Оппозитные моторы Subaru. Долгий путь в никуда

Оппозитные моторы Subaru. Долгий путь в никуда

Автор: Максим Маркин
Фото автора и из открытых источников
Источник: Дром

«Оппозитники» давно уже стали таким же символом Subaru, как «рядники» для BMW или роторные моторы у Mazda. Вот только фирмы эти (да и многие другие) под влиянием современных тенденций отказались или отказываются от того, что прочно ассоциировалось с ними. А в «Созвездии» продолжают пестовать свой генетический код — отрекаться от оппозитных двигателей, похоже, не собираются. Увы, нынешний вектор, направленный на экономию-экологию, не обошел стороной и эту японскую фирму. Мы проследили всю историю «боксеров» Subaru и рассказываем, какими они были и насколько испортились к последнему поколению.

По горизонтали и вертикали

На заре появления двигателя внутреннего сгорания инженеры еще не знали все плюсы и минусы того или иного расположения цилиндров, а потому охотно с ними экспериментировали. Оппозитное размещение бы ло всего лишь одним из вариантов, никого не пугало и появилось еще в конце XIX века. Считается, что первым это сделал российский инженер Костович, разрабатывавший двигатель для дирижабля «Россия» конструкции самого Циолковского. Он так и не взлетел, но история оставила нам рабочий образец, видимо, первого «оппозитника» — восьмицилиндрового и 80-сильного. Хотя до того наш соотечественник проводил опыты на двухцилиндровом моторе.

Этот агрегат относился к так называемой конфигурации OPOC — Opposed-Piston Opposed-Cylinder. В ней цилиндры не просто располагались друг напротив друга. Еще и поршни двигались навстречу, что требовало наличия двух коленчатых валов — как на двигателе Костовича. Настоящий «боксер»!

В начале прошлого века родилась еще одна схожая конструкция. Но в ней пары поршней двигались в едином цилиндре, кривошип находился только с одной стороны, а с другой поршни приводили за счет штоков. К тому же все это стояло вертикально.

Потом решения объединяли — в вертикальные цилиндры, в каждом из которых двигались два поршня, связанные верхним и нижним коленвалами. В авиации их использовали в Третьем рейхе. На различных судах и ж/д составе — в Америке.

Конструкции варьировались. На нашем основном танке Т-64 «оппозитник» с двумя валами опять положили горизонтально.

Советский пятицилиндровый дизель 5ТДФ

На английском трехцилиндровом и также горизонтальном коленвал пристроили снизу, связав его с поршнями через шатуны и коромысла.

Появлялись агрегаты (естественно, не автомобильные), где цилиндры располагались в виде треугольника с коленвалами на вершинах, однако поршни опять же двигались навстречу друг другу.

Или, скажем, установки с двумя валами, из которых один вращался вдвое быстрее другого.

Наконец, уже в наше время схему с двумя валами использовала независимая инжиниринговая фирма EcoMotors.

Характеристики обещались весьма заманчивые. Тем более что речь-то идет о «двухтактнике» (а как еще организовать подачу горючей смеси в «трубу», в которой движутся два поршня), который, как известно, значительно грязнее четырехтактного двигателя. Очевидно, поэтому пока революции не случилось.

Прожили и забыли

Конечно, все это экзотика, ориентированная преимущественно на специальную технику. Но экспериментировали инженеры и с привычной для нас сейчас конфигурацией, когда цилиндры горизонтально, коленвал один и находится в блоке посередине, поршни движутся от него в разные стороны. Судя по всему, первым такую конструкцию предложил Карл Бенц — еще в конце XIX века. А в начале следующего пошло-поехало. Ford, BMW, Tatra, Steyr, Krupp, Фердинанд Порше с его VW Kafer.

После Второй мировой войны как прорвало: DAF 600, Citroen 2CV, Puch 500 (он же Fiat 500), Toyota Publica.

Следом Goliath 1100, Chevrolet Corvair, целый выводок Lancia 60-х и 70-х годов.

Потом еще несколько Alfa Romeo 70-х и 80-х, пара Citroen и даже Ferrari Berlinetta Boxer.

В Европе, а конкретно в Италии, оппозитные двигатели продержались до середины 90-х — на Alfa Romeo 33 и Ferrari Testarossa.

Начало большого пути

И все-таки погоды ни в Старом Свете, ни за океаном приведенные «оппозиты» не делали. Да, начиная с двухцилиндровых моторчиков обычно воздушного охлаждения и максимум 660-кубовых, производители дошли до «четверок» объемом 1,2–2,0 л. На Corvair устанавливали даже 2,3–2,4-литровые «боксеры», причем с наддувом. А на Lancia Gamma — 2,5-литровый двигатель с впрыском топлива. Что говорить о Ferrari, где «оппозитники» имели 12 цилиндров, до 5,0 л и 440 «лошадей».

Однако все эти моторы, если не считать Porsche, канули в небытие, оставив о себе лишь воспоминание. И то многие не знают, что на «французах» да «итальянцах» когда-то были оппозитные моторы. Subaru же и «боксер» — это как Nissan и трансмиссия Jatco, неразрывная связь. И хотя в фирме к использованию таких моторов пришли только в 1966-м, в отличие от европейских коллег, да и Toyota, это был более серьезный агрегат. Сразу четырехцилиндровый, 977-кубовый, 55-сильный. Устанавливался на Subaru модели 1000.

Пожалуй, почти сразу было понятно, что в компании делают на этот тип двигателя основную ставку. За почти три десятилетия семейство EA, к которому относился упомянутый моторчик, разрослось до более чем 15 модификаций и увеличилось в объеме до 1,8 л. Последние версии, предназначенные для Leone, уже имели по распредвалу в каждой «головке», а не один на обе, распределенный впрыск топлива и турбонаддув. Выпускались до 1994 года.

«Ежики»: постоянный поиск идеала

Если у EA модификации отличались вещами краеугольными (объемом, количеством и расположением распредвалов — OHV или SOHC), то появившееся в 1989 году семейство EJ на протяжении всей своей жизни порой менялось буквально в нюансах.

Что показательно, в дебютном году представили сразу три мотора новой линейки — EJ18, двухвальный EJ20E и EJ20D с DOHC. Проще говоря, два «овощных» (110 и 125 л.с.) и один заряженный (150 л.с.).

EJ18

Всего лишь за четыре первых года существования «Ежиков» только модификация D получила три варианта поршней, отличавшихся конфигурацией выемок в днище, и сколько-то видов гидрокомпенсаторов. А с уходом первого поколения Legacy сменились и версии EJ20.

Двухвальному EJ20J дали другие распредвалы и поршни с короткими «юбками» и днищами без выемок под клапаны. Соответственно, последние при обрыве ремня ГРМ могло загнуть. Вдобавок мотор лишили гидрокомпенсаторов.

EJ20J

Та же трансформация произошла и с EJ20D. В конце 90-х к появлению третьего поколения Legacy и первого Forester 2,0-литровые «оппозитники» вновь изменились. Появились модификации EJ201, 202, 203 с SOHC. Они отличались наличием или отсутствием EGR, прошивкой, количеством лямбда-зондов. 203-й имел свою систему управления с электронным дросселем.

EJ201

Кроме того, иное программное обеспечение, более производительные форсунки и систему TGV — Tumble Generator Valves. То есть заслонки во впускных коллекторах, призванные снижать выбросы при холодных запусках.

Заслонки системы TGV

Несмотря на это, 203-й хорошо заводился в морозы. В отличие от 201/202 на «праворульках». Правда, если с этими моторами попадались машины из США или, например, Сингапура, то проблемы с холодными запусками также отсутствовали.

В конце 90-х появилось продолжение четырехвального мотора — EJ204.

Именно с него началось использование на впускных распредвалах фазовращателей AVCS — Active Valve Control System. Но на ряде модификаций 204-го система изменения фаз могла отсутствовать. Программно мотор форсировали до 190 сил. По субаровским меркам он был долгожителем — захватил универсал Exiga. А со сцены полностью ушел, только будучи вытесненным новой серией FB в 2015 году.

«Ежики» турбовые: той же дорогой

EJ20GDX — первый турбированный мотор линейки — дебютировал тогда же, в 1989-м, и за несколько лет, как и «атмосферник», прошел курс модернизации.

Первая генерация имела масляные форсунки для охлаждения поршней и организацию регулировки клапанов, при которой рокер опирался на гидрокомпенсатор. Во второй появились толкатели с подвижным стаканом и исчезли маслофорсунки. Изменились поршни — подобно тем, что на «атмосфере», то есть стали короче. Наконец, третье поколение обошлось вообще без «гидриков». Зато имело облегченные клапаны, другие их пружины и кованые поршни.

Во второй половине 90-х для версий WRX и WRX STI пару лет выпускался EJ20K, также имевший две модификации. Одна — с более производительной турбиной, «ковкой», другими клапанами и пружинами. Оснащали ею купе Impreza. К тому же для STI поршни выполнили с еще более короткими «юбками», отчего они стучали.

В конце 90-х Subaru представила очередные «турбооппозиты» — EJ205 и EJ207. Первый был попроще, второй — сложнее и мощнее.

EJ207

Были версии без AVCS, с ней и с изменением фаз на впуске и выпуске. Как и прежде, моторы прошли через ряд модернизаций. Так, 207-й, изначально имея более мощный коленвал, с 2000 года получил и шатуны, способные держать 400 сил и 600 Нм. В 2003-м — турбину с twin-scroll.

Слева шатун EJ205, справа EJ207. Видно, что он мощнее, и его крышка фиксируется не шпилькой-гайкой — болтом

Как минимум у 207-го был более жесткий, чем на EJ20K, блок, рассчитанный на полтысячи «лошадей». К тому же оба мотора с фазовращателями хорошо пускаются в морозы. Не зря EJ207 оставили в строю до 2019 года — именно с ним на внутреннем рынке предлагалась Impreza WRX STI последнего поколения.

С 2003 года несколько лет выпускались EJ20X/EJ20Y (буквы после цифр обозначают тип трансмиссии, с которой агрегатировался двигатель; «автомат» и «механика» соответственно). При блоке, как на EJ205, они имели другие ГБЦ и выпуск, поршни с еще более узкими маслосъемными кольцами, сразу твинскрольную турбину. Причем на X/Y агрегаты наддува отличались производительностью, степень сжатия тоже.

Начиная с 1993 года и за последующее десятилетие сменил несколько версий твинтурбовый «боксер»: EJ20H, EJ20R, EJ206, EJ208. Получал новые поршни, разные варианты ГРМ, степень сжатия, программное обеспечение.

EJ20R

Оппозитная экзотика

Примерно столько же просуществовал 2,2-литровый EJ22, также воплощенный в нескольких атмосферных и турбоверсиях. Среди последних примечательна 186-сильная модификация с SOHC, устанавливавшаяся на Legacy для североамериканского рынка. А также EJ22G, разработанная специально для купе Impreza и развивавшая более 280 л.с.

На рынке этот двигатель — редкость. А 2,7-литровая 145-сильная «шестерка» ER27 — вообще экзотика. В 1987 году ее получили из EA82 специально для купе Alcyone/XT, которое попадало в Россию единичными экземплярами.

Таким же образом спустя пять лет из 2,5-литрового мотора, который еще не пошел в серию, «вывели» шестицилиндровый EG33 — 3,3 л и 230 л.с. Опять же с прицелом на единственную модель — Alcyone/SVX.

Следующие «шестерки» — серии EZ, 3,0- и 3,6-литровая — на двоих прожили гораздо дольше, 20 лет.

EZ36

Отличаясь друг от друга конструктивно, агрегаты имели AVCS и AVLS (EZ30) и Dual AVCS (EZ36) и неплохую отдачу — 220, 245 и 260 сил. В общем, хорошо подходили тяжелым Outback и Tribeca, хотя некоторое время устанавливались и на Legacy.

Плюс 500 «кубиков», турбо и вечный поиск

EJ25 представили в середине 90-х и тут же начали дорабатывать. EJ25D, EJ251, EJ252, EJ253, EJ254, турбированные EJ255 и EJ257. Опять эксперименты с поршнями и их кольцами, с софтом, системой изменения фаз и высотой подъема клапанов. На некоторых моделях и рынках 253-й и 255-й продержались до 2015 года. А 257-м до сих пор комплектуют экспортную WRX STI, в том числе для российского рынка.

EJ257

Постоянная доработка пошла 2,5-литровому мотору на пользу. По крайней мере, отдельные, пусть и не самые последние версии, обладали неплохим ресурсом и слыли неприхотливыми.

Новое время — новые имена

В 2008 году Subaru вывела на рынок 2,0-литровый дизель EE20.

Естественно, с common rail, а кроме того, более компактный. Сократили расстояние между центрами цилиндров и тоньше сделали ГБЦ.

В 2010-м дебютировала серия FB — в виде 1,6- и 2,0-литрового моторов.

FB16 DIT

Новый блок, цепной привод ГРМ, только DOHC и фазовращатели на всех валах. У FB16 есть версия с непосредственным впрыском и наддувом (170 л.с.; фото вверху). У FB20 такая тоже появилась позже. Кроме того, имелись варианты для работы в составе гибридной силовой установки. В 2011 году в серию пошел F25, также сначала с распределенным впрыском, потом с direct injection.

Спустя год появился FA20. Cразу с наддувом и вариантами впрыска — непосредственным и распределенно-непосредственным.

В 2019 году специально для «американского» кроссовера Ascent (фото ниже) мотору увеличили объем — получился FB24.

Дизель так и не стал у нас популярным. «Ежики» изучены досконально. И уже есть достаточные для диагноза наблюдения по FA/FB.

Егор Пятов
Моторист, специализируется на двигателях Subaru

 

Вся история серии EJ — это бесконечные опыты с различными системами и составляющими мотора, которые порой сильно меняли и характеристики, и надежность. Говорить о том и другом надо применительно к конкретным модификациям, иногда даже рынкам сбыта. Так, первая версия EJ20D безоговорочно надежна и очень ресурсна. Было бы соответствующее обслуживание в те годы, ходил бы этот «оппозит» под миллион км. Знаю случай, когда Legacy первого поколения прошел более 600 000 км и еще не дымил. Клапаны были слегка подогнуты, царапины на стенках, но блок восстанавливать не потребовалось.

Потом начался процесс изменений. В самом начале 90-х блок из «закрытого» на атмосферных моторах превратился в «полуоткрытый», с перемычками. Потом — в полностью открытый. С опозданием в несколько лет то же коснулось турбоагрегатов.

Не скажу, что это глобально сказалось на надежности. Впоследствии в Subaru могли получать достаточно жесткие конструкции, как, например, на том же EJ207.

Больше на ресурс повлияло изменение размеров поршней и, соответственно, колец. Этот процесс был запущен почти сразу. После первого варианта (толщина 1,5; 1,5 и 3,5 мм) с огромными по нынешним меркам дренажными окнами получили 1,2; 1,5 и 3,5 мм. Потом 1,2; 1,2 и 3 мм. Затем 1,2; 1,2 и 2 мм. Понятно, что это не могло не сказаться на общем ресурсе. Хотя еще в конце 90-х и начале 2000-х «оппозиты» без масложора отхаживали порядка полумиллиона км.

При этом все же нельзя вывести прямую зависимость — чем свежее, тем хуже. К примеру, EJ251 образца 1998 года для Европы и США за счет иного ПО ходил более 300 000 км. А такие же двигатели для Японии — менее. Двухвальный EJ253, вышедший в 1999-м и устанавливавшийся до 2012–13 гг., из 2,5-литровых самый простой, неприхотливый, экономичный.

Твинтурбовые моторы, будучи нагруженными не только на средних и высоких оборотах, но и «внизу», в целом ходили недолго. Скажем, до 1998 года из-за программного обеспечения, помноженного на некачественный бензин и активную езду, горели второй и четвертый поршни. После стал прогорать первый цилиндр. Кстати, из Японии они все приходили с тюнинговыми маслокулерами, которые штатно на них не устанавливались. Тем не менее по доставке к нам желательно было сразу проводить ревизию и в случае необходимости «капиталить».

Вообще субаровский софт до начала 2000-х был не склонен защищать двигатель. Речь, конечно, о турбомоторах. К примеру, загрязнялся расходомер, а ЭБУ этого не видел. В итоге поршень могло «продуть» насквозь. Даже теперь, когда владелец чувствует, что автомобиль едет как-то не так, надо тотчас показывать его диагносту. Ситуация изменилась только с приходом EJ20X/EJ20Y и на более поздних «ежах».

Могу точно сказать, что оппозитные моторы перегрев переносят легче, чем рядные. Были случаи, когда от него даже плавился датчик детонации, однако ГБЦ не вставали домиком, не вытягивали шпильками резьбу из блока. «Головки» на «оппозитнике» холодные. Но при этом надо понимать, что 2,5-литровый агрегат при прочих равных условиях более температурно нагружен, чем 2,0-литровый. К тому же у него меньше пятно контакта гильз с прокладкой ГБЦ. Нередко из-за старого антифриза металл корродирует, и прокладку продувает.

Та же болезнь на EZ30, прокладки меняют, как правило, на 200 000 км. К тому же первые версии этой «шестерки» не заводились в морозы. И в принципе этот двигатель не приспособлен для тюнинга.

EZ30

EZ36 на момент появления представлял собой красивую конструкцию, проработанную лучше, чем EZ30. Но в условиях детонации у него отрывало «юбки» поршней.

Восстанавливаются моторы удачно. Есть пример, когда твинтурбовый после «капиталки» прошел 200 000 км, EJ257 — 260 000 км. С 2006 года Subaru стала использовать на вкладышах керамическое напыление. Оно плохо работает в паре трения. Легко царапает металл коленвала и охотно к нему «приваривается», вкладыш на шейку наматывает. Лучше превентивно менять на традиционные.

У FA/FB вкладыши такие же. На FB были прецеденты — наматывало. В том числе оттого, что после активной езды водитель резко переходил на холостые обороты. В этот момент масляный насос сильно сбрасывал давление — происходило масляное голодание.

Сделано это ради экономии топлива, поскольку насос здорово нагружает коленвал. Решается вопрос заваркой первой ступени насоса, установкой туда более жесткой пружины либо редукционного клапана от EJ. Но для этого надо разбирать двигатель, что обойдется примерно в 8000 рублей.

Сделает работу двигателя более безопасной маслокулер, который есть штатно на FA. На FB устанавливается от EZ30 как подходящий по размерам (6000–7000 руб.). Желательно на тот, что похолоднее, поменять и термостат. Температуру термостатирования на новых «оппозитниках» подняли с 73 до 92 градусов. Да, сейчас встречается и выше. Однако напомню, что блок, в отличие от «головок», у «оппозитника» «горячий» — из-за того, что компактный и тепло отводится не так эффективно, как на «рядниках». Так что 92 градуса — это много! Масло в зоне поршневых колец быстро коксуется. Сами они, кстати, еще тоньше, чем на EJ, — 1,0; 1,0 и 2,0 мм. Опыт применения термостата есть — прожорливее двигатели не становились.

Разумеется, обязательно надо сокращать интервал замены масла — до 7000–8000 км. Тогда расход можно удержать в пределах 300 мл от замены до замены. Но даже литр–полтора при пробеге в 50 000 км — это не повод для расстройства. К 200 000 км, если соблюдать официальные рекомендации, он уже может достигать литра на тысячу.

Конечно, еще и потому, что качество металла поршневых колец неважное — быстро изнашиваются. EJ из последних поколений готовы отработать более 300 000 км, и их состояние будет более-менее сносным. FA/FB, уверен, не доживут до такого пробега или будут в плачевном виде. Да и ремонт их дороже раза в полтора — 150 000 рублей против примерно 100 000.

Другие статьи из раздела «Устройство автомобиля»

160580

349
Восстановление одноразового двигателя: дело в миллиметрах

88550

231
Automatic Transmission Fluid. Жидкость, способная на все?

74164

121
Всё, что нужно знать про автомобильные антифризы

659636

186
Защита автомобиля пленкой: плюсы, минусы, варианты, цены

73442

411
Шесть японских цилиндров в ряд — 1G, RB26: уравновешенно и тихо; где-то надежно, где-то не очень

Источник: drom.ru

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *