3.1 Источники тока

3.1 Источники тока

Источниками тока на мотоциклах служат генератор и аккумуляторная батарея — они превращают, соответственно, механическую и химиче­скую энергию в электрическую. Потребителями тока являются системы зажигания, освещения и сигнализации, а также устанавливаемые на многие мотоциклы электростартер, электровентилятор системы охлаж­дения двигателя и другие вспомогательные приборы.

Аккумуляторная батарея обеспечивает током потребители (в том числе пуск электростартером), когда двигатель мотоцикла не работает. При этом батарея разряжается; ее заряд происходит во время работы двигателя за счет тока, поступающего от генератора.

Состоит батарея из нескольких аккумуляторов, соединенных пос­ледовательно (рис. 3.1). Поскольку на абсолютном большинстве мото­циклов применяется электрооборудование, рассчитанное на напряже­ние 12 В (вместо устаревшего на 6 В), число аккумуляторов равно ше­сти при напряжении каждого элемента около 2 В. Широко распростра­нены свинцово-кислотные аккумуляторы, у которых пластины в виде свинцовых решеток, заполненных активной массой, расположены в кор­пусе (банке), залитом сернокислотным электролитом. Пластины отде­лены друг от друга сепаратором из химически инертного материала, позволяющего электролиту и электрическому току проникать сквозь него.

Для нормальной работы свинцово-кислотного аккумулятора полости его банок должны сообщаться с атмосферой, поскольку при заряде вы­деляются газы; кроме того, часть воды из состава электролита может выкипать. Такие батареи нуждаются в контроле уровня электролита и его плотности. В настоящее время получают распространение так называ­емые необслуживаемые аккумуляторные батареи.

Рис 3.1 Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея:

1 — положительный токоотвод (пластина из свинца); 2 — положительный электрод; 3 — пластина в конверте-сепараторе;

4 — отрицательный токоотвод; 5 — отрицательный электрод; 6 — блок положительных элект­родов; 7 — межэлементное соединение;

8 — крышка батареи; 9 — корпус из кислотоупорного материала, заполненный электролитом; 10 — выводные клеммы;

11 — блок электродов в сборе; 12 — блок отрицательных электродов

Количество электрической энергии, которую может выдать потреби­телям полностью заряженная аккумуляторная батарея, называется ее емкостью и измеряется в ампер-часах. Энерговооруженный мотоцикл с большим рабочим объемом двигателя и оснащенный электростартером, нуждается в батарее емкостью 14 — 20 Ач и более, в то время как для мо­тоцикла без электропуска вполне достаточно батареи емкостью 4 — 9 Ач.

При работе двигателя питание потребителей электрическим током и заряд аккумуляторной батареи осуществляет генератор. Принцип его действия основан на явлении электромагнитной индукции — при пере­сечении магнитного поля витком провода в последнем возникает элект­рический ток. Магнитное поле создается либо постоянными магнитами, либо электромагнитом, обмотку которого называют обмоткой возбужде­ния генератора. В любом генераторе различают два узла: подвижный — ротор и неподвижный — статор. Мощности генераторов современных мотоциклов различны: 90 Вт («Минск», «Сова»), 140 Вт («Иж»), 420 Вт («Урал-Волк»), у зарубежных моделей встречаются и более мощные ге­нераторы.

Существует два типа генераторов: постоянного тока (динамо) и пере­менного тока (альтернатор). Генераторы постоянного тока — коллекторные машины, они из-за низкой удельной мощности в настоящее время на мотоциклах не применяются. Исключение составляет генератор «Тулы» и «Муравья», где он одновременно выполняет роль электростартера (такой комбинированный узел называется династартером).

Генераторы переменного тока отличаются количеством фаз (одно и трехфазные), способом образования магнитного поля (постоянными магнитами или
электрическим током) и видом ротора. В однофазных генераторах переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов (рис. 3.2) на статоре расположено несколько катушек, соединенных последовательно или группами по две катушки. Обычно одна группа катушек питает систему зажигания, другая — через выпрямитель и регулятор напряжения — все остальные потребители тока (в том числе подзаряжает аккумуляторную батарею). При этом напряжение,
подводимое к цепи системы зажигания, не выпрямляется и может быть более 12 В (например, порядка 160 В у мотоциклов производства ЗиД).

Рис 3.2. Однофазный генератор пере­менного тока с возбуждением от постоянного магнита:

а — возникновение электрического тока при вращающемся магнитном поле; б—устройство альтернатора «Сова»; 1—ротор с постоянными магнитами; 2—статор;

3 — обмотки освещения; 4 — обмотки системы зажигания

В трехфазных генераторах переменного тока с возбуждением от электромагнитов (рис. 3.3) ток из обмоток, расположенных на статоре и соединенных по схеме «звезда» или «треугольник», подается к выпрями­телю и затем поступает к потребителям, в том числе к системе зажига­ния. Выпрямитель (обычно в виде «моста» на шести диодах) может быть как встроенного тина («Урал»), так и в виде отдельного блока («Иж»).

Рис 3 3. Трехфазный генератор пере­менного тока с возбуждением от электромагнита («Иж-Юпи- тер-5»): 1 — выпрямитель и регулятор напряжения (БПВ-14-10): 2 — ротор; 3 — статор с обмотками; 4 — щетки; 5 — кулачок контактной системы зажигания; 6 — контакты системы зажигания

Ротор часто изготавливают в виде монолита с расположенными вну­три постоянными магнитами. Существует две разновидности таких ге­нераторов, различающихся взаимным расположением катушек статора  и ротора. У одних генераторов ротор расположен внутри статора («Сова»), у других — вне его («Иж-Плапета-5»); последнюю разновидность называют генератором маховичного типа, или маховичным (рис. 3.4).

Рис 3.4 Маховичный генератор перемен­ного тока («Иж-планета-5»): — статор с катушками, закрепляемыми на крышке картера;

2 — маховичный ро­тор с постоянными магнитами;  3 — магнит датчика системы элетронного зажигания; 4 — датчик

Чаще всего генераторы устанавливают внутри картера, причем ротор непосредственно закреплен на цапфе коленчатого вала. У некоторых мотоциклов
(«Урал», «Днепр») генератор имеет отдельный корпус (рис. 3.5) и приводится от коленчатого вала посредством шестерен.

Рис. 3 5 Трехфазный генератор переменного тока мотоцикла «Урал-Волк»:

а — установка на двигателе (привод осуществляется шестернями от ГРМ); б —деталировка.

1 — передняя крышка с подшипником и вентилятором; 2 — ротор с обмоткой возбуждения;

3 — корпус с обмотками, встроенным выпрямителем и регулятором напряжения; 4 — задняя крышка

Широко распространена конструкция генератора переменного тока с возбуждением от электромагнитов, в которой ротор выполняют разборным, состоящим из двух клювообразных полюсных наконечников и обмотки возбуждения внутри (рис. 3.6). В последнем случае ток к обмотке подводится через две медно-графитовые щетки, скользящие по контактным кольцам ротора.

Рис 3 6 «Клювообразный» ротор («Иж-Юпитер-5»): 1 — контактные кольца; — полюсные наконечники («клювы»); 3 — обмотка возбуждения; 4 — щетки

У генераторов любого типа с ростом частоты вращения коленчатого вала увеличивается вырабатываемое напряжение. Для его ограничения применяют разного рода полупроводниковые регуляторы. У генераторов с обмотками возбуждения регуляторы напряжения управляют током в этих обмотках (блок БПВ-14-10 мотоциклов «Иж»): как только напряжение становится выше нормы (14 В), регулятор уменьшает ток, идущий через обмотку возбуждения (рис. 3.7).

Рис 3.7 Схема цепи с трехфазным генератором переменного тока с возбуждением от электромагнита («Иж-Юпитер-5»): 1 — замок зажигания; 2 — регулятор напряжения и выпрямитель БПВ 14-10: 3 — обмотки генератора; 4 — контакты прерыва теля: 5 — генератор с прерывателем; 6 — предохранитель; 7 —аккумуляторная батарея: 8 — потребители тока

В хенераторах с постоянными магнитами стабилизатор ограничивает ток, подаваемый к потребителям (рис. 3.8), рассеивая излишки энер­гии в виде тепла (БКС мотоциклов производства ЗиД).

Генераторы с постоянными магнитами, в отличие от генераторов с об­моткой возбуждения, для начала работы не нуждаются во внешнем ис­точнике тока (аккумуляторе). Однако по действующим в Европе нормам мотоцикл должен иметь стояночный свет (при неработающем двигате­ле), поэтому там мотоциклы и с такими генераторами оборудуют акку­муляторными батареями. В России подобных требований нет, и в состав электрооборудования некоторых мотоциклов (семейства «Минск» и ЗиД) батарея не входит. Все приборы освещения и сигнализации в таких слу­чаях потребляют переменный ток.

Основная неисправность генераторов — малый вырабатываемый ток (или вообще прекращение работы) — возникает из-за ухудшения контакта в щеточном узле, обрыва обмоток или ослабления (окисления) наконечников проводов. Аккумуляторная батарея (кроме необслужива­емой) теряет емкость при нарушении уровня и плотности электролита, окислении выводных штырей и наконечников проводов. К неисправно­стям регуляторов напряжения относится поддержание слишком низко­го или высокого напряжения в сети

Рис 3.8 Схема цепи с однофазным генератором переменного тока с возбуждением от постоянного магнита («Сова»): 1 — замок зажигания; 2 — блок коммутации стабилизации (БКС); обмотки зажигания: 3 — статор генераюра; 4 — ротор с постоянными магнитами; 5 — потребители тока

Сайт размещается на хостинге Спринтхост