В чём разница между V4 с углом развала 180° и настоящим оппозитным двигателем?

Разница между коленчатым валом с углом поворота 180° и «обычным» коленчатым валом (с поперечным расположением цилиндров) заключается в расположении шатунных шеек.

В кривошипно-шатунном механизме с поперечным расположением шатунных шеек они расположены под углом 90° друг к другу, а в кривошипно-шатунном механизме с углом 180° или плоским расположением шатунных шеек они расположены под углом 180° друг к другу. Другими словами, в кривошипно-шатунном механизме с плоским расположением шатунных шеек все шатунные шейки находятся в одной плоскости, поэтому кривошипно-шатунный механизм выглядит так, как будто он предназначен для рядного двигателя. Ferrari, Lambo и большинство экзотических автомобилей используют кривошипно-шатунный механизм с плоским расположением шатунных шеек, в то время как в большинстве американских V-образных двигателей используется кривошипно-шатунный механизм с поперечным расположением шатунных шеек.

Стандартный 4-цилиндровый коленчатый вал — это простой пример плоского коленчатого вала. И Subaru, и VW Beetle с воздушным охлаждением имеют плоские коленчатые валы, или коленчатые валы с углом поворота 180°, и являются «боксерами».

Компания Yamaha установила на свой 4-цилиндровый двигатель R1 поперечный стабилизатор для его стабилизации.

Таким образом, по сути, любой кривошип с шатунными шейками, расположенными под углом 180°, является кривошипом с плоской поверхностью или кривошипом с углом 180°, независимо от того, «боксёр» это или нет.

В оппозитом двигателе на каждый цилиндр приходится по одному шатунному пальцу, в то время как в V-образном двигателе с углом развала 180° (Flat 4, 6, 8...) на каждый шатунный палец приходится по два цилиндра.

Я хотел бы добавить, что только две компании в мире производят оппозитные двигатели: Subaru и немецкая компания. Причина в том, что они сложны в производстве. Кроме того, Subaru использует цепь для синхронизации работы верхних клапанов, в то время как большинство компаний предпочитают ремни.

Два наиболее распространённых типа расположения поршней — V-образное и рядное. На мой взгляд, V-образное расположение — самое лучшее.

Вкратце: в обычном использовании разницы нет. Двигатель Subaru flat-4 — оппозитный.

Вот прекрасная фотография, которую я нашёл на сайте Subaru в Манчестере (я не клиент, но меня всегда радует, когда дилер готов предоставить полезный технический материал!):

Как видно на этой картинке, поршни движутся парами: два сзади входят в цилиндр, а два спереди выходят из него. Отсюда и название «боксёр»: поршни выглядят так, будто бьют друг друга.

Если вдаваться в технические подробности (см. отличную статью в Википедии о плоских двигателях):

В настоящих оппозитных двигателях каждая шатунная шейка приводит в движение только один поршень/цилиндр
, в то время как в двигателях с углом развала 180°, которые на первый взгляд кажутся очень похожими, используются общие
шатунные шейки. Двигатель с углом развала 180°, который можно считать разновидностью V
двигателя, встречается довольно редко, поскольку он обладает всеми недостатками рядного
двигателя и лишь некоторыми преимуществами.

Если присмотреться к изображению выше, то можно заметить, что шатунные шейки у поршней не общие. На изображении ниже мы видим настоящий V6 с углом развала 180 градусов (слева с общими шатунными шейками) в сравнении с оппозитным шестицилиндровым двигателем (справа с отдельными шатунными шейками, как в Subaru).

"Рядные V-образные двигатели — V на 180° против оппозитных двигателей" от Фрэнка Ленте — http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Boxermotor.png. Лицензия CC BY-SA 3.0 через Wikimedia Commons.

Однако, как указано в статье, V-образный 4-цилиндровый двигатель с углом развала цилиндров 180 градусов встречается довольно редко из-за своих технических ограничений. Обратите внимание на стрелки на левой схеме: вместо того чтобы противодействовать друг другу (в некоторой степени компенсируя вибрацию), поршни усиливают друг друга. Это привело бы к действительно разрушительному крутящему моменту всего двигателя вокруг вертикальной оси, направление которого менялось бы каждые пол-оборота коленчатого вала.

Поскольку V-образный 4-цилиндровый двигатель с углом развала 180 градусов и общими шатунными шейками встречается крайне редко, оппозитный 4-цилиндровый двигатель фактически занимает его место в вопросе «что бы вы сделали, если бы вам нужно было увеличить угол до 180 градусов?». Поэтому в обиходе мы считаем, что V-образный 4-цилиндровый двигатель с углом развала 180 градусов и оппозитный 4-цилиндровый двигатель — это, по сути, одно и то же.