Boxer Engine: Co to znamená, jak to funguje, výhody a nevýhody: Autonews

Protilehlý motor (hovorově nazývaný “proti” nebo “proti”) je spalovací motor, ve kterém jsou písty umístěny vodorovně a pohybují se zrcadlově: k sobě, nebo naopak v různých směrech – v závislosti na pracovním cyklu. Termín pochází z anglického slova „opposite“. Označení vyplývá z konstrukce, o které bude řeč později. Navzdory auře exkluzivity, kterou pohání několik značek automobilů a jejich příznivci, se tento typ spalovacího motoru zrodil před mnoha desítkami let téměř současně s klasickým řadovým motorem.

Primitivní, ale velmi přehledné schéma vnitřní organizace protilehlého 4válcového motoru. Dva písty se v současné době přibližují k sobě a dva se vzdalují. V tomto případě jsou písty obou párů vzájemnými zrcadlovými obrazy vzhledem ke klikovému hřídeli. (Foto: kingspeed.tistory.com)

Struktura protilehlého motoru

Protože dnes vyráběné modely s protilehlým motorem lze spočítat na prstech, má smysl podrobně prozkoumat jediný design, který nám „přežil“ – „boxer“. Zmíněno bude i pár dalších zajímavých designů, ale hlavní pozornost bude upřena na boxer.

Pokud jde o obecnou teorii, jak bylo uvedeno výše, hlavním rysem protilehlého spalovacího motoru jsou písty umístěné proti sobě ve stejné rovině. Jinak se design protikladů může radikálně lišit, což se odráží v několika nápadných příkladech níže.

Typy motorů boxer

“Boxer”

4válcový motor řady FA, ​​vyvinutý společně Subaru a Toyotou, je typickým představitelem moderních motorů typu boxer-oproti. (Foto: Toyota)

Čte se s důrazem na první slabiku a diagram získal svůj název díky charakteristické kinematice (pohybový vzor) pístů. Které se jako boxeři v ringu občas sbíhají, občas od sebe odrážejí.

V motoru typu boxer jsou válce umístěny o 180 stupňů, to znamená, že jsou ve stejné rovině. Díky tomu mají takové elektrárny jak své výhody, tak i nevýhody – budou dále pokryty. Obecně platí, že navzdory obrovskému množství mýtů, kromě „ležících“ válců, je moderní sériový motor boxer pro cestující nejběžnějším motorem, jen s vlastními vlastnostmi. Globálně v něm fungují stejné díly jako ty, které se nacházejí uvnitř řadového motoru nebo motoru ve tvaru V: ventily, vačkové hřídele, rozvodový řetěz, klikový hřídel, setrvačník, systém variabilního časování ventilů atd. Ve skutečnosti celá „záhada“ boxerů spočívá pouze v kolapsu válců a charakteristickém algoritmu pohybu pístu.

OPOC

Řez ojnicí a pístní skupinou motoru OPOC. (Foto: blog.naver.com)

To je název technického konceptu společnosti EcoMotors, založené v roce 2008. Zkratka znamená „opposed-piston protilehlý válec“. V překladu to zní jako „protilehlé písty a protilehlé válce“. Na první pohled lze tuto definici aplikovat na stejného „boxera“. OPOC však zahrnuje zcela jiný design. Za prvé, elektrárna pracuje ve dvoudobém, nikoli čtyřdobém cyklu. Za druhé, v každém z válců se současně pohybují dva písty. Ukazuje se, že u motoru tohoto typu se počet pístů rovná dvojnásobku počtu válců.

Obrázek níže ukazuje průřez protilehlým motorem OPOC. Jak vidíte, vnitřní písty jsou přímo spojeny s klikovou hřídelí krátkými ojnicemi – stejně jako v běžném boxeru. A ty vnější přenášejí pohyb pomocí speciálních dlouhých ojnic, připevněných po stranách k pístu.

Navzdory výhodám, které takové schéma poskytuje: nízká hmotnost, vysoká účinnost, relativní jednoduchost designu, nebylo možné přesvědčit výrobce, aby přešli na OPOC. Hlavním nedostatkem v dnešní realitě se stala šetrnost k životnímu prostředí. Dvoudobý design, dokonce i ve své moderní podobě, prostě není schopen produkovat výsledky, které předvádějí čtyřtaktní motory. Výsledkem bylo vytvoření několika pracovních modelů a společnost EcoMotors přestala v roce 4 existovat.

Další schémata včetně nádrže 5TDF

Jak již bylo zmíněno výše, samotná myšlenka protilehlého spalovacího motoru pochází z mnoha desetiletí a projevuje se v široké škále implementací. Jedním z představitelů unikátních protilehlých motorů byl sovětský 5TDF vyvinutý v 50. letech.

Motor byl konstruován jako cisternový motor, schopný provozu na různé druhy nekvalitních paliv, včetně benzínu, nafty, petroleje a dokonce i leteckého paliva. Obecný design 5TDF je „oboustranný boxer“. To znamená, že písty umístěné proti sobě jsou stále vzájemně symetrické, ale každá ze dvou řad pístů má svůj vlastní klikový hřídel. Obrázek níže ukazuje, jak to vypadá.

Obecné schéma protilehlého motoru se dvěma klikovými hřídeli (ne 5TDF). (Foto: AD ClassicTech / Youtube)

Vývoj sovětských konstruktérů, vtělený do tankového turbodieselu 5TDF, byl na svou dobu velmi progresivní. Použitá řešení umožnila vyřešit několik problémů najednou: vícepalivová, kompaktnost, nízké těžiště, dobrý měrný výkon atd. Cenou byla složitost a vysoká cena konstrukce a také životnost motoru. Provozní doba 100 hodin byla považována za dobrý výsledek pro první sérii těchto motorů.

Pros motoru boxer

Pokud jde o výhody moderních motorů boxer pro cestující (zejména Subaru a Porsche), lze zaznamenat následující výhody:

• Nízké těžiště díky horizontálnímu uspořádání.
• Nejsou potřeba vyvažovací hřídele, což snižuje hmotnost.
• Dobré vyvážení během provozu – díky „vzájemně vyvažujícímu“ chodu pístů.
• Vysoká účinnost na litr objemu: točivý moment motorů boxer je v průměru vyšší než točivý moment řadových motorů podobného objemu.

Nevýhody motoru boxer

Bohužel objektivní nevýhody opačného schématu jsou mnohem významnější než výhody.

• Nedostatek vyvažovacích hřídelů je více než kompenzován složitostí všeho ostatního. Motor typu boxer má oproti řadovému motoru dvě hlavy válců, rozsáhlejší systém chlazení, speciální systém mazání atd. Kromě čistě technických nuancí to také vytváří určitý druh exkluzivity – a tedy vysoké náklady na díly a servis.
• Tendence ke zvýšenému spalování oleje v důsledku horizontálního uspořádání válců.
• Nepohodlné rozložení. Široký motor je často „naražen“ pod kapotou na úkor snadnosti údržby. I standardní výměna zapalovacích svíček na protilehlém motoru, nemluvě o výměně těsnění nebo jiných složitých operacích, se stala jakýmsi memem v automobilové kultuře.

Jaká auta mají motory typu boxer?

Silné stránky motorů boxer, které jim mohly být připsány v polovině minulého století, se v moderním masovém automobilovém průmyslu ukázaly jako nepodstatné. Stále přísnější ekologické požadavky a intenzivní konkurence nutí inženýry komplikovat již tak nedokonalý design. V důsledku toho je dnes protichůdný design zajímavou „vlastností“ a obecným rysem pouze dvou značek: Subaru a Porsche. Všichni ostatní výrobci, kteří kdysi experimentovali s „plochými“ motory, tuto myšlenku opustili. Jednomyslně dospěl k závěru, že opozičník je zajímavý, ale zcela nelogický.