Оппозиты. С поршнями нараспашку. Академия Subaru. Лекция 2

Второе занятие нашей Академии посвящено, пожалуй, самому интересному, что есть у японского бренда — его двигателям

Укаждой марки есть свой ангел-хранитель и по совместительству страж традиций. Есть и свой персональный демон-искуситель, провоцирующий создателей новых моделей на эксперименты. Конечно, с точки зрения получения прибыли проще было бы без них — претворяй себе в жизнь проверенную бизнес-модель, штампуй одинаковые железки да снимай заветный процент. Но, представьте себе, даже у прожжённых автопромышленников есть душа, мечущаяся между чёрным и белым, и если говорить о марке Subaru, то, похоже, души всех сотрудников заодно с ангелами и демонами объединяет одна замечательная идея — все они дружно тяготеют к красивой инженерной истории. И чем более сложный узел создают, тем сильнее верят в незыблемость своей идеологии. Поразительно, но именно это позволяет созвездию Subaru сиять совершенно особенным блеском среди тысяч звёзд автомобильной вселенной. Вы, наверное, уже догадались, что речь пойдёт о знаменитых субаровских двигателях.

Вряд ли кто-то станет отрицать тот факт, что в самом слове «оппозит» скрыта музыка мотора, работающего не так, как остальные. Здесь и характерный чуть стрекочущий выхлоп, и звук, который знатоки легко отличат от всех прочих. Часто мотор называют иностранным словом «боксер», хотя параллели с видом спорта тут вряд ли уместны. Конечно, есть двигатели, где поршни и вправду почти колотят друг друга, но, чтобы представить себе классический оппозит, лучше заставить боксёров плотно прижаться спинами и молотить в окружающее пространство. А теперь вдобавок уложите спортсменов на бок и получите упрощённую модель мотора. Четыре руки, попарно распростёртые в стороны — это шатуны с поршнями самого обычного четырёхцилиндрового мотора Subaru серий FA и FB. Если вам захочется таким же образом смоделировать шестицилиндровые EA, EJ, EZ или дизельный EE, то вместо обычных боксёров придётся использовать трёхруких, только и всего. Впрочем, хватит параллелей и ассоциаций.

 

 

В центре рисунка хорошо видны тонкие и лёгкие балансиры коленвала.
Крупные блестящие цилиндры по краям — гидроприводы фазовращателей
впускных распредвалов. Ниже то же самое, но на выпуске

 

Что действительно здорово в таких моторах, так это то, что коленвал у них расположен точно по центру, а не снизу, как у остальных. А значит, вся масса снующего туда-сюда железа в виде поршней и шатунов распределена поровну справа и слева, да к тому же движется синхронно. Стало быть, в оппозитном моторе эти движения компенсируют друг друга и, не вдаваясь в тонкости ускорений первого и второго порядка, почти взаимоуничтожаются. А это значит, что тяжёлых балансиров, уравновешивающих валов и прочего напрасно вращающегося железа в них нет. От этого меньше внутренние потери и лучше приёмистость. Неслучайно моторы такой компоновки до сих пор используются в «Формуле‑1», да и немцы с их вечной тягой к техническому совершенству, несмотря ни на что, сохранили в перечне марок одну оппозитную и самую спортивную.

Хороши такие двигатели ещё и тем, что в отличие от рядных и V‑образных имеют малую высоту. Разумеется, они компенсируют своё размерное преимущество вширь, занимая всё пространство между передними колёсами. Это ведёт к некоторым сложностям в компоновке и обслуживании, но в мире спорта важнее отдача и низкий центр тяжести, а уж в этом равных «боксерам» нет.

 

 

Компактность двигателей Subaru подразумевает малую высоту
при заметной ширине. Технический прогресс вынудил инженеров
спроектировать многие детали ажурными, но ноу-хау в этом нет —
так делают абсолютно все производители

 

Subaru — бренд, чья спортивность изначально заложена в недра каждого автомобиля. Это факт. Ну а раз так, то от чего бы не использовать такой шанс по полной? И вот из относительно скромных и технически простых оппозиты Subaru постепенно стали шестицилиндровыми, превратились в турбомонстров, обросли двойными распредвалами и сложными системами охлаждения. Всё это потребовало нового уровня проектирования и обслуживания — при обилии сложного оборудования, толстым ковром покрывающего мотор сверху, редкое ТО обходится без снятия силового агрегата. Большая ширина двигателей накладывает ограничения на размеры головок и даже на ход поршня. Как в такой ситуации наращивать рабочий объём? В случае с наиболее распространённым мотором FB, объём которого вырос с 1.6 и 2.0 до 2.5 л, конструкторы изобрели головки цилиндров хитрой формы — компактные, с камерой сгорания уменьшенного размера и клапанами небольшой длины, с загнутыми впускными каналами и специальными перегородками — крылышками, разгоняющими поток на впуске.

Идеологически простые, двигатели Subaru на самом деле насыщены множеством инженерных хитростей. К тому же их конструкция не стоит на месте — она постоянно движется вслед за меняющимися экологическими правилами, адаптируется к новым мощностям и требованиям экономичности. Особое внимание — снижению вредных выбросов. Например, чтобы топливо не налипало на деталях впуска и сгорало полнее, форсунки перенесли в головки цилиндров. Короткие выхлопные патрубки быстрее разогревают катализатор, в результате полная очистка отработавших газов становится максимальной почти сразу после запуска двигателя. Ну и конечно, и впуск, и выпуск настроены на получение знаменитого фирменного оппозитного звука.

 

 

Однако есть и поистине фантастические решения, нигде больше не встречающиеся. Поскольку у оппозита нет поддона картера в привычном понимании, а разъём половинок блока проходит прямо по оси коленвала, его сборка сопряжена с технологическими нюансами. Проще говоря, лишний раз это соединение лучше не беспокоить и не разбирать. Но, например, для замены колец двухлитровых «четвёрок» FB и FA были предусмотрены асимметричные нижние головки шатунов. Это позволяло извлечь поршень, не разбирая блок. А вот для того чтобы вытащить поршень у шестицилиндрового EJ, в блоке цилиндров сделали технологические отверстия с заглушками! Через них сначала вынимают поршневые пальцы, и уже потом можно вытащить поршень. У шестицилиндровых моторов EZ 3.0 была и другая особенность — неравномерный нагрев цилиндров. Задним двум доставалось меньше холодной жидкости, и поначалу они страдали от перегрева. В результате система охлаждения была переделана и для более мощного мотора 3.6 получила нижние обводные каналы с индивидуальным подводом охлаждающей жидкости к каждому из шести цилиндров.

Спортсмены, занятые доводкой моторов, хорошо знакомы с феноменом дышащего блока цилиндров. Сколь ни велика была бы его жёсткость, форма стенок цилиндров меняется при затягивании болтов головки. Иными словами — при сборке вся точная геометрия, полученная на точнейших расточных станках, плывёт, превращая рабочую поверхность ещё не работавшего мотора в бочку или овал. Выход есть — на время расточки привинчивать к блоку специальный шаблон. Эта технология из мира автоспорта стала для Subaru повседневной. Есть и другие забавные мелочи, оказывающие влияние на характеристики агрегатов. Например, температура срабатывания клапана термостата мотора FB повышена с 90 до 91 °C, всего на один градус, но это заметно сказалось на расходе топлива.

В общем, об инженерной стороне моторов Subaru можно рассказывать бесконечно — вспоминать бесшумные и максимально компактные роликовые цепи, фазовращатели и на впуске, и на выпуске, хитрую систему с завихрителями потока, автоматически увеличивающими свою эффективность по мере открытия впускных клапанов. Можно впечатляться ажурным литьём половинок блока, в которых специальные углубления снимают температурные пики, снижая порог детонации. Можно, в конце концов, удивляться тому, насколько плоские эти моторы, и как низко удаётся расположить их в машине. Ценно другое — в мире всеобщей унификации, обезличивания технологий, дизайна и даже самого подхода к автомобилю, экономически успешно существует марка, выдвигающая на первый план инженерное совершенство. И не просто существует, а буквально фонтанирует новыми идеями и их воплощениями в реальном железе. Удивительно, что за всё это время дух первооткрывателей у инженеров Subaru не только не исчерпался, а превратился в идеологию. Да и как иначе, ведь мы живём в век технологий, которому необходимо соответствовать, а ещё лучше — идти немного впереди!

 

Текст  Евгений Хапов
Фото  Компании-производителя

 

Источник: media.club4x4.ru

Добавить комментарий

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