čelnej zrážke áut prejde motor pod karosériu auta bez ohrozenia života cestujúcich.

„Protivník“ v prevádzkovom stave vydáva charakteristický zvuk, vďaka ktorému ho možno odlíšiť od iných spaľovacích motorov. Túto funkciu považujú mnohí vodiči za výhodu.

Nevýhody motora typu boxer:

Bohužiaľ, konštrukcia motora je zároveň jeho nevýhodou, pretože oprava je dosť namáhavá. Je potrebné demontovať celú zostavu z vozidla aj pri menších opravách. Zložitosť práce sa pre majiteľa auta premieta do vysokých nákladov na opravy. Okrem toho sa vyžaduje aj vysoká kvalifikácia pracovníkov, čo znemožňuje vykonávať svojpomocnú opravu v garáži.

Líšia sa od seba nielen typom spotrebovaného paliva, ale aj konštrukčnými vlastnosťami. Napríklad v usporiadaní valcov je veľká rozmanitosť. Každá možnosť má svoje silné a slabé stránky. V tomto prípade sa zvážia výhody a nevýhody motora typu boxer.

Prečítajte si v tomto článku

Aké sú vlastnosti motora boxer

V piestových spaľovacích motoroch (a existujú aj rotačné) môže byť umiestnenie valcov navzájom odlišné: v ostrom uhle, v jednom rade, v tvare hviezdy atď. V prípade protiľahlého valca sú valce v rovnakej rovine a sú umiestnené oproti sebe pod uhlom 180 stupňov. Na rozdiel od mnohých radových motorov má protiľahlý agregát často dva a tiež vertikálne rozvody. Existuje niekoľko typov motorov typu boxer. Medzi najznámejšie patria:

• Boxer. Líši sa tým, že piesty umiestnené pred sebou sa pohybujú ako boxeri v ringu. To znamená, že keď je jeden z nich v krajnom hornom bode, druhý zaujme krajnú spodnú polohu. Vždy sú od seba rovnako vzdialené;
• OPOS - Protiľahlý piest proti valcu. Princíp činnosti je v tomto prípade taký, že piesty sú v pároch v jednom valci (horný a spodný piest). Pohybujú sa smerom k sebe otáčaním kľukového hriadeľa.
• 5 THF. Ide o dvojtaktný tankový motor sovietskej výroby, ktorý sa používal na tankoch T-64 a T-72. Zaujímavosťou tohto agregátu je jeho viacpalivová kapacita. Hlavným palivom je pre neho motorová nafta. Pomocou špeciálneho spínača na vysokotlakovom palivovom čerpadle však bolo možné spustiť prevádzku na benzín alebo na zmes benzínu s petrolejom a naftou a motor mohol bežať aj na letecký benzín. Je pravda, že bolo potrebné opraviť aj uhol zapaľovania (časovanie vstrekovania).

Mnoho spoločností sa aktívne podieľalo na vývoji pohonných jednotiek. Napríklad Volkswagen sa tomuto typu agregátu venuje už od polovice 30. rokov minulého storočia. Neboli to len experimenty, ale túžba vyvinúť vlastný motor typu boxer, znížiť úroveň vibrácií, ktoré vznikajú pri prevádzke tradičného motora v tvare V alebo radového motora atď. Mimochodom, inžinieri Volkswagenu aplikovali svoj vývoj na legendárny Volkswagen Beetle. A od 60-tych rokov motory boxer aktívne využíva japonská spoločnosť Subaru, ktorá sa vyvíjala súbežne s Nemcami.

Výhody protiľahlého spaľovacieho motora

Vo všeobecnosti sa prevádzka motora boxer nelíši od princípu činnosti jednotiek iných konštrukcií. Toto usporiadanie valcov má však určité výhody, ale aj nevýhody.

• Najvýraznejšou výhodou uvažovaných elektrární je takmer úplná absencia vibrácií počas prevádzky. Tento efekt je dosiahnutý prostredníctvom usporiadania, ktoré sa navzájom vyrovnáva. To nielen zvyšuje komfort, ale tiež výrazne zvyšuje životnosť. Odtiaľ pochádza druhé „plus“;
• Pôsobivá životnosť plochého motora. Existujú dôkazy, že počet najazdených kilometrov pred prvou generálnou opravou bol často najmenej 500 tisíc kilometrov. Samozrejme, štýl jazdy si robí svoje výrazné úpravy. A napriek tomu je doba obrátky pomerne dlhá. Neustále však môžete nájsť tvrdenia odborníkov a motoristov, že 800-900 tisíc pred prvým nie je nič iné ako krásna rozprávka;
• Motory konštrukcie uvažovanej v tomto článku poskytujú autám nízke ťažisko. Túto kvalitu oceňujú najmä výkonné športové autá. Pri prejazde zákrutami pri vysokých rýchlostiach je skutočne veľmi dôležité udržiavať stabilitu;
• Taktiež nemožno nespomenúť úsporu miesta pod kapotou. Hoci sa tento bod bude zdať mnohým kontroverzný, pretože víťazstvo vo výške, musíte urobiť kapucňu širšiu alebo dlhšiu.

To sú snáď všetky podstatné výhody protikladov. Teraz musíme zvážiť nevýhody, ktoré sú, žiaľ, o niečo väčšie.

Hlavné rozdiely, ako aj výhody a nevýhody 8-ventilových motorov v porovnaní so 16-ventilovými motormi. Ktorú pohonnú jednotku je lepšie zvoliť.

Najbežnejšie motory na moderných autách sú radové motory a motory v tvare V. Motory Boxer sa používajú oveľa menej často, hlavne na modeloch Porsche a Subaru. Čo je dôvodom takejto nepozornosti a aké sú výhody motora typu boxer?

Možnosti dizajnu

Tento motor sa líši od svojich náprotivkov tým, že valce v ňom nie sú umiestnené vertikálne ani šikmo, ale horizontálne, t.j. v opačných smeroch od seba. Odtiaľ pochádza názov - boxer alebo horizontálne protiľahlý motor.

Pre takéto motory existujú dve možnosti konštrukcie. Najprv sa piesty pohybujú k sebe a majú spoločnú spaľovaciu komoru. Medzi ich výhody patrí vysoká kvalita výmeny plynov, jednoduchšia konštrukcia v porovnaní s radovými motormi alebo motormi v tvare V. Podobné zariadenia sa používali na vojenskom vybavení, najmä na sovietskych tankoch T-64, ktoré mohli pracovať s rôznymi druhmi paliva: petrolej, benzín, nafta. Na prenesenie tanku do iného pohľadu stačilo posunúť špeciálnu páku a nastaviť požadovaný uhol zapaľovania. Motor bol vybavený dvoma turbínami: preplňovaním, ktoré zvyšovalo výkon a plynovou, ktorá odvádzala výfukové plyny von. Nevýhody takýchto boxerov sú rovnaké ako u dvojtaktných motorov: vyššie straty paliva, k tomu, ako by ste mohli hádať, sa pridávajú slušné rozmery, pretože na pohyb piestov v opačnom smere sú potrebné dva kľukové hriadele. Druhá možnosť je bežnejšia. To je to, čo najčastejšie myslíme, keď máme na mysli motor typu boxer. Relatívne povedané, ide o motor v tvare V, ktorého valce sa rozhodli roztiahnuť pod uhlom 180 stupňov. Používa sa ako na autách (Porsche, Audi, Subaru), tak aj na motocykloch ("Dnepr", "Ural"). Povieme si o tom nižšie.

Výhody a nevýhody

Takže výhody. Hlavnou výhodou tohto usporiadania motora je nižšie ťažisko, vďaka čomu sa zlepšuje ovládateľnosť vozidla. Boxer sa tiež priaznivo porovnáva z hľadiska veľkosti a hmotnosti. Je výrazne kratší a nižší ako radové motory. Ďalšou výhodou je výborné vyváženie, ktoré je zabezpečené usporiadaním piestov, ktoré navzájom neutralizujú vibrácie. Posun ťažiska pohonnej jednotky do stredu vozidla umožňuje presnejšie a stabilnejšie zatáčanie. To je dôležité najmä pri športových modeloch, kde manipulácia nie je len prvé, ale úplne prvé miesto. Čelné zrážky majú svoje výhody. Keďže motor boxer je nízky, pri kolízii sa zasunie skôr pod kabínu ako do priestoru pre cestujúcich. Prítomnosť takéhoto motora teda hovorí v prospech bezpečnosti auta.

Má motor boxer nevýhody? Áno, a dosť podstatné. Práve oni sa stali dôvodom, že takéto motory neboli široko používané. Boxery sú malé na dĺžku a výšku, no sú oveľa širšie ako motory, kde sú valce v rade alebo v tvare písmena V. To robí konštruktérom veľa problémov. Motorový priestor musí byť taký, aby sa do jeho šírky zmestil motor boxer. V tomto prípade je potrebné kompaktne usporiadať riadenie a riadené kolesá. Ďalším problémom je dostupnosť uzlov pre službu. Ak je stále možné motorový olej vymeniť nezávisle, zvyšok operácií môže vykonať iba odborník. Ani sviečky v motore sa neodporúča vymieňať svojpomocne, pretože sa môže ľahko poškodiť hlava valcov. Tieto nevýhody spôsobujú, že motory boxer sú drahšie na výrobu a údržbu. A to zase ovplyvňuje cenu auta.

Ako vidíte, tento typ zariadenia má výhody aj nevýhody. Nedokonalí sú však aj ich konkurenti. Pri výbere auta sa preto rozhodnite, či je pre vás náročnosť a vysoká cena servisu pohonnej jednotky taká dôležitá. Je možné, že dobrá manipulácia s autom tieto náklady viac než vyplatí.