Электрооборудование

Изучающим мотоцикл

Мы подошли к последней теме нашего цикла. Последней по порядку, но отнюдь не по значению и не по сложности. Многие мотоциклисты, даже опытные, склонны считать электрооборудование системой «коварной», обладающей множеством загадок и тайн.

Так ли это на самом деле?

Прежде всего нужно выяснить, что же вообще стоит за словом «электрооборудование». Если попытаться дать определение, то, видимо, можно сказать, что электрооборудование — это совокупность источников тока, его потребителей и вспомогательных устройств. С терминами, входящими в это определение, мы так или иначе будем встречаться, поэтому они, в свою очередь, нуждаются в расшифровке.

Источники тока — это устройства, вырабатывающие электрический ток, преобразующие в электрическую другие виды энергии (механическую, химическую).

Потребителями условимся считать те приборы и механизмы, для работы которых необходима электроэнергия и которые не могут выполнять свои «обязанности», если через них не протекает ток.

И, наконец, вспомогательные устройства — то, что соединяет в одно целое все электрооборудование (провода, переключатели, кнопки и т. п.). Всю эту группу можно было бы тоже отнести к потребителям, потому что при протекании тока контакты и даже провода нагреваются, в них теряется часть энергии, происходит падение напряжения. Но эти потери так малы, что их обычно не учитывают.

Теперь поговорим о каждой группе устройств более подробно.

В качестве источников тока на мотоциклах применяются генераторы (основные источники) и аккумуляторные батареи (вспомогательные). Основные связаны с двигателями и работают лишь тогда, когда вращается коленчатый вал. Вспомогательные удовлетворяют все потребности в электроэнергии на стоянке или при пуске мотора, а также периодически подключаются, когда генератор вырабатывает электроэнергии меньше, чем нужно для питания всех включенных потребителей.

Генераторы делятся на две большие группы: переменного и постоянного тока. На принципе работы тех и других, видимо, останавливаться не стоит — эти вопросы хорошо изложены в школьном курсе физики. Напомним лишь, что генераторы постоянного тока на вращающейся части — роторе — имеют набор контактных пластин (коллектор), а на неподвижной — статоре — токосъем-ные щетки. В генераторах переменного тока ни ротор, ни статор таких контактов не имеют.

Из разных конструкций генераторов переменного тока, пожалуй, следует особо отметить магнето — специальный генератор тока высокого напряжения со встроенным трансформатором. Он применяется исключительно на спортивных мотоциклах и обеспечивает только создание мощной искры. Отличается высокой надежностью в работе.

Широко распространенные на дорожных мотоциклах генераторы переменного тока низкого напряжения с отдельной катушкой зажигания иногда называют магнето с выносной катушкой.

В разное время на мотоциклах устанавливали генераторы разных типов. То одни, то другие получали преимущественное распространение. И это понятно: у каждого свои достоинства и недостатки.

Например, система «генератор постоянного тока — аккумуляторная батарея» хороша тем, что обеспечивает образование искры достаточной мощности в момент пуска и яркий ровный свет фары, не зависящий от оборотов двигателя. Но есть у нее и «болезни»: часто изнашиваются щетки, истирается или замасливается коллектор генератора, за батареей нужен постоянный уход.

Рис. 1. Генератор переменного тока: 1 — статор (неподвижная часть); 2 — клемма освещения; 3 — клемма зажигания; 4 — клемма прерывателя; 5— контакты прерывателя; 6 — кулачок; 7 — конденсатор: 8 — клемма сигнала торможения; 9 — обмотка статора; 10 — ротор (подвижная часть).

У «переменника» нет щеток, нет коллектора, — то есть нет деталей, подверженных износу. Значит, выше его надежность, долговечность, он не требует ухода в эксплуатации. В то же время развиваемое им напряжение меняется пропорционально оборотам и трудно регулируется, — и потому фара светит неровно. А на стоянке вообще не работают ни лампы, ни звуковой сигнал. Да и искрообразование в начальный момент, при пуске, оставляет желать лучшего.

В противоборстве этих «за» и «против» совершенно естественным образом родился третий вариант, в котором соединяются лучшие качества двух предыдущих. Это — сочетание генератора переменного тока с аккумулятором. Упоминание о нем встречается в солидных мотоциклетных учебниках середины пятидесятых годов. Они с некоторым сожалением отмечали тогда: «На мотоциклах отечественного производства в настоящее время применяются генераторы постоянного тока. Генератор переменного тока с выпрямителем... не вышел еще из стадии опытов».

Сейчас положение таково. Среди самых маленьких, более дешевых двухколесных машин безраздельно господствует генератор переменного тока, работающий в упрощенной схеме электрооборудования, где потребности систем освещения и сигнализации невелики. На легких мотоциклах (125—175 см3) также применяются генераторы переменного тока. Но уже в основном по другой причине: чашу весов в этом случае склоняют простота и надежность.

На средних и тяжелых мотоциклах до самого последнего времени использовались исключительно генераторы постоянного тока. Сейчас эти схемы и здесь сдают позиции. Но на первое место выходят уже иные соображения.

Рис. 2. Аккумуляторная батарея: 1 — корпус; 2 — клемма « + »; 3 — пробка; 4 — клемма «—5 — пластины.

Дело в том, что требования безопасности движения с каждым годом становятся жестче и заставляют все более широко использовать электричество. Появились указатели поворота, стали мощнее звуковые сигналы, лампочки в фонарях нужны более яркие. А значит, требуется и генератор большей мощности. Но усиливать ее увеличением размеров генератора не всегда можно. Если на тяжелых четырехтактных мотоциклах это сулит только компоновочные неудобства и рост веса, то на двухтактных грозит резким сокращением срока службы коленчатого вала, на цапфе которого консольно посажен ротор генератора.
Самый реальный путь — применить в сочетании с аккумулятором генератор переменного тока, который при тех же габаритах способен развивать гораздо большую мощность. Если же учесть, что в силу исторически сложившейся традиции на мотоциклах применяется 6-вольтовое электрооборудование, то открывается еще один путь повышения мощности источника тока: увеличить напряжение вдвое и тем самым перейти на обычный автомобильный стандарт.

Именно так и поступили ижевские конструкторы. Впервые в отечественной практике они применили на мотоцикле «ИЖ—Планета-спорт» (см. «За рулем», 1974, № 1) трехфазный 12-вольтовый генератор со встроенным выпрямителем. Его мощность 100 ватт, он работает в паре с аккумулятором. Это как раз тот компромиссный третий вариант, о котором мы уже говорили. Вслед за ижевцами по этому пути пошли создатели тяжелых мотоциклов: с июля 1974 года все киевские и ирбитские машины оснащаются подобными схемами (см. «За рулем», № 9 и 10, 1974).

Все сказанное было посвящено основным источникам тока. Что касается аккумуляторных батарей, то их мы рассматривать не будем, поскольку нужные сведения есть в учебниках, и сразу перейдем к следующей группе приборов, объединенной общим наименованием «потребители». Сюда входят все лампы, звуковые сигналы, различные реле, катушки зажигания и свечи.

Рис. 3. Принципиальная схема батарейного зажигания: 1 — аккумуляторная батарея; 2 — катушка зажигания; 3 — свеча; 4 — прерыватель; 5— кулачок; 6 — конденсатор.

Наибольший практический интерес представляют реле-регуляторы. Их назначение — поддерживать в сети заданное напряжение, а также обеспечивать автоматическое подключение аккумулятора к генератору, когда напряжение его выше, чем аккумулятора, и отключение, когда напряжение генератора станет меньше, чем батареи. Первую задачу выполняет регулятор напряжения, вторую — реле обратного тока. Как правило, оба прибора помещаются в одном корпусе. Именно этот объединенный блок и именуется реле-регулятором.

Об этом приборе можно с полным правом сказать «мал золотник, да дорог». В самом деле, любая его неисправность делает невозможной эксплуатацию мотоцикла, потому что ведет либо к выходу из строя аккумуляторной батареи, либо к перегоранию ламп, либо к порче генератора.

Чтобы уменьшить вероятность случайного повреждения приборов регулирования, их помещают обычно в герметично закрытую коробку, которую, в свою очередь, укрепляют в наиболее безопасном месте, например под седлом.

Рис. 4. Схема зажигания от магнето: 1 — свеча; 2 — сердечник высо ковольтного трансформатора; 3 -первичная и вторичная обмотки; 4 -магнитный ротор; 5 — кулачок; 6 -прерыватель; 7 — конденсатор.

Но даже в этом случае нет полной гарантии безотказной и долгой работы. Причина одна: прибор не совсем надежен, как любое устройство, имеющее механические контакты. Приходит время, и контакты изнашиваются, выкрашиваются, их подтачивает электрическая эрозия. Нарушается плотность соединения и четкость размыкания, меняются зазоры и, следовательно, электрические характеристики. А регулировка — дело сложное, требующее большого навыка, специальных контрольных приборов. В домашних условиях она обычно невыполнима, и реле-регулятор просто-напросто заменяют новым — благо цена невелика.

А нельзя ли повысить надежность этих устройств, продлить срок их службы? Оказывается, можно, если взять на вооружение опыт автомобильной промышленности, которая уже давно оснащает грузовики ЗИЛ—130 и ГАЗ—53 полупроводниковыми реле-регул яторами. Такие приборы не имеют механических контактов и потому гораздо надежнее. Но они и дороже.

Впервые в отечественной практике бесконтактный реле-регулятор применен на мотоцикле «ИЖ — Планета-спорт».

Однако давно известно: надежность любой системы в конечном счете определяется по самому слабому звену. А таким звеном в электрооборудовании всегда считался прерыватель. И потому инженеры вели постоянный поиск решения, которое позволило бы и тут отказаться от традиционной контактной группы. Предлагались разные варианты схемы. Работы велись и в заводских лабораториях, и мотолюбителями. О многих из них журнал сообщал. Но серийно электронное зажигание впервые применено на мотороллере «Вятка-электрон». Нет никаких сомнений, что ему принадлежит будущее.

Третья группа приборов — вспомогательные устройства — не нуждается в пояснениях. Отметим лишь, что электропроводка всех мотоциклов (как и автомобилей) выполнена по однопроводной схеме. Это значит, что к каждому прибору-потребителю подходит не два провода, а один. Вторым служит весь металлический каркас мотоцикла — «масса», с которой соединены все приборы. В современных схемах электрооборудования с «массой» соединяется отрицательная клемма батареи.

И в заключение — несколько слов о разных системах зажигания. Различают две системы: батарейное зажигание и с генератором переменного тока.

В первом случае искра образуется за счет энергии аккумуляторной батареи. С одной стороны, это хорошо, потому что уже в пусковой период, когда генератор еще не включился в работу, создается мощная искра. С другой—при такой схеме мы целиком попадаем в зависимость .от состояния батареи. Эта система надежна, но требует постоянного профилактического наблюдения.

Во втором же случае такой зависимости нет, мотоцикл всегда готов к действию. Но в момент пуска, когда напряжение генератора мало, искра бывает слабее и пустить двигатель удается лишь при тщательно отрегулированном карбюраторе, точной установке зажигания и ряде других условий. Достоинства такой системы в простоте устройства и в том, что она практически не требует ухода.

Б. ДЕМЧЕНКО, мастер спорта

1974N12P4-5