9 машин с оппозитным двигателем

15 Январь 2022 в 15:00

Автор: Михаил Кулешов

В наши дни оппозитные двигатели прочно ассоциируются с двумя автомобильными брендами – Subaru и Porsche. И неслучайно: именно эти производители бережно пронесли лояльность концепции через десятилетия, зачастую действуя «вопреки». И все же у матери-истории найдется немало других примеров использования оппозитов. Как насчет «плоского» мотора под капотом машины румынского бренда? А между осями культового итальянского суперкара?

Давайте сразу условимся не играть сегодня в «курицу и яйцо». Если начать всерьез ворошить историю оппозитных двигателей, можно закопаться на маленькую вечность. Попытки создания подобных моторов для дирижаблей уходят корнями еще в конец позапрошлого века. Да и «строители» двухколесной техники распробовали концепцию раньше других. Мы же сосредоточимся на автомобильных примерах. Большинство из машин подборки реально встретить на улицах.

В оппозитном двигателе угол развала цилиндров составляет 180 градусов, а противостоящие поршни достигают верхней (или нижней) мертвой точки одновременно. Основными преимуществами такой концепции считаются низкий центр тяжести и отсутствие вибраций. Главным недостатком – сложность обслуживания.

Volkswagen Kafer

Зайдем с козырей: оппозитными двигателями (1,1–1,6 л) оснащали самый массовый автомобиль в истории. Volkswagen Kafer (больше известный у нас под именем «Жук»), дебютировавший в 1938 году и продержавшийся на конвейере вплоть до середины 2003-го, разошелся по миру тиражом 21 529 464 экземпляра. Кроме того, аналогичные «плоские» моторы устанавливали в красивейшее купе Karmann-Ghia и культовые однообъемники «Булли» с индексами T1 и T2. Задолго до этих ваших Subaru.

Volkswagen Kafer

Volkswagen T1

Volkswagen Karmann-Ghia

Porsche 911

Кстати, вот и еще одна модель из середины прошлого века, созданная при участии великолепного Фердинанда. Первый «найн-элевен», показанный в далеком 1963-м на мотор-шоу во Франкфурте, комплектовали оппозитной «шестеркой» 2. 0 с воздушным охлаждением и отдачей в 130 сил. И да – в активе актуальной модели с индексом 992 – двигатель той же компоновки. Разве что нынешний Turbo S выдает уже 580 «лошадей» с 3,7 литра объема.

Toyota Publica

Думали, ребята из Subaru были «оппозитными пионерами» Страны восходящего солнца? Как бы не так! Запуск первой «плоскомоторной» модели «плеяд» датируется 1966-м. А вот Toyota представила седан Publica пятью годами ранее. Только добиться громкого успеха не вышло. Базовая версия японского «Трабанта» оказалась лишена элементарного отопителя, боковых зеркал и радиоприемника. Да и 35-сильный моторчик на 697 кубов не хватал звезд с неба.

В таком виде Toyota Publica выпускалась с 1961 по 1969 годы, после чего перебралась на платформу актуальной тогда «Короллы». Сегодня в активе бренда есть лишь один автомобиль с оппозитным двигателем – купе GR 86, разработанное на пару с Subaru.

Steyr-Puch 500

И все же в контексте «народной» техники мощность и динамика – не главное мерило триумфа. Малыш Fiat 500, оснащавшийся рядными «двойками» с отдачей в 13–22 л.с. и выпускавшийся с 1957 по 1975 годы, пробил рубеж в 4 миллиона проданных экземпляров. А его австрийский вариант Steyr-Puch 500 добавил в эту копилку еще 60 000 штук. В отличие от оригинала, машины из Граца комплектовали 493-кубовыми мотоциклетными оппозитами.

Chevrolet Corvair

Несмотря на типичную для «американцев» шестидесятых внешность, автомобили семейства Corvair оказались бунтарями по технической части: 6-цилиндровый оппозит в заднем свесе, трансмиссия Transaxle, независимая подвеска всех колес… Но самое любопытное: именно этот Chevy наряду с Oldsmobile Jetfire принято считать первой серийной машиной с турбонаддувом. «Плоский» 2,3-литровый мотор выдавал 150 сил и позволял разменивать сотню за 10,8 секунды.

Увы, подобный темперамент, помноженный на не слишком удачную развесовку, оказался «спонсором» многочисленных происшествий. В 1965 году американский общественно-политический деятель Ральф Нейдер издал книгу под названием «Опасен на любой скорости». Одна из ее глав всецело посвящена специфической управляемости семейства Corvair.

Семейство Corvair включало седаны, универсалы, купе, кабриолеты, пикапы и даже фургоны. Кстати, фото обманчивы: длина четырехдверки – всего 4,5 метра.

Citroen Axel (Oltcit Club)

Лавры самого известного «Ситроена» с оппозитным мотором, несомненно, носит легендарный 2CV. Однако сегодня хочется познакомить вас с другой моделью. Компактный переднеприводный хэтч Axel производили с 1984 по 1990 годы в городе Крайова на совместном предприятии, созданном французами и румынским правительством. Машины для внутреннего рынка продавали под именем Oltcit Club. Мощность двигателя варьировалась от 34 до 61 «лошади».

Ferrari 365 GT4 BB

С суперкарами из Маранелло очень похожая история. Многие слышали, что оппозитный 12-«горшковый» 5. 0 приводит в движение легендарную Testarossa образца 1984-го. Но только фанаты марки помнят: «плоская история» началась полутора десятилетиями ранее с модели 365 GT4 BB (Berlinetta Boxer). Расположенный между осями 4,4-литровый мотор аналогичной компоновки выдавал 344 силы, позволяя набирать 100 км/ч за 5,4 секунды и доезжать до 303 км/ч.

Alfa Romeo 145

Еще одним доказательством тому, что полвека назад концерн Fiat всерьез верил в оппозиты, можно считать Alfa Romeo Alfasud. Дебютировавшее в 1971 году семейство получило линейку из пяти «плоских» моторов объемом от 1,2 до 1,7 литра. В восьмидесятых производные этих агрегатов поселились под капотом преемницы с индексом 33, а после аналогичные двигатели устанавливали на ранние модификации 145-й серии. Лишь под занавес девяностых их вытеснили рядные «Твин Спарки».

Alfa Romeo 145

Subaru Outback

На этом месте могла оказаться практически любая модель Subaru, созданная в минувшие полвека. Однако мы остановимся на третьем поколении «Аутбэка» (индекс BP). Именно на этом универсале в начале 2008 года дебютировал первый в истории оппозитный дизель. Отдача двухлитрового наддувного агрегата, также встречающегося на моделях Forester, Legacy Sports Tourer и Impreza, составляет 150 сил и 350 Нм. Не считая любви к качественному топливу, капризным мотор не назвать.

Галерея: Машины с оппозитным двигателем

21 Фотографии

Автор: Михаил Кулешов

V6, рядная четвёрка, оппозит? Сравнение конструкции двигателей

«Линейка двигателей представлена рядным 4-цилиндровым агрегатом объёмом 2,5 л и 3,5-литровым V6», — гласит рекламный проспект какой-нибудь Toyota Camry. А чем отличаются эти моторы, кроме количества «кубиков» и лошадиных сил? Почему в «Безумном Максе» молились богу V8, и что особенного в «оппозитниках» Subaru? Просто о сложном: разбираем на пальцах особенности автомобильных двигателей.

Компоновка.

Продольно или поперечно

Прежде чем говорить о конструкции двигателей, нужно упомянуть о компоновке автомобиля — ведь именно она во многом определяет, какой мотор будет установлен под капотом. Хотя не всегда под капотом: существуют автомобили (в основном спортивные) со средне- и заднемоторной компоновкой, но у большинства гражданских машин двигатель всё-таки находится впереди. О них и поговорим.

Продольное расположение двигателя

Мотор может располагаться в машине продольно или поперечно. Первую схему называют классической, она характерна для автомобилей с задними приводом (или полным, но на основе заднего). Продольная схема почти не накладывает ограничений на размеры силовой установки, как и трансмиссии — коробка передач может быть огромной, с большим запасом прочности, и заканчиваться хоть в центре машины. Такая компоновка характерна для больших автомобилей с мощными двигателями и КПП: грузовиков, внедорожников, премиальных седанов. Хотя раньше так были устроены почти все машины — взять ту же классическую линейку «Жигулей». Но с массовым внедрением переднего привода понадобилась иная, более компактная компоновка.

Поперечное расположение двигателя

Для переднего привода необходимо устанавливать двигатель не продольно, а поперечно — вместе с коробкой передач он должен разместиться под капотом между лонжеронами. Ограниченное пространство требует компактности как от трансмиссии, так и от самого мотора, поэтому далеко не все силовые установки подходят для поперечной схемы. Такая компоновка характерна как для переднеприводных машин, так и для полноприводных, система 4WD которых имеет переднеприводные корни — а это почти все современные кроссоверы.

Разобравшись в особенностях компоновок, можно переходить к самим двигателям.

Рядные двигатели

Классический двигатель внутреннего сгорания — рядный, где все цилиндры расположены в один ряд. В литературе такая конструкция обозначается буквой I или R (от английского Row или немецкого Reihe— ряд), а цифра, стоящая рядом, указывает на число цилиндров (R3, R4, R5, R6). Хотя в жизни обозначение «R» встречается редко — автопроизводители не стремятся отдельно выделять «рядность» мотора, считая такую схему обыденной. Вы никогда не встретите шильдик R6 на крышке багажника, в отличие от V6 — хотя рядная «шестёрка» во многом превосходит V-образную. Но об этом ниже.

Рядный 4-цилиндровый двигатель (R4) — самый распространённый в мире, поскольку попадает в наиболее ходовой диапазон рабочего объёма: от 1 до 3 литров. Есть и более объёмные представители: например, тойотовский турбодизель 15B с кубатурой 4,1 л, который ставят на Mega Cruiser, грузовик Dyna и другие модели. Обратный пример — рядный моторчик Subaru EN07 (модели R1, R2, Pleo) объёмом всего 658 «кубиков». Но это всё-таки исключения: оптимальным объёмом одного цилиндра мотористы считают 0,3–0,7 л. Соответственно, большинство 4-цилиндровых двигателей имеют рабочий объём от 1,2 до 2,8 л.

Ещё одна причина популярности рядной «четвёрки» — её относительная компактность. Мотор R4 можно установить почти на любой автомобиль как продольно, так и поперечно. Чего не скажешь о рядной «шестёрке» R6 — дополнительные 2 цилиндра существенно увеличивают длину агрегата. Установить такой двигатель поперечно инженерам удавалось в единичных случаях (Volvo S80 и XC90, Chevrolet Epica) в паре с компактной коробкой передач. В основном моторы R6 устанавливают продольно.

6 цилиндров в ряд (Straight-6) является одной из лучших конструкций двигателя — такая схема полностью сбалансирована и лишена вибраций, отличается плавной работой и эластичностью. Моторы R6 традиционно применяли немецкие производители (BMW, Mercedes-Benz), а также японские: Nissan (серии RB25/RB26, TB45/TB48, дизель TD42), Toyota (серии M, 1G, 1JZ/2JZ, дизели 1HZ/1HD). К сожалению, почти все эти двигатели в настоящий момент вытеснены более универсальными моторами V6.

У рядной «восьмёрки» проблем из-за исполинских размеров ещё больше. Моторы R8 встречались на американских машинах середины прошлого века, советских лимузинах ЗИС-101 и ЗИС-110. Сегодня такие двигатели работают только на судах и тепловозах, а на автомобилях их полностью вытеснили моторы V8.

Рядные двигатели с нечётным числом цилиндров также встречаются (R3, R5). В большинстве случаев они созданы на базе рядной «четвёрки», которой добавили или отняли один цилиндр. Существуют и двухцилиндровые автомобили (Fiat 500, отечественная «Ока»), но в основном моторы R2, как и двигатели с 1 цилиндром, применяются на мотоциклах.

V-образные двигатели

Очевидно, что главная проблема рядного мотора с 6 и более цилиндрами — чрезмерная длина. Как сделать его компактнее? «Распилить», расположив цилиндры в виде латинской буквы V (отсюда и обозначение).

V-образные моторы заметно сложнее рядных: у них две головки блока цилиндров (каждая со своей прокладкой, распредвалами, коллекторами), причудливее схема привода ГРМ. А ещё «вэшки» вибрируют: V8 чуть меньше, V6 и V10 — сильнее. И лишь грозный V12 уравновешен полностью, как и R6 — по сути, он и представляет собой две рядных «шестёрки», соединённых вместе. Но встретить V12 можно только на люксовых машинах и суперкарах.

Основа популярности мотора V6 — его универсальность: он достаточно компактен, поэтому может быть установлен как продольно, так и поперечно. Та же Toyota перестала ставить рядные двигатели серии JZ на свои большие седаны (Mark II, Crown и их производные), перейдя на V-образную серию GR, которую можно встретить на доброй половине модельного ряда: от переднеприводных Camry до внедорожников Land Cruiser Prado. Выпускать универсальные двигатели намного выгоднее, чем специфичные.

Балансировка мотора V6 вызывает определённые сложности у инженеров из-за блуждающих в нём моментов от сил инерции поршней и центробежных сил — чаще всего приходится использовать балансировочные валы, что дополнительно усложняет и без того не самую простую конструкцию двигателя. Угол развала цилиндров у V-образных моторов может быть разным: обычно это 45, 60, 65 или 90 градусов — оптимальные значения с точки зрения вибраций.

Рядно-смещённые двигатели VR и W

Компромиссом между рядной и V-образной схемой стала рядно-смещённая компоновка (VR). Такие моторы активно применяет концерн Volkswagen. VR представляет собой V-образный мотор с экстремально малым углом развала цилиндров (10–20°), что позволяет накрыть их общей головкой блока, как у рядного мотора.

Плюсы такого решения — отказ от второй головки (а значит упрощение и удешевление конструкции) и компактные размеры. Минусы — чудовищные вибрации: чтобы хоть как-то сбалансировать рядно-смещённый мотор, приходится значительно утяжелять коленчатый вал и маховик, применять балансировочные валы, особые подушки двигателя и другие технические решения. Из-за этого схема VR не получила распространения у других автопроизводителей, став фирменной чертой автомобилей VAG.

Volkswagen же активно развивал своё «дитя», придумав W-образный двигатель — V-образный мотор из двух блоков VR на одном коленвале. Такие силовые агрегаты встречаются на флагманах VW, Audi и Bentley.

Оппозитные двигатели («боксёры»)

Оппозитный двигатель иногда называют V-образным с углом развала 180°, но это не совсем верно. В V-образной схеме поршни двигаются синхронно, в то время как в оппозитной — зеркально, словно боксируя друг с другом. Из-за этого оппозитные двигатели называют «боксёрами» (Boxer), обозначая буквой B: B2, B4, B6, B8. Хотя свой 6-цилиндровый «боксёр» EZ30 Subaru называет H6.

Самый популярный оппозитный двигатель стоял на легендарном «Жуке» Volkswagen Old Beetle (Käfer), которых за полвека выпустили 21,5 млн штук. В современных машинах «боксёры» используют только Porsche и Subaru, хотя в мототехнике они широко представлены на моделях BMW и «Уралах».

Плоский горизонтальный «боксёр» — весьма широкий двигатель, что не позволяет записать ему в преимущества компактность. В чём же плюсы такой компоновки? Во-первых, в низком центре тяжести (мотор находится очень близко к земле), что даёт лучшую устойчивость и управляемость автомобиля. Во-вторых, коленвал таких двигателей намного короче, легче и прочнее, по сравнению с рядной схемой. Да и вибрирует оппозитная «четвёрка» меньше, чем рядная, поскольку зеркальное движение поршней взаимно компенсирует их силы инерции. А оппозитная «шестёрка» B6/H6 вообще полностью уравновешена, как и рядная.

Характерные минусы «боксёров»: две головки блока (что для мотора с 4 цилиндрами явно избыточно), затруднённое облуживание и переусложнённая конструкция. А их ключевое преимущество в виде низкого центра тяжести играет роль в автоспорте, но не при повседневной городской езде — обычный водитель вряд ли заметит разницу между «рядником» и «боксёром».

Вибрации и балансировка двигателей

Что водитель чувствует сразу, так это вибрации двигателя — они ухудшают комфорт и могут весьма серьёзно досаждать пассажирам. Помимо этого, вибрации снижают надёжность техники, поэтому инженеры тщательно балансируют моторы. В ход идут противовесы на коленвалах, двухмассовые маховики, продвинутые опоры двигателя, балансировочные валы… Но главное — изначально выбрать удачную конструкцию мотора.

В основном двигатель вибрирует от инерции поршней, совершающих возвратно-поступательные движения. Вспомните, как кивают головой пассажиры при резких разгонах и торможениях — примерно так же ведут себя поршни в конце каждого рабочего такта. В одних двигателях силы инерции и моменты от них взаимно компенсируются, в других остаются свободными, вызывая вибрацию.

Как видно из таблицы, в рядной «четвёрке» остаётся свободной сила инерции второго порядка — не столь неприятная, как первого порядка, но тоже чувствительная. Характерная дрожь мотора в определённых режимах работы — её «заслуга». В оппозитной «четвёрке» эта сила скомпенсирована, но остаётся свободный момент от неё, стремящийся повернуть двигатель вокруг вертикальной оси. Хотя его воздействие почти незаметно для водителя.

У двигателя V6 свободных моментов множество, поэтому в нём приходится применять балансировочные валы. Кстати, трёх- и пятицилиндровые рядные моторы идентичны V6 в уравновешенности, несмотря на нечётное количество цилиндров.

Худшие с точки зрения разгула свободных сил и вибраций — одно- и двухцилиндровые моторы, а также детища Volkswagen: двигатели VR5 и VR6. А лучшие, самые уравновешенные двигатели — рядные и оппозитные «шестёрки». Ну и роскошный V12, конечно.

Какой двигатель лучше

Сравнение двигателей — непростая задача, ведь у каждого автомобилиста свои требования и критерии выбора. Одним важнее надёжность и простота обслуживания, другим нужна максимальная мощность, а третьи смотрят прежде всего на расход топлива. Идеальный мотор должен совмещать все эти преимущества — быть простым и надёжным, мощным и экономичным. Но чаще всего инженерам приходится идти на компромиссы. Хороший пример сложности прямого сравнения моторов — международный конкурс «Двигатель года» (Engine of the Year), лауреаты которого являются произведением инженерного искусства, но не всегда отвечают запросам реальных автомобилистов.

Удачным получится двигатель, или не очень, определяет множество факторов: общая продуманность конструкции и степень форсировки (количество лошадиных сил на рабочий объём), применённые технические решения и экологические рамки. Но при прочих равных можно сделать общие выводы по компоновке мотора. Так, рядная «четвёрка» — базовый и самый простой двигатель большинства автомобилей, который должен быть экономичным и недорогим (конечно, бывают и исключения). Трёхцилиндровый «рядник» — бюджетный вариант для малолитражек, но он не так плох, как многие считают.