JFRMCブログ

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タンデム2気筒の慣性力の釣り合い

2020/09/10 21:04

　1975年に登場したカワサキKR250(T601)はタンデム2気筒でした。簡単に言えば、単気筒を前後に繋げたエンジンですが、ここでは2気筒の各クランクシャウトが平行に位置するように連結したものをタンデム2気筒エンジンとします。

　このKR250、当初は180度等間隔点火でしたが、振動に悩まされ、1976年10月の日本GPに登場した新型で2気筒同人点火になり、振動問題が解決されました。

　世界で初めてのタンデム2気筒がどんなものが知りませんが、私が着目しているのは第二次世界大戦前に製作されたベロセット・Roarer(500㏄スーパーチャージャー)です。
http://velobanjogent.blogspot.com/2014/06/the-roarer-re-createddan-smith-in.html
　一見、並列2気筒に見えますが、タンデム2気筒です。
https://www.flickr.com/photos/velton/4640552918

　なぜ、このようなエンジンレイアウトにしたかというと、

１　当時はチェーンドライブの信頼性が低かったので、シャフトドライブにしたかった。
２　シャフトドライブにするためには、クランクシャフト縦置きの方がよい。
３　クランクシャフトを縦濃きすると、トルクモーメントがハンドリングに大きく影響する→クランクシャフトを2本にして、相互逆回転にすればトルクモーメントは相殺される。

です。

　この1次慣性力を釣り合わせるために、クランクシャフトのバランスウエイトを1次慣性力相当分にし、ピストンの動きを２気筒同じにすれば1次慣性力を打ち合わせることができます。

　ピストンが上死点にあるときはバランスウエイトが１次慣性力を打ち消してくれます。赤矢印が１次慣性力、青矢印バランスウエイトの遠心力です。

　そこから90度回転すると１次慣性力はゼロになり、横方向のバランスウエイト遠心力は互いに逆方向なので打ち消されます。

　2ストロークであれば必然的に同時点火になりますが、Roarerは4ストロークですので、360度等間隔点火だったと思います。ただ、その場合、2気筒を連結するギアの耐久性が心配です。
http://jfrmc.ganriki.net/zatu/2crank/2crank.htm

　もう一つ心配なのは、クランクベアリングの荷重です。バランスウエイトを1次慣性力相当分にしますと、横方向に１次慣性力相当分の遠心力が働くからです。