ГБО на турбо мотор: возможности, преимущества и недостатки
Активное развитие машиностроительной отрасли приводит к выпуску более высокопроизводительных автомобилей. Благодаря реализации целого ряда конструкторских решений, связанных с турбонаддувом, небольшой по объёму двигатель выдаёт хорошую мощность. Однако это неизбежно приводит к повышенному расходу бензина. Установка ГБО на турбированный мотор является выгодным решением для автовладельца. Перед обращением в автомастерскую, желательно разобраться в нюансах перевода турбомотора на газ.
Преимущества оппозитного ДВС
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.
Как избежать дорогостоящего ремонта оппозитного двигателя
Любой оппозитный двигатель имеет плюсы и минусы, что вполне естественно. Чтобы избежать возникновения проблем, устранение которых может потребовать очень серьезные материальные затраты, имеет смысл прислушаться к советам специалистов, и эксплуатировать автомобиль с установленным оппозитным двигателем правильно
Первое, на что стоит обратить пристальное внимание – это точное соблюдение сроков прохождения технического обслуживания, которое должно проводиться на специализированных станциях и только квалифицированным персоналом
Огромную внимательность следует проявлять при выборе моторного масла. Предпочтение следует отдавать только известным брендам, приобретение делать либо в специализированных магазинах с безупречной репутацией, либо в фирменных центрах сервисного обслуживания. Использование некачественного продукта способно доставить немало хлопот чрезмерно экономному водителю. То же можно сказать и о качестве топлива. Горючее, содержащее большое количество «несанкционированных» добавок серьезно уменьшает ресурс двигателя, приводя к необходимости дорогостоящих ремонтных работ.
Многие автовладельцы, приобретающие транспортные средства с оппозитным двигателем, наслышаны о качественной и эффективной системе его охлаждения, поэтому не особо зацикливаются на этом моменте. Не следует нещадно гонять мотор, особенно в теплое время года – самая совершенная система охлаждения может не справиться со своей задачей. В немалой степени способствует затрудненному охлаждению и отсутствие периодической мойки двигателя – скапливающаяся грязь на моторе существенно затрудняет теплоотдачу, способствуя излишнему нагреву.
Несмотря на некоторые сложности, оппозитный двигатель отлично зарекомендовал себя, существенно повышая комфорт и безопасность вождения. При этом следует отметить, что бытующее мнение о крайней дороговизне владения автомобилем с таким мотором явно преувеличены. Для примера можно рассмотреть бренд «Субару», который давно выпускает автомобили именно с таким типом двигателя – они никогда не входили в число машин с чрезмерно дорогим обслуживанием, и многие авто со стандартными моторами обходятся своим владельцам куда дороже. Здесь сказывается и существенная экономия на горючем, которого требуется куда меньше – в зависимости от конкретной модели авто экономия на топливе может доходить до 50%.
- Устройство и принцип работы датчика скорости
- Почему создается большое давление в системе охлаждения двигателя или нет давления вообще
- Принцип работы дизельного двигателя
- Как установить предпусковой подогреватель двигателя 220 В
Особенности монтажа ГБО на турбированный мотор
Линейка силовых агрегатов
Несмотря на то, что базовых блока было всего два, модель может похвастаться множеством модификаций двигателей. Каждое поколение предоставляет широкий выбор моторов различной мощности.
1 поколение, SF (1997 — 2002)
- EJ20J (125 л.с.) — 2.0 л;
- EJ20E (137 л.с.) — 2.0 л;
- EJ205 (170 л.с.) — 2.0 л;
- EJ205 (177 л.с.) — 2.0 л;
- EJ25D (167 л.с.) — 2.5 л;
- EJ205 STI (240 л.с.) — 2.0 л;
- EJ255 STI (250 л.с.) — 2.5 л.
2 поколение, SG (2002 — 2007)
- EJ202 (125 л.с.) — 2.0 л;
- EJ203 (140 л.с.) — 2.0 л;
- EJ204 (158 л.с.) — 2.0 л;
- EJ205 (177 л.с.) — 2.0 л;
- EJ251 (167 л.с.) — 2.5 л;
- EJ253 (173 л.с.) — 2.5 л;
- EJ255 (210 л.с.) — 2.5 л;
- EJ255 (230 л.с.) — 2.5 л;
- EJ255 STI (265 л.с.) — 2.5 л.
3 поколение, SH (2007 — 2013)
- EJ204 (148 л.с.) — 2.0 л;
- FB20 (150 л.с.) — 2.0 л;
- EJ205 (230 л.с.) — 2.0 л;
- FB25 (173 л.с.) — 2.5 л;
- EJ255 (210 л.с.) — 2.5 л;
- EJ255 (230 л.с.) — 2.5 л;
- EJ 255S-Edition (263 л.с.) — 2.5 л.
Описание
Первый оппозитный двигатель был создан ОгнеславомКостовичем в 80-х годах 19 столетия для обустройства дирижабля «Россия». В 20 веке был сконструирован и запатентован двухтактный оппозитный мотор, который был высоко оценен мастерами из Европы.
Оппозитный двигатель.
После определенный доработок двигатель устанавливался на мотоциклы, легкую авиацию и отечественные танки. В послевоенное время агрегатом интересовались такие компании как Porsche, VW, Subaru и AlfaRomeo.
По сравнению с ранними моделями и прототипами, нынешние моторы прошли череду доработок и усовершенствований, которые продолжаются и по сей день благодаря FujiHeavyIndustries.
Субару экспериментировало с количеством цилиндров, и нашла оптимальный вариант — 6-ти цилиндровый двигатель. Наиболее известными моделями оппозитных агрегатов являются:
- «Боксер» — поршни постоянно равноудаленные друг от друга;
- ОРОС — Opposed Piston Opposed Cylinder — поршни попарно двигаются навстречу.
- 5 ТДФ — двухтактный многотопливный ДВС.
По сути, процесс работы двигателей такого типа не отличается от работы агрегатов другого типа конструкции. В свою очередь, такое расположение цилиндров имеет свои достоинства, равно как и недостатки.
Оппозитный мотор Субару.
Рассмотрим, некоторые технические характеристики оппозитных моторов, которые устанавливались на Subaru:
EJ 25 2.5
|
Наименование |
Характеристики |
|
Производитель |
Gunma Oizumi Plant |
|
Марка мотора |
EJ 25 2.5 |
|
Объём |
2.5 литра (2457 см куб) |
|
Мощность |
155-300 л.с. |
|
Диаметр цилиндра |
99.5 |
|
Количество цилиндров |
4 |
|
Количество клапанов |
16 |
|
Степень сжатия |
8.2 (EJ257) |
|
Расход топлива |
10.4 литра на каждые 100 км пробега в смешанном режиме |
|
Масло для мотора |
0W-30 |
|
Ресурс |
250+ тыс. км |
|
Применяемость, кроме Форестера |
Subaru Impreza (WRX/STI) |
Достоинства
Компактность. Разработка данного типа моторов начиналось именно с желания сохранить как можно больше пространства под капотом, а уменьшение высоты позволило достигнуть заданной цели.
Расположение основных элементов оппозитного мотора.
Почти полное отсутствие вибрации достигается за счет «оппозитного» размещения поршней.
Ресурс мотора в среднем составляет от 500 000 км до первого КР. Разумеется, на это число влияет манера вождения, и можно встретить «счастливчиков», которые дожили до 800 000.
Данная конструкция обеспечивает низкий центр тяжести, что особенно ценно в спортивных авто, которым нужно обеспечивать высокую устойчивость.
Недостатки
Наиболее ощутимой проблемой для владельцев субаровских оппозитников является приличная стоимость обслуживания и невозможность совершения «домашнего» ремонта. Также ощутим тот факт, что из-за большого количества модификаций моторов взаимозаменить деталь не представляется возможным.
Неудобства доставляет и процесс шлифования шейки коленвала, который необходимо выполнять не специальном оборудовании. Не стоит забывать и об увеличенном расходе моторного масла, по сравнению с рядными «коллегами».
Недостатки оппозитного мотора
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.
Сфера применения оппозитных двигателей
Оппозитные двигатели используются совсем не так широко, как V-образные и рядные, однако есть автопроизводитель, который устанавливает моторы такого типа на свои автомобили уже на протяжении полувека. Это — известная японская фирма Subaru. Кроме того, оппозитные агрегаты можно встретить на некоторых моделях Volkswagen и Porsche, ими в свое время оснащались советские мотоциклы «Урал» и «Днепр», венгерские автобусы «Икарус».
Следует заметить, что в последние годы интерес к силовым агрегатам этого типа существенно возрос. По некоторым данным, исследования и разработки по усовершенствованию оппозитных двигателей OPOC, ведущиеся группой американских инженеров, финансирует Билл Гейтс.
Недостатки этого типа силовых агрегатов
Преимуществ у оппозитных моторов достаточно, но не меньше у них и недостатков, что и привело к не очень распространенному их использованию.
Эти моторы конструктивно сложны, поэтому стоимость их большая, что сказывается на цене обслуживания и ремонта. К тому же сам ремонт их достаточно сложен и требует высокой квалификации от исполнителей. Найти толкового мастера, способного отремонтировать оппозитник крайне сложно.
Горизонтальное положение поршней приводит к тому, что поверхность гильз изнашивается неравномерно, из-за чего в камеры сгорания начинает просачиваться масло. «Жор» масла у автомобилей марки Subaru – явление, можно сказать, обыденное.
Чтобы добиться большего выхода мощности все оппозитные двигатели оснащаются турбонаддувами, которые позволяют увеличить мощностный показатель на 30-40%. Но наличие того же наддува усложняет конструкцию, при этом со временем из-за износа его элементов наддув тоже начнет «гнать» масло в цилиндры, увеличивая в разы его расход.
Трудно сказать, как себя будет показывать двигатель ОРОС в эксплуатации, будут ли у него те же проблемы что и у стандартного оппозитника. Это станет понятным только спустя некоторое время с момента выпуска первых автомобилей с ним.
Попытки использовать оппозитный силовые установки делали многие именитые автомобильные компании, однако практически все они от них отказались. Тем не менее, работы по улучшению оппозитников ведутся постоянно и на исследования выделяются значительные ресурсы.
Проблемы эксплуатации глазами автовладельца
Рассмотрим, какие проблемы возникают при эксплуатации на примере самых
распространенных авто с оппозитными ДВС – «Субару». Так, владельцы отмечают
сложность подбора запчастей. Одна и та же серия моторов может иметь разный вид
блока и ГБЦ. Каналы, клапаны ГРМ и форма кулачков распредвала тоже отличаются,
поэтому к подбору запчастей при ремонте стоит подходить ответственно. Большинство
деталей приобретаются под заказ – отмечают автовладельцы.
Ресурс оппозитных ДВС на практике существенно отличается. Да, большинство
моторов на раннем пробеге «убиваются» из-за неграмотного тюнинга, но даже без доработок
можно внезапно попасть на ремонт. Частая проблема оппозитников – неравномерная
смазка на зеркале/хоне цилиндров ввиду их горизонтального расположения. Но это
еще полбеды. В борьбе за облегчение, производители укорачивают и без того
маленькие юбки поршня, что провоцирует задиры с последующим стуком.
Царапины на стенке цилиндра
Для автомобилей «Субару» это стук 2 и 4 поршня. Но стоит отметить, что
«оппозитники» действительно ресурсные – есть ряд примеров, где стучащий мотор работал
далее 30-50 тысяч километров до капремонта. Это большой плюс для тех, кто ищет надежные
авто.
Вместе с короткими поршнями, производители стали использовать более
тонкие кольца. Из-за этого немного возрос расход масла – утверждают владельцы.
Еще одна «боль» владельцев оппозитных моторов – это шлифовка шейки
коленчатого вала. Особенность в том, что данную работу нельзя выполнить на
станке для обычных агрегатов ввиду узких размеров шеек. Отсюда возникают
трудности с поиском мастера и соответствующаясумма
ремонта.
Владельцам двигателей
EJ25 стоит внимательно следить за температурой двигателя – производитель сделал
маленькую рубашку охлаждения и увеличил диаметр гильз в блоке.
Даже при небольшом перегреве есть склонность к деформации блока и
головки. При пробеге выше 150 тысяч километров стоит контролировать не только
уровень масла, но и антифриза. Из-за тонких гильз и небольшой площади их
контакта с прокладкой, охлаждающая жидкость уходила в цилиндры.
Оппозитные турбированные моторы до 2000 года выпуска имели проблемы с
конфигурацией ЭБУ. Блок не реагировал корректно на октановое число бензина и
температуру окружающей среды. Большое давление наддува разрушало двигатель.
На тех же турбированных EJ25 через 100 тысяч километров требовалось
менять вкладыши (из-за больших нагрузок на узкие шейки и нехватки смазки в
пятне контакта). Благо, производитель предлагает комплекты новых вкладышей с
ремонтными размерами до +0,50.
Разновидности
Во многом принцип работы и некоторые конструктивные особенности зависят от конкретного типа оппозитного силового агрегата.
Выделяют несколько основных категорий горизонтально-оппозитных двигателей:
- боксёры;
- ОРОС;
- танковые моторы.
Боксёры получили самое широкое распространение в оснащении легковых гражданских автомобилей. Основным пользователем таких моторов выступает японская автокомпания Subaru.
В таком оппозитнике поршни располагаются на определённом расстоянии относительно друг друга и стоят напротив. Если первый поршень фиксируется на определённом отрезке от оси мотора, то и второй будет занимать такое же аналогичное положение. При этом в моторе каждый поршень помещается в свой отдельный цилиндр. Визуализировав работу такого мотора, можно представить себе поединок между двумя боксёрами. Отсюда и соответствующее название.
Что касается других двигателей типа ОРОС, то здесь принцип конструкции и порядок работы, которую осуществляют поршни, несколько иной. Это двухтактные силовые агрегаты. Один цилиндр имеет сразу 2 поршня, закреплённые на одном коленвале. При этом первый отвечает за впуск рабочей топливовоздушной смеси, а второй при этом своевременно выводит образовавшиеся продукты сгорания.
Особенностью двигателей ОРОС является факт отсутствия головки, которая обычно устанавливается на блок цилиндров. Плюс подобного агрегата в работе поршней только на один коленчатый вал. Оппозитник небольшой по своим размерам, требует меньше места и обладает небольшой массой. Это позволило применять мотор в разных сферах и на различных транспортных средствах.
ОРОС может работать на двух видах топлива, то есть на дизельном горючем и на бензине. К его преимуществам также стоит отнести:
- поршни при выполнении своей работы проходят несколько меньшую дистанцию, что существенно снижает силу трения и минимизирует износ;
- повышенная эффективность, которая обусловлена отсутствием вредных воздействий отработанных газов на камеру сгорания. Они осуществляют давление на рабочие поршни;
- если сравнивать с классическими двигателями, масса ОРОС будет на 30-50% меньше;
- в оппозитном моторе такого типа используется меньшее количество элементов. Если сравнивать с рядными и V-образными, разница составит 40-50% в среднем;
- такие силовые агрегаты достаточно экономичные;
- В конструкции не используется система привода клапанов;
- для размещения установки в подкапотном автомобильном пространстве требуется меньше места.
Но не всё так радужно, как сначала может показаться. Этот тип двигателей находится на стадии разработки и постепенного усовершенствования. О каких-то реальных и глобальных успехах говорить рано, поскольку существует ряд скрытых и непредвиденных проблем, возникающих в процессе эксплуатации.
Теперь что касается третьего типа оппозитных моторов, который называют танковым двигателем. Это силовая установка с маркировкой 5ТДФ. Мотор был создан специально для танков серии Т-64 и Т-72.
Танковый двигатель 5ТДФ
У танкового оппозитника внушительный ресурс, поскольку он был изначально рассчитан на установку в крупной военной технике. Поршни делят один цилиндр и движутся в одинаковом направлении, хотя у каждого из них предусмотрен собственный отдельный коленвал.
Место для возгорания топливовоздушной смеси образуется путём создания минимального промежутка или зазора между двумя установленными рабочими поршнями. Как и в случае с ОРОС, здесь в цилиндры поступает воздух, а отработанные газы выходят за счёт работы системы турбонаддува.
За счёт встречного хода рабочих поршней инженерам удалось создать компактный по своим размерам, но внушительный по своей мощности силовой агрегат. Максимальное количество оборотов для танкового оппозитника достигает 2 тысяч. Мощность агрегата составляет 700 лошадиных сил. Рабочий объём мотора может быть 6 и 13 литров.
Танковый оппозитник может функционировать на бензине и на дизельном топливе. Это отечественная разработка, которая в своё время сумела произвести впечатление. Но в настоящее время ТДФ уже не выпускается.
Общая характеристика силового агрегата
Оппозитные двигатели от классических отличаются оппозитной схемой расположения цилиндров, а также здесь иной принцип работы. Такое расположение подразумевает, что поршни находится напротив друг друга, а коленчатый вал расположен непосредственно между ними. Они работают точно так, как и моторы с V-образным расположением цилиндров. Разница заключается в том, что цилиндро-поршневая группа расположена под наклоном в 180 градусов. Поршни двигаются горизонтально.
Чаще всего, когда речь идет о подобных силовых агрегатах, вспоминается модели автомобилей «Субару». Автомобильная марка, заслужившая большую популярность в мире гонок.
Что касается других популярных автомобильных компаний, то они редко используют в своих машинах оппозитный мотор. Известная компания Porsche устанавливает оппозитный двигатель только на нескольких моделях среднемоторной компоновки. Некоторое время назад силовые агрегаты подобного образца устанавливали Honda, Chevrolet, Volkswagen, Ferrari, но позже они отошли от этой практики. В Советском Союзе подобный мотор устанавливали на мотоциклы «Урал» и «Днепр».
Устройство оппозитного ДВС
Главные достоинства оппозитников
Для многих автолюбителей оппозитный двигатель имеет больше положительных сторон, нежели обычный мотор. Здесь стоит отметить, что положительным качеством можно считать не только принцип работы, но и его влияние на восприятия автомобиля в целом. Среди плюсов выделяют следующие моменты:
- выносливость, которая вопреки многим слухам, ни в чем не уступает традиционным рядным либо V-образным ДВС;
- тихая работа. Двигатели в которых цилиндры расположены рядом, имеют неприятное свойство провоцировать сильную вибрацию. Вертикальное расположение цилиндров вызывает повышенную вибронагруженность, что требует внедрения демпферных элементов. За счет того, что поршни движутся горизонтально, снижается уровень шума, производимый агрегатом;
- смещен центр тяжести. Принцип работы двигателя таков, что основная масса распределяется вблизи оси колес. Данный фактор помогает сделать управление автомобиля намного лучше;
Имеющиеся недостатки
Любая техника имеет свои недостатки. Несмотря на то что оппозитный двигатель имеет массу плюсов, но не обошлось и без негатива. Разработчики не сумели избавиться от следующих недостатков:
- дороговизна обслуживания. Если обычный мотор можно обслуживать самостоятельно, или на недорогих станциях технического обслуживания, то с оппозитником дела обстоят сложней. Любая работа, связанная с таким мотором, как оппозитный, должна выполняться исключительно мастерами высокого уровня. На рядовую диагностику и обслуживание двигателя придется потратить немалую сумму. Даже элементарная замена свечей потребует некоторых ухищрений;
- проблема найти мастера высокого уровня. Владелец может иметь деньги, но не каждый возьмется за то, чтобы заниматься мотором. Здесь необходим мастер узкого профиля, которых не так много (актуально для регионов);
- сложное устройство, за счет которого поршни перемещаются горизонтально, а также небольшое процентное соотношение ДВС такого типа делают запчасти относительно дорогим удовольствием;
- большой расход масла. Оппозитный двигатель при любых обстоятельствах более требователен к качеству смазывающих материалов. Особенно тщательно нужно следить за уровнем масла;
- относительно большой расход топлива.
Большая часть недостатков связанна не с качеством работы агрегата, а с его обслуживанием. За то время, которое такие двигателя представлены на рынке, они успели завоевать большое количество поклонник и еще больше скептиков.
Выбор за вами
Субару – компания, которая активней всех занимается разработкой подобных моторов. Несмотря на дороговизну проведения работ связанных с обслуживанием, компания не прекратит выпуск и установку моторов, в которых поршни двигаются горизонтально. Разработчики полагают, что такой шаг, станет шагом назад.
Стоит ли покупать машину, в которой установлен оппозитный двигатель? Сложно дать точный ответ. Качество работы не вызывает нареканий, но все упирается в финансы. Если человеку близко то, что за хорошее нужно хорошо платить, тогда автомобиль подойдет ему.
Однозначно, ходовые качества не разочаруют владельца такой машины. Горизонтально размещенные поршни, превращают стандартный процесс сгорания топливно-воздушной смеси в некую изюминку.
Мотор имеет как поклонников, так и недругов. Подобные автомобили следует выбирать душой.
Что в итоге
Как видно, на сегодняшний день подавляющее большинство оппозитных моторов представляет собой бензиновые версии, которые оснащаются распределенным впрыском, могут быть как атмосферными, так и с турбонаддувом. При этом компания Субару представила также дизельную версию с Common Rail.
Также все поздние версии оппозитников являются высокотехнологичными форсированными агрегатами, которые позволяют получить максимум мощности при значительной экономии горючего. Моторы последних поколений имеют высокую степень сжатия благодаря увеличению хода поршня одновременно с уменьшением объема камеры сгорания.
Еще многие детали в оппозитном моторе кованые, что позволяет сделать их легкими и одновременно прочными. Активное использование систем изменения фаз газораспределения обеспечивает эластичность на разных режимах работы ДВС.
Напоследок отметим, что Subaru имеет огромный опыт и целый ряд собственных уникальных наработок в области производства оппозитных двигателей. Это значит, что создание дизельного оппозитника с использованием всех передовых технологий позволило автолюбителям приобрести автомобиль, который оснащен надежным, современным, экономичным и одновременно мощным дизельным ДВС.