Оппозитный двигатель был изобретен в конце XIX века. Революционным решением в автомобилестроении он не стал, хотя с тех пор применялся во многих моделях. Более важную роль «оппозит» сыграл в мотоциклетной технике. Впервые оппозитный двигатель на мотоцикле появился в начале XX века, и с тех пор устанавливается на многие марки байков, от знаменитого советского «Урала» до немецких и японских производителей. В нашем гиде разберем устройство и принцип работы легендарного двигателя, его эволюцию, главные преимущества и недостатки.
Содержание
- Что такое оппозитный двигатель простыми словами?
- Устройство и принцип работы «оппозита»
- Эволюция «оппозита»: от авиации до BMW GS
- Главные преимущества: почему «оппозит» — это круто
- Недостатки и «подводные камни»: почему «оппозит» — это сложно
- Модели мотоциклов с оппозитным двигателем
- Часто задаваемые вопросы про оппозитный двигатель
Трекшн-контроль на мотоцикле: умная электроника, которая спасает от падений
Что такое оппозитный двигатель простыми словами?
«Оппозит» — один из вариантов двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с отличным от традиционного углом между рядами цилиндров. Они расположены под углом 180 градусов и в движении зеркалят друг друга. Очень часто эту конфигурацию называют английским словом boxer — «боксер». Представьте движение боксеров на ринге. Во время поединка они то сближаются на дистанции, то расходятся. Отсюда сравнение.
Устройство и принцип работы «оппозита»
Блоки цилиндров в «оппозите» лежат горизонтально, коленчатый вал находится в центре. Важно не путать оппозитный двигатель с V-образным. В нем тоже цилиндры располагаются под таким же углом по отношению друг к другу, но двигаются синхронно. Поршни соединяются благодаря одной шатунной шейке. В оппозитном моторе поршни одновременно приближаются к центру и удаляются от него, идеально компенсируя инерционные силы друг друга. Подобный принцип работы оппозитного двигателя обеспечивает низкий центр тяжести мотоцикла. При таком расположении поршней и цилиндров происходит эффективный воздухообмен и охлаждение. Двигатель имеет плоскую и широкую форму, что позволяет установить его ниже в подкапотном пространстве.
Эволюция «оппозита»: от авиации до BMW GS
Оппозитный мотор на мотоцикле BMW прошел путь от довоенных авиационных моторов и стационарных установок до сердца культовых мотоциклов серии GS. ДВС был изобретен в начале XIX века и на протяжении многих десятилетий переживал эволюцию. В 1897 году Карл Бенц изобретает «оппозит» и называет его контр-двигателем. Сравнение с боксерами возникло многим позднее, на тот момент название было приемлемым из-за движения цилиндров навстречу друг другу.
Первый оппозитный мотор был установлен на автомобиле марки Benz Dos-à-Dos спустя год после изобретения. В 1902 году конструктор Фредерик Ланчестер усовершенствовал уравновешивание цилиндров и запатентовал свое изобретение. По некоторым данным, в том же году «оппозит» был впервые применен в авиации. Двигателем подобной конструкции был оснащен моноплан новозеландского фермера, изобретателя и авиатора Ричарда Пирса. Хотя эти сведения не подтверждены документально, в любом случае мотор стал постоянно применяться в малой авиации, его плоская форма стала стандартом для легких самолетов.
Авиационные корни двигателя получили развитие в 1910-1920-е годы. Известно, что немецкая компания Bayerische Motoren Werke AG изначально занималась производством моторов и специализировалась на авиастроении. Конструкция «оппозитов» постоянно совершенствовалась, была адаптирована для работы на постоянных высоких оборотах и требовала превосходной надежности.
Оппозитный двигатель на мотоцикле появился еще в 1905 году. Его использовали на множестве моделей, но массового применения он не получил. Все изменилось в 1923 году благодаря BMW, когда мотор установили на первом мотоцикле бренда — R32. ДВС был развернут поперек рамы, что значительно увеличило габариты техники, но зато таким образом оба цилиндра можно было отлично охлаждать потоком встречного воздуха. В R32 были использованы еще некоторые новаторские решения.
Параллельно развивалось автомобилестроение. Там тоже произошел прорыв в 1938 году, когда немецкий конструктор автомобилей и бронетанковой техники, основатель компании Porsche Фердинанд Порше использовал четырехцилиндровый оппозитный двигатель для Volkswagen Beetle. Тем самым была обеспечена отличная надежность техники, а концепция применения в автомобилестроении стала массовой.
Компания BMW тем временем постоянно совершенствовала свои модели мотоциклов с использованием оппозитного двигателя. Ей тяжело дались послевоенные годы, когда пришлось полностью восстанавливать разрушенное производство. Новый этап в развитии мотоциклетной техники с установленными «оппозитами» произошел в начале 1980-х годов, когда появился легендарный BMW R80G/S. Мотоцикл заложил основу для целой серии моделей, которые потребители в России стали называть «гусями» из-за аббревиатуры GS — Gelände/Straße (в переводе с немецкого языка «бездорожье/шоссе»). Появление стало революцией в производстве мотоциклов. тяжелый турэндуро BMW с оппозитным двигателем доказал, что мощный дорожный мотоцикл может справляться со сложными грунтовыми маршрутами, заложив основу для всемирно известной линейки.
Следующий этап в развитии случился в 1994 году, когда ДВС подобного типа был установлен на R1100GS. Модель ознаменовала отход от классических моторов воздушного охлаждения к системе воздушно-масляного, а затем жидкостного охлаждения с внедрением электронного впрыска топлива. Наконец в современном мотоцикле R18 установлен самый большой оппозитный двигатель (Big Boxer) в истории компании объемом 1802 кубических сантиметров.
Главные преимущества: почему «оппозит» — это круто
Итак, у оппозитного двигателя на мотоцикле поршни расположены горизонтально друг напротив друга, а их движение взаимно нейтрализует инерционные силы. Особенности конструкции обеспечивают отличную управляемость и дают другие существенные преимущества.
Низкий центр тяжести делает технику более устойчивой и предсказуемой в поворотах. Существенно уменьшается крен при резких маневрах и прохождении крутых поворотов на высокой скорости. Мотоцикл уверенно держит дорогу и прямолинейную траекторию, обеспечивая более четкий и предсказуемый отклик на действия рулем.
Идеальная балансировка и отсутствие вибраций. Балансировка оппозитного двигателя уникальна тем, что силы инерции движущихся поршней идеально компенсируют друг друга. Они работают как противовесы, что обеспечивает отличную плавность работы без использования сложных балансирных валов. Отсутствие серьезных вибраций и дисбаланса уменьшает нагрузку на детали и защищает двигатель от преждевременного износа, продлевая ему жизнь.
Мотор отличается оборотистостью и отдачей, так как не нужно расходовать энергию на вращение тяжелых балансиров. Механизм проще набирает обороты и эффективнее выдает крутящий момент. Максимальный крутящий момент доступен уже с холостых оборотов, мотор тянет как тепловоз.
Плоская форма и низкое расположение мотора улучшают пассивную безопасность. Основная особенность конструкции — при столкновении широкие цилиндры выступают за раму и при падении принимают удар на себя, защищая ноги водителя и основные узлы. В автомобиле двигатель не вдавливается в салон, а направляется под днище. Безопасность обеспечивается и для пешеходов. В автомобилях низкий профиль позволяет оставлять больше свободного пространства между капотом и деталями ДВС. Таким образом капот становится более мягким и хорошо поглощающим энергию при возможном наезде на человека.
Недостатки и «подводные камни»: почему «оппозит» — это сложно
Все было бы прекрасно, если в оппозитном моторе на мотоцикле или автомобиле отсутствовали недостатки. Тогда его могли бы применять все без исключения компании при производстве своей технике.
Однако этого не происходит, ведь есть минусы, на которые обращают внимание:
Ширина двигателя. Выступающие в стороны цилиндры делают мотоцикл очень широким. Из-за этого он не может глубоко «закладывать» в поворотах. В крутых виражах головки цилиндров или защитные дуги могут зацепить поверхность дороги, что неизбежно приведет к потере сцепления с ней и даже падению водителя. Очень сложно маневрировать между рядами автомобилей, где обычный эндуро проскочит без проблем.
Сложность и высокая стоимость ремонта. Двигатель широкий, у него две раздельные головки блока цилиндров. Специалисту предстоит ремонтировать и производить процедуру замены деталей в два раза больше и дольше. Добраться до некоторых важных механизмов мотоцикла из-за подобного двигателя очень сложно. Ремонт сцепления или генератора потребует демонтажа двигателя. Замена запчастей обойдется в два раза дороже. Для тонкой настройки впуска понадобится профессиональный инструмент.
Охлаждение заднего цилиндра. Специфика оппозитного двигателя на мотоцикле такова, что на некоторых моделях задний цилиндр охлаждался хуже переднего, поскольку второй перекрывает первый. Заднему достается меньше встречного воздуха. Цилиндры прогреваются по-разному, поршневая группа изнашивается неравномерно, смесеобразование отличается. Задний цилиндр может перегреваться. В пробках или при медленном движении естественного охлаждения воздухом вовсе не хватает, что ведет к падению тяги и общей надежности двигателя. В ранних конструкциях британских Douglas это было такой проблемой, что приходилось «разворачивать» двигатель.
Особенности эргономики. С оппозитным двигателем классическая посадка может стать проблемой для байкеров с ростом выше среднего. При наличии подобных цилиндров ноги нужно выносить слишком далеко вперед. При активной езде такая посадка снижает контроль над мотоциклом. Поршни мешают размещению ног и подножек водителя.
Модели мотоциклов с оппозитным двигателем
Оппозитный мотор на мотоциклах разных марок встречался и встречается часто. Главным популяризатором этих двигателей стала компания BMW. За многие десятилетия они стали визитной карточкой бренда. Встречаются легендарные туристические и исторические модели других марок, включая знаменитую советскую технику. С нее и начнем.
Мотоциклы «Урал» — советская классика. Они выпускаются на мотоциклетном заводе города Ирбит Свердловской области с 1940 года. Главная отличительная черта — коляска. Первым был выпущен мотоцикл ИМЗ М-72, ставший копией немецкого BMW R71. В течение двадцати лет модель модифицировалась. У последней были короткорычажная вилка и алюминиевые ступицы. В дальнейшем на протяжении многих лет появились модернизированные мотоциклы. Оппозитный двигатель применялся на большинстве из них. «Урал» во многом проигрывает зарубежным моделям, если речь идет о спорте или езде в городских условиях, но в плане надежности этот мотоцикл незаменим.
Самоходный экипаж можно назвать визитной карточкой бренда. Большинство мотоциклов комплектуются боковым прицепом. Он обеспечивает отличную устойчивость в условиях бездорожья и высокую грузоподъемность. Надежностью отличается не только мотор, в наличии дифференциал, большой дорожный просвет, отключаемый привод на колесо коляски. В XXI веке стали выпускаться специализированные модели в качестве спецтехники. Серийное производство мотоцикла «Урал» ИМЗ-8.1037 Gear-Up началось в 2005 году и продолжается до сих пор. Модель была выпущена для нужд армии. Она оснащена штатной турелью, куда можно установить стрелковое оружие.
Наряду с «Уралом» в Советском Союзе с 1952 года был налажен выпуск мотоциклов Первая модель с собственным названием «Днепр» сошла с конвейера в 1968 году на киевском заводе. Моторы изначально устанавливались оппозитные. Принципиальное отличие от «Уралов» — более высокая мощность двигателей и отличная динамика. Если первые были ориентированы на езду по бездорожью и делали ставку на тяговитость, вторые хорошо себя зарекомендовали на трассе и в городе. Помимо лучшей динамики разгона у «Днепр» выпускался с более удобным сплошным сиденьем. С 2010 года выпуск байков был прекращен. Сегодня эта модель считается очень популярной у коллекционеров техники.
Оппозитный двигатель на мотоцикле BMW продолжает оставаться классикой производства. Вся серия R выпускается с «оппозитами». Интересно, что изначально буква «R» означает «Rad» (в переводе с немецкого языка — «колесо»). Многие владельцы об этом даже не задумываются, поскольку считают, что «R» это прежде всего оппозитный мотор. Помимо двигателя модели отличаются высокой надежностью, долговечностью работы цепи, узнаваемым звуком. Специфический глубокий выхлоп сложно перепутать с рядными моторами.
Из наиболее популярных моделей выделяются:
GS (Gelände/Straße): легендарные туристические эндуро (например, R 1250 GS, R 1300 GS), выпускаются для городской езды и бездорожья, самые популярные модели;
RT (Reise/Tourer): туристические модели для поездок на большие расстояния, обладают высоким уровнем ветрозащиты, большими кофрами и хорошей мультимедийной системой;
R (Roadster): дорожные мотоциклы и нейкеды выпускаются без обтекателей в основном для поездок по городу;
RS (Reise/Sport): спортивно-туристическая техника сочетает высокую аэродинамику и комфорт;
Heritage: модели в стиле ретро и круизеры (R18), где есть сочетание винтажного дизайна, хромированных деталей и большого крутящего момента.
Основная особенность современной модели R18 — самый большой оппозитный мотор в истории концерна. Двухцилиндровый двигатель объемом 1802 кубических сантиметра с воздушно-масляным охлаждением выдает мощность в 91 лошадиную силу при 4750 оборотах в минуту. Мотоцикл развивает максимальную скорость более 180 километров в час, снаряженная масса — 345 килограмм.
В последние десятилетия у BMW и других классических марок возникли конкуренты с оппозитным двигателем на мотоцикле. На рынке появились китайские новинки Souo S2000 и Benda Rock 250 CVT. Они являются примером, как технологии с оппозитными моторами развиваются в наши дни.
Souo S2000 — это флагманский тяжелый туристический мотоцикл от китайского концерна Great Wall Motor (GWM). Он был создан в качестве прямого конкурента легендарной модели Honda Gold Wing. Главное отличие «китайца» уникальный для мотоциклов 8-цилиндровый оппозитный двигатель. Массивный люкс-турер для дальних путешествий выделяется длиной более двух с половиной метров. Оснащен большим ветровым стеклом с электроприводом, подогревом сидений и ручек, а также развитой ветрозащитой.
Стильный городской круизер Benda Rock 250 CVT выделяется от других мотоциклов наличием автоматической бесступенчатой трансмиссии, брутальным дизайном, низкой посадкой и простотой в управлении. Мотор 8-клапанный с жидкостным охлаждением. Мотоцикл развивает мощность 26 лошадиных сил и хорошо ведет себя на городских дорогах.
|
Параметр сравнения |
Оппозитный двигатель (Boxer) |
Рядный двигатель (Inline) |
V-образный двигатель (V-Twin) |
|
Расположение цилиндров |
Горизонтальное (180°) |
Вертикальное (в ряд) |
V-образное (под углом, чаще 90° или 45°) |
|
Центр тяжести |
Очень низкий |
Средний |
Ниже, чем у рядного, но выше, чем у «оппозита» |
|
Вибрации |
Почти отсутствуют |
Минимальные (при хорошей балансировке) |
Значительные (часть «характера») |
|
Ширина мотоцикла |
Большая (цилиндры торчат в стороны) |
Узкий |
Узкий |
|
Охлаждение |
Часто воздушное (цилиндры хорошо обдуваются) |
Воздушное или жидкостное |
Преимущественно воздушное |
|
Сложность ремонта |
Высокая |
Низкая / Средняя |
Средняя |
|
Популярные модели |
BMW R18, «Урал» |
Японские спортбайки |
Harley-Davidson, Ducati Monster |
|
Характер тяги |
«Тепловозная» (ровная, с низов) |
Верховая (раскручивается до высоких оборотов) |
«Рвущая» (акцент на момент в середине) |
Часто задаваемые вопросы про оппозитный двигатель
Какие мотоциклы ездят на оппозитных двигателях, кроме BMW?
Самые известные модели с оппозитным двигателем на мотоцикле выпускали и выпускают в нескольких странах:
«Урал» (Россия): используются двухцилиндровые моторы воздушного охлаждения объемом 745 кубических сантиметров;
Honda (Япония): самая известная модель турэндуро Honda Gold Wing оснащена 6-цилиндровым мотором от 1500 до 1832 кубических сантиметров;
«Днепр» (СССР/Украина): мотоциклы МТ-10 или МТ-11 оснащались четырехтактными верхнеклапанными моторами объемом 650 кубических сантиметров;
Douglas (Великобритания): компания ставила «оппозиты» на свои мотоциклы одной из первых в мире, они доминировали в трековых гонках;
Benda (Китай): выпускает тяжелые круизеры, по некоторым данным, работает над созданием супермощного мотоцикла с точной копией «оппозита» BMW.
В чем секрет плавности хода оппозитного мотоцикла?
Плавность хода обеспечивается отличным механическим балансом. Поршни двигаются навстречу друг другу в горизонтальной плоскости, полностью компенсируя силы инерции. Такая конфигурация и конструкторское решение обеспечивают мягкую работу без применения тяжелых балансирных валов. Идеальный первичный баланс избавляет от назойливой дрожи на руле и подножках, свойственной другим типам двухцилиндровых моторов. Широкое расположение цилиндров создает низкий центр тяжести для устойчивости.
Это правда, что оппозитные моторы постоянно перегреваются?
Раньше такая проблема существовала на некоторых старых моделях с оппозитным двигателем на мотоцикле. Моторы воздушного охлаждения сильно грелись в пробках из-за отсутствия постоянного обдува набегающим потоком воздуха. Проблема касалась «Уралов» и «Днепров». То же самое можно сказать в отношении японских байков, выпускавшихся на рубеже 1990-2000-х годов. У них была неудачная конструкция рубашки охлаждения. Сегодня «оппозиты» не перегреваются, если система охлаждения находится в исправном состоянии. Тем не менее оппозитные двигатели более термочувствительны, чем рядные и V-образные.
Насколько дороже обслуживать оппозитный мотор по сравнению с обычным?
Обслуживать оппозитный двигатель дороже примерно на 15–30 процентов в зависимости от модели техники. Переплата идет при покупке свечей, их нужно в два раза больше. Существует сложный доступ к узлам и необходимость точной синхронизации дросселей. Нужно больше следить за уровнем масла, поскольку при агрессивной езде оно расходуется быстрее. В то же время надежность таких моторов зачастую компенсирует затраты большим ресурсом «оппозита».
Мотоцикл стритфайтер: полный гид по «уличным бойцам» от истории до выбора
Квикшифтер для мотоцикла: полное руководство по быстрому переключению передач без сцепления
Комментарии