Источники тока

При работе двигателя внутреннего сгорания электроэнергия требуется для питания приборов освещения, зажигания, звуковой и световой сигнализации и специального назначения. Источником электроэнергии на мотоциклах является генератор постоянного тока с реле-регулятором напряжения или генератор переменного тока, а также аккумуляторная батарея и магнето.

На большинстве отечественных мотоциклов используется шестивольтовый генератор постоянного и переменого тока и аккумуляторная батарея.

Магнето - специальный генератор тока высокого напряжения. Он применяется на мотоциклах для питания системы зажигания и цепи освещения.

Магнето устанавливается на мотоциклах, имеющих раздельные источники тока.

Магдино - комбинированный источник тока, объединяющий магнето и генератор. Применяется оно с генератором постоянного и переменного тока (упрощенное магдино).

В последнее время в качестве источников тока для системы зажигания и освещения на мотоциклах стали использоваться генераторы переменного тока без аккумулятора ("Ковровец-175", "Восход").

Генератор постоянного тока - это машина, преобразующая механическую энергию в электрическую. Работу генератора можно понять, рассматривая явления, происходящие при вращении в магнитном поле рамки из проводника. Рамка, вращаясь в магнитном поле между полюсами магнита, пересекает магнитные силовые линии, в результате чего в ней индуктируется электрический ток. Чем больше число оборотов рамки, тем большее количество магнитных силовых линий она пересекает, и, следовательно, в ней возбуждается больший ток.

Количество пересекаемых рамкой силовых линий зависит также от положения ее в магнитном поле. При вертикальном положении рамки это количество равно нулю, следовательно, и ток в ней равен нулю; при горизонтальном положении - достигнет максимума.

Каждая сторона рамки за один оборот, двигаясь от одного полюса к другому, проходит дважды через нулевое положение, при этом направление тока в ней всякий раз меняется.

Для обеспечения во внешней цепи тока постоянного направления каждую ветвь рамки присоединяют к разным контактным полукольцам (коллектору), с которых ток через щетки подается к потребителю. При изменении направления тока в ветвях рамки меняется соответственно и щетка, к которой прикасается коллекторная пластина (рис. 35).

Рис. 35. Схема простейшего генератора: 1 - щетки коллектора; 2 - коллекторные полукольца

Когда ветвь рамки находится у северного полюса магнита, с ее коллекторной пластины снимает ток одна щетка, когда же она оказывается у южного полюса и меняется направление тока, коллекторная пластина прикасается к другой щетке. В результате ток течет во внешней цепи все время в одном направлении, т. е. коллектор является выпрямляющим устройством.

Существуют генераторы различных типов, однако в принципе они отличаются по способу включения добавочного сопротивления в цепь обмотки возбуждения.

На мотоциклах ИЖ-Ю и ИЖ-П устанавливаются шестиполюсные шунтовые генераторы постоянного тока типа Г-36 мощностью 45 в (рис. 36).

Рис. 36. Генератор постоянного тока Г-36: 1 - корпус; 2 - обмотка возбуждения; 3 - щетка; 4 - якорь; 5 - коллектор; 6 - обмотка якоря; 7 - прерыватель; 5 - кулачок; 9 - конденсатор

На генераторах типа Г-414, Г-36М сопротивление 10 включено между концом обмотки возбуждения и массой (рис. 37).

Рис. 37. Схема реле-регулятора СБ-32: 1, 4 - изолирующие прокладки; 2 - вибратор; 3 - пластинчатая пружина; 5 - корпус генератора; 6, 18, 12 - неподвижные контакты; 7, 13 - подвижные контакты; 9 - обмотка возбуждения генератора; 10 - добавочное сопротивление; 11 - шунтовая обмотка; 14 - корпус реле-регулятора; 15 - пружина; 16 - якорек реле обратного тока; 17 - сериесная обмотка

Генератор состоит из корпуса с шестью полюсными башмаками, на которых находятся катушки с обмотками возбуждения, соединенные между собой последовательно и со щетками параллельно. Такие генераторы называются шунтовыми. Корпус с полюсными башмаками изготовлен из стали с остаточным магнетизмом. На якоре из мягкого железа намотаны секциями провода, составляющие обмотку якоря, концы которых припаяны к пластинам коллектора. На конце якоря установлен кулачок прерывателя. Положение его должно быть строго ориентировано по отношению к коленчатому валу или, точнее, к поршню в цилиндре.

Вал якоря и кулачок прерывателя крепятся к полуоси коленчатого вала болтом.

На мотоциклах К-750М и М-63 последних выпусков устанавливаются генераторы Г-402, Г-414 мощностью 65 в.

Реле-регулятор (см. рис. 37) - это комбинированный прибор, выполняющий работу регулятора напряжения и реле обратного тока. Регулятор напряжения предназначен для автоматического поддержания постоянного напряжения в сети на всех режимах работы генератора, начиная с 1000-1200 об/мин.

Назначение реле обратного тока - автоматически включать генератор в сеть, когда его напряжение будет больше напряжения аккумуляторной батареи, и отключать, когда оно будет меньше.

Рассмотрим принцип действия двухступенчатого реле-регулятора СБ-32, предназначенного для работы с генераторами типа Г-36М1, Г-36М2.

Регулятор напряжения и реле обратного тока имеют общий электромагнит с двумя обмотками: токовой (сериесной) и напряжения (шунтовой). С одной стороны прибора установлен вибратор регулятора напряжения, который в верхней части имеет двусторонний контакт. От корпуса вибратор изолирован прокладками 1 и 4.

При неработающем двигателе контакт 7 пружиной прижат к контакту 6, соединенному с массой генератора. Если генератор действует на малых оборотах, контакты остаются замкнутыми на массу. Ток в обмотку возбуждения генератора проходит мимо добавочного сопротивления, что способствует быстрому нарастанию напряжения в генераторе. С ростом оборотов генератора через шунтовую обмотку пройдет ток, достаточный для намагничивания сердечника до такой степени, чтобы произошло подтягивание вибратора и разрыв его контактов с массой. Ток в обмотку возбуждения генератора пройдет через дополнительное сопротивление, в результате чего напряжение генератора снизится. Это вызовет ослабление намагничивания электромагнита, и вибратор под действием пружины вернется в исходное положение, а двусторонний контакт снова замкнется на массу. Это первая ступень работы регулятора напряжения. При больших оборотах генератора, когда напряжение в сети превысит допустимый предел, электромагнит реле-регулятора настолько намагнитится, что вибратор подтянется до замыкания его контакта 7 с контактом 8, соединенным с клеммой генератора. Тогда обмотка возбуждения будет замкнута накоротко, генератор на небольшой промежуток времени прекратит подачу тока, намагничивание электромагнита прекратится и вибратор регулятора напряжения под действием усилия пружины вернется в исходное положение. Так завершится цикл работы регулятора на второй ступени.

У реле обратного тока в состоянии покоя контакты 12 и 13 разомкнуты, вследствие чего цепь генератор - аккумулятор также разомкнута.

С началом работы двигателя, когда напряжение генератора достигнет 6,0-6,4 в, т. е. превысит напряжение аккумулятора, ток, проходя через шунтовую обмотку, намагнитит сердечник и подтянет к нему вибратор. Контакты 12 и 13 сомкнутся, а аккумулятор через сериесную обмотку будет присоединен к генератору. Начнется зарядка батареи.

При понижении оборотов якоря генератора в момент, когда напряжение последнего станет меньшим, чем батареи, ток через токовую сериесную обмотку реле пойдет в обратном направлении: от батареи к генератору, уменьшая намагничивание сердечника. Вибратор реле под действием пружины отойдет в исходное положение, и контакты разомкнутся. Цепь прервется, и разрядки аккумулятора не произойдет.

Генератор переменного тока (рис. 38) прост по устройству; при зажигании от него не требуется аккумулятора, поэтому он широко применяется на мотоциклах последних выпусков (М-105, "Восход" и ВП-150).

Рис. 38. Генератор переменного тока: 1 - передняя крышка; 2 - кулачок прерывателя; 3 - обмотка статора; 4 - носок коленчатого вала; 5-ротор; 6 - статор

Мотоциклы "Ковровец-175А", "Ковровец-176Б и В" имеют генераторы Г-38 или Г-401А, "Восход" - Г-411.

Генератор переменного тока состоит из двух основных частей - статора и ротора. На передней крышке статора установлены прерыватель и конденсатор. Корпус статора изготовлен из стали и имеет восемь полюсов. На полюсы надеты восемь катушек, из них три для цепи зажигания и пять для .цепи освещения (генератор Г-38), или четыре катушки для цепи зажигания и четыре для цепи освещения, соединенные в две параллельные цепи (генераторы Г-401 и Г-401А), а в генераторе Г-411-в три параллельные цепи (освещения, зажигания и сигнала заднего тормоза). Статор прикреплен к картеру двигателя при помощи трех лапок, имеющих прорези для винтов. В их пределах можно поворачивать статор для регулировки опережения зажигания.

На генераторе Г-38 передняя крышка прикреплена к статору винтами и поворачивается вместе с прерывателем. На генераторах Г-401 и Г-401А крышка на прессована неподвижно, а прерыватель может быть по вернут относительно статора для регулировки его положения в момент разрыва контактов.

Катушки цепи зажигания статора, как и катушки цепи освещения, соединены между собой последовательно Начало обмотки цепи зажигания подключено к контактной стойке прерывателя, к которой присоединены конденсатор и провод, идущий к катушке зажигания. Конец обмотки цепи освещения выведен на клемму (расположенную на катушке статора), которая соединена с сигналом и переключателем света.

Ротор представляет собой восьмиполюсный постоянный магнит с укрепленными на нем наконечниками из мягкой стали, насаженной на коническую цапфу коленчатого вала. На торце вала установлен кулачок прерывателя. Кулачок и ротор прикреплены к цапфе центральным болтом.

Генераторы Г-401 и Г-401А поддерживают напряжение в цепи освещения (если включен дальний свет и задний фонарь) при 3000 об/мин не ниже 6 в и 500 об/мин не выше 8 в.

Аккумуляторной батареей (рис. 39) называется прибор, который при зарядке от источника постоянного тока накапливает электрическую энергию, превращая ее в химическую. Во время разрядки происходит обратный процесс, и поэтому аккумуляторная батарея служит источником электрического тока.

Рис. 39. Аккумуляторная батарея: 1 - перемычка; 2 - пробки заливных отверстии; 3 - клеммы; 4 - крышка банки; 5 - отрицательные пластины; 6 - положительные пластины; 7 - сепараторы; 8 - банка аккумуляторной батареи

На мотоциклах К-750, М-62 устанавливаются шестивольтовые аккумуляторные батареи типа ЗМТ-14, на ИЖ-П и ИЖ-Ю - ЗМТ-7 или ЗМТ-6. Цифры показывают емкость аккумуляторной батареи в ампер-часах.

Банка аккумуляторной батареи изготовляется из пластмассы или эбонита и делится двумя перегородками на три отсека. Каждый отсек является отдельным аккумулятором, состоящим из положительных и отрицательных свинцовых пластин. Отрицательные пластины расположены с обеих сторон положительной (отрицательных на одну больше, чем положительных).

Пластины в виде решеток отливаются из свинца с небольшим содержанием сурьмы. Через отверстия решеток заполняется активная масса. Активная масса положительных пластин изготовляется из свинцового сурика, отрицательных - из свинцового глета.

Между пластинами помещаются сепараторы, сделанные из специальной древесины или пластмассы (пористого эбонита, полихлорвинила). В верхней части каждого аккумулятора находится заливное отверстие с пробкой. В пробке имеется отверстие для выпуска газов.

Помещенные в банку пластины заливаются раствором электролита, состоящим из химически чистой серной кислоты и дистиллированной воды.

Напряжение заряженного аккумулятора должно быть больше 2 в. Батарея состоит из трех аккумулятоторов, соединенных последовательно (плюс одного аккумулятора с минусом другого); суммарное напряжение батареи составит 6 в.

Электролит в заряженной батарее, в зависимости от климатических условий, должен иметь плотность в пределах 1,25-1,28 летом и 1,29-1,30 зимой. При плотности электролита 1,10-1,12 аккумулятор полностью разряжен, его следует срочно зарядить в зарядной мастерской.