Вдвоем веселей. Двигатели тандемной системы.

       Мы уже рассказывали о тонкостях компоновок мотоциклетных двигателей (см. «Мото», № 5-2005), о том, как конструкторы героически борются с присущими ДВС недостатками - в частности, вибрациями. А «на сладкое» мы оставили еще один вариант компоновки, благодаря которому теоретически можно напрочь эти самые вибрации изничтожить. Речь идет о двигателе тандемной схемы.

       Представьте, перед вами классический ДВС (сколькоцилиндровый - не важно). Как ни борись с присущими ему реактивными силами и моментами, они все равно прорываются наружу и немало досаждают водителю. А теперь вообразите: мы состыкуем с ним еще один точно такой же мотор, но «закручиваем» его в обратную сторону. В «двойнике» возникают такие же силы и моменты, но противоположные по знаку - и наш тандем свободен от вибраций начисто! Конечно же, в силу несовершенства производственных процессов (проще говоря, детальки-то кривые!) кое-что останется, но это настолько не существенно, что едва ощутимым подрагиванием можно пренебречь.

Ariel Square Four с мотором схемы «квадратная четверка». Достаточно
компактный агрегат, но не без недостатка: плохо охлаждаются задние цилиндры.

       Будем въедливыми - поищем недостатки схемы. А они прямо-таки бросаются в глаза. Деталей-то в два раза больше - настолько же дороже и процесс изготовления. Дальше, вырастут масса и габариты. Хотя с этим можно поспорить. Во-первых, если четыре цилиндра расположить «квадратом», то такая компоновка по ширине даст фору рядной «четверке». Во-вторых, благодаря минимальной вибрационной нагруженности детали двигателя (особенно картерные) удается предельно облегчить.

ГК-1 («гоночный, компрессорный, первый») - «тандем» с единым цилиндром.

       Возьму на себя смелось предположить, что именно такую аргументацию пускал в ход молодой английский инженер Эдвард Тернер, когда в конце 20-х годов обольщал Джека Сангстера, владельца мотоциклетной компании Ariel, взяться сделать моторный тандем: скомпоновать две рядные «двойки» друг за другом, соединенные шестернями и вращающиеся в разные стороны, и так тесно прижать их друг к другу, чтобы клапаны обоих блоков приводил в действие один распредвал. Конструктор уговорил бизнесмена - экспериментальный 500-кубовый двигатель вскоре был готов. А работал настолько «гладко», что его испытывали в шасси 250-кубового мотоцикла. Серийный экземпляр, получивший имя Square Four («Квадратная четверка»), дебютировал на выставке в Лондоне в 1930 году.

       Идеи, в том числе великие, витают в воздухе: практически одновременно мотоцикл с той же схемой «квадратной четверки» создал и чешский конструктор Вотроубек. Его творение с простым, но смачным названием МАТ появилось даже чуть раньше, в 1929 году. Впрочем, временной зазор этих двух явлений миру настолько мал, что о плагиате и речи нет. К тому же МАТ существенно отличался в ряде нюансов конструкции. Да и судьба у машин разная: на чешском предприятии изготовили всего несколько машин, и уже вскоре оно загнулось, a Ariel Square Four, напротив, стал фактом истории техники еще при жизни. Машину несколько раз кардинально модернизировали, последние экземпляры были собраны 28 лет спустя - в 1958 году.

Схема двигателя С2Б с Л-образным поршнем.
125-кубовый 2-цилиндровый двигатель Jawa с отдельным коленвалом для каждого блока.
Чешская версия квадратной четверки - мотоцикл MAT конструкции Вотроубека

       При всех своих достоинствах Ariel Square Four прямых подражателей так и не вызвал, и дальнейшее развитие тандемной схемы связано со специфическими «заморочками» 2-тактных двигателей. Главный недостаток таких моторов - продувка топливно-воздушной смесью, а она драгоценный продукт буквально выплевывает через выхлопную трубу. А свежая смесь разбавляется отработанными газами, отчего эффективность «коктейля» падает. Чтобы избавиться от порока, немецкие инженеры еще в первой половине прошлого века разработали двигатели с прямоточной продувкой. Что это такое? В моторе цилиндр представляет собой сквозную трубу, в которой навстречу друг другу ходят два поршня, каждый связан со своим «личным» коленвалом, а те соединены между собой шестеренными передачами. Впускные и выпускные окна разнесены по разные стороны «трубы», отчего практически не происходит смешивания свежих и отработанных газов. Кроме того, смещая коленвалы «по зубчикам» шестеренной передачи, можно «играть» с фазами газораспределения... Когда все это объясняешь «на пальцах», все звучит слишком головоломно, так что лучше посмотрите на схему - все станет понятно.

Источник материала : журнал "МОТО"