Компанія Subaru розкрила подробиці розробки нового покоління опозитних двигунів Boxer, які мають стати значно економнішими за нинішні агрегати. Японський виробник поставив перед інженерами амбітну мету - довести тепловий ККД бензинового мотора до 50%. Перші випробування вже показали перспективні результати, хоча досягти цільового показника поки не вдалося.
Робота над новим Boxer стала частиною спільної ініціативи Toyota, Mazda та Subaru, оголошеної у 2024 році. Тоді три японські компанії домовилися продовжити розвиток двигунів внутрішнього згоряння, але кожна обрала власний технічний напрям. Toyota зосередилася на компактніших і ефективніших чотирициліндрових двигунах, Mazda - на роторних агрегатах та новому Skyactiv-Z, а Subaru вирішила вдосконалювати свою традиційну опозитну конструкцію.
Після тривалої паузи Subaru представила перші результати випробувань експериментального двигуна. Головне завдання інженерів полягає в поліпшенні процесу згоряння пального без принципової зміни компонування Boxer, яке забезпечує низький центр ваги автомобіля.
Одним із ключових напрямів стала оптимізація руху повітря всередині циліндрів. Інженери намагаються створити інтенсивніші повітряні потоки, щоб паливо краще змішувалося з повітрям перед займанням. Попри відносно короткий хід поршня, експериментальний Boxer уже демонструє сильніший повітряний потік, ніж порівнювані двигуни конкурентів.
Для вдосконалення процесу згоряння Subaru також використовує тривимірне комп'ютерне моделювання. Воно дозволяє відстежувати поширення полум'я після займання суміші, прогнозувати виникнення детонації та точніше налаштовувати роботу двигуна.
За результатами попередніх випробувань, новий Boxer має приблизно вдвічі ширший діапазон режимів із високим тепловим ККД порівняно з атмосферним двигуном, який нині використовують у гібридах Subaru. Це важливо для реальної експлуатації, оскільки двигун повинен залишатися економним не лише за певних обертів і навантаження, а й під час звичайної їзди зі зміною швидкості.
На відміну від нинішнього атмосферного агрегата, експериментальний двигун оснащений турбонаддувом і безпосереднім впорскуванням пального. Турбокомпресор дозволяє точніше контролювати кількість повітря, що надходить у циліндри, та забезпечувати високий крутний момент у ширшому діапазоні обертів.
Наступним кроком може стати застосування турбіни зі змінною геометрією (VGT). Вона регулює потік вихлопних газів залежно від режиму роботи двигуна, допомагаючи поліпшити відгук на натискання педалі акселератора. При цьому Subaru також розглядає можливість використання електромотора для компенсації затримки реакції турбонаддуву.
Ще одним перспективним рішенням є цикл Міллера, який передбачає зміну моменту закривання впускних клапанів. Це дозволяє оптимізувати співвідношення ефективних ступенів стиснення та розширення, підвищуючи економічність двигуна. Крім того, зниження температури вихлопних газів може спростити застосування турбокомпресора зі змінною геометрією.
Однак навіть поєднання цих технологій, за оцінками інженерів Subaru, навряд чи дозволить досягти теплового ККД 50%. Тому компанія також вивчає можливості передкамерного займання паливної суміші. Така система використовує невелику додаткову камеру згоряння, з якої полум'я поширюється в основний циліндр, забезпечуючи швидше та стабільніше згоряння. Подібну технологію нещодавно застосувала BMW у шестициліндрових двигунах спортивних M2, M3 та M4 для європейського ринку.
Поки Subaru не розкриває робочий об'єм, потужність та інші характеристики нового Boxer. Невідомо й те, коли двигун з'явиться у серійних автомобілях або які моделі отримають його першими. Показник теплового ККД 50% залишається метою розробки, а не результатом, уже досягнутим на випробуваннях.
Водночас майбутнє бензинових моделей Subaru відрізнятиметься залежно від ринку. У Європі компанія раніше оголосила про намір перейти до повністю електричного модельного ряду до 2028 року. Тому нові опозитні двигуни можуть знайти застосування насамперед на інших ринках, де Subaru планує й надалі пропонувати автомобілі з бензиновими та гібридними силовими установками.
