Меню

Генератор постоянного тока мотоцикл



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.

Читайте также:  Как снять генератор волга 31105

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.

Читайте также:  Замена ремня генератора nissan liberty

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.

Источник

Что скрывают мотоциклетные генераторы?

Генераторы относятся к источникам электроэнергии, они заряжают аккумулятор, питают системы зажигания, регуляции, осветительные приборы, сигнализацию и иные потребители.

Суть генератора заключается в преобразовании механической энергии двигателя в электрическую, питающую остальные узлы. Энергия переходит в другое качество по средствам электромагнитной индукции. Это явление возникновения электрического тока в проводнике, когда его пересекают магнитными полями.

В мотоиндустрии генераторы постоянного тока давно вытесняют простые генераторы переменного тока, но это не значит, что их не встретишь на пыльных дорогах нашей страны. Ретро техника, некоторые мотороллеры, малокубатурные мотоциклы и естественно скутеры до сих пор могут носить в себе простейшие генераторы.

Устройство такого механизма состоит из вращающегося постоянного магнита и неподвижной обмотки, которая индуцирует электрический ток.

— Хорошо, умник, железный сердечник с обмоткой, вокруг наконечников которого вращается магнит, это понятно. Почему тогда ток переменный?

Если не перечитывать школьный учебник физики заново, но мыслить логически: при повороте магнита изменяется место полюсов, от чего изменяется направление силовых линий в сердечнике.

Выходит, что магнитные линии при переходе через сердечник то в одном, то в другом направлении в результате дают электрический ток, который, о чудеса, сам имеет разную направленность. Отсюда взялось название – переменного.

На этом же принципе работают приборы зажигания.

Однако, читая в характеристиках своего малокубатурного друга «маховичное магдинго» или «альтернатор», вы уже можете представлять, что за этим кроются источники переменного тока.

Замечу, что генераторы переменного тока без выпрямителя для зарядки аккумулятора не пригодны, отсюда усложнение конструкций и малое использование таких систем в современной мотоиндустрии.

Для выработки постоянного тока на генератор устанавливают изолированные друг от друга пластины. Сия конструкция называется «коллектор». Сам коллектор крепится к якорю и вращается вместе с ним.

Все, кто прошел в юности боевое крещение Советским мотопромом, задавался вопросом, как не умереть от удара кикстартером простого Ижа, безусловно знакомо понятие «якорь». На самом деле под ним частенько подразумевают ротор.

К основным элементам генератора постоянного тока относят:

При проверке электрической цепи мотоцикла, с генератором нужно быть максимально осторожным, так как напряжение в нем выше, чем в других узлах мотоцикла.

При повреждении какой-либо части генератора, ее возможно заменить на новую и система снова станет источником постоянного тока.

Источник

Генератор постоянного тока мотоцикл

Электрооборудование является неотъемлемой частью современных транспортных средств. На различных мотоциклах, мопедах, мотороллерах, снегоходах схемы электрооборудования выполнены по-разному, но их объединяет одно: наличие источников электроэнергии. В качестве таковых используют аккумуляторные батареи и генераторы. Однако если для работы двигателя и успешной эксплуатации мотоцикла аккумулятор нужен не всегда (как известно, на легких мотоциклах он отсутствует), то без генератора, как говорится, «ехать некуда». Поэтому в настоящей статье автор ставит перед собой задачу рассказать о мотоциклетных генераторах разных типов, проследить тенденции их развития. Ясно, что чем мотоцикл «больше», тем больше суммарная мощность потребителей электрической энергии, установленных на нем. Значит, и генератор должен быть мощнее. Например, минские мотоциклы оснащают генераторами мощностью 60 Вт, a на тяжелых «уралах» используют уже 150-ваттные.

Если суммарная мощность потребителей невелика, то применяются генераторы c возбуждением от постоянных магнитов. Ротор таких генераторов насажен на цапфу коленчатого вала. Вращаясь, постоянные магниты создают переменное магнитное поле, которое, пересекая витки обмотки статора, наводит в ней электрический ток. Понятно, что он тоже будет переменным, а частота его зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Выходное напряжение таких генераторов тем больше, чем больше обороты двигателя, и не поддается регулировке. Это главный недостаток генераторов с возбуждением от постоянных магнитов. Но нет худа без добра. Генераторы такие просты в изготовлении и практически не требуют ухода в процессе эксплуатации. Параметры же их подбираются таким образом, что при максимально возможной частоте вращения ротора напряжение повышается не настолько, чтобы вызвать перегорание ламп.

По конструктивному исполнению генераторы с возбуждением от постоянных магнитов можно разделить на две группы: с внутривращающимся ротором и маховичные. У генераторов первого типа статор расположен снаружи ротора. Их применяют на мопедах и легких мотоциклах. В маховичных генераторах ротор выполнен в виде маховика, в котором размещены магниты; маховик как бы охватывает статор. Генераторы такого типа устанавливались на мотороллерах «Вятка», сейчас применяются на снегоходах «Буран». За рубежом маховичные генераторы получают в последнее время все большее распространение. Очевидно, что в маховике большого диаметра можно разместить магниты большего размера (или увеличить их количество), чем в роторе, который вращается внутри статора. Таким образом удается сразу «убить двух зайцев». Во-первых, магнит большего размера создает более мощный магнитный поток. Значит, при прочих равных условиях маховичный генератор мощнее, чем генератор с внутривращающимся ротором. Во-вторых, установка массивного маховика на коленчатом валу двигателя позволяет улучшить равномерность работы последнего, что особенно важно при малой частоте вращения.

Читайте также:  Стоимость генератора для камаза

В нашей стране также разработаны и подготовлены к производству маховичные генераторы для мопедов и мокиков.

К генераторам с возбуждением от постоянных магнитов следует отнести и магнето. Магнето — это генератор переменного тока со встроенным высоковольтным трансформатором. При помощи высоковольтного провода магнето соединяется со свечой зажигания и не имеет низковольтного вывода. Поэтому на мотоциклах, оснащенных магнето, отсутствуют какие-либо потребители электроэнергии, кроме системы зажигания. В настоящее время такому условию отвечают лишь специальные спортивные мотоциклы.

На заре своего существования мотоциклы также оснащались магнето. С появлением первых немногочисленных осветительных приборов в магнето помимо высоковольтной обмотки стали устанавливать и низковольтную. Такие источники электроэнергии называются магдино.

Как правило, мощность генераторов с возбуждением от постоянных магнитов ограничена. И если суммарная мощность потребителей электрической энергии составляет значительную величину, нужны более мощные генераторы.

На мотоциклах прежних выпусков с развитой сетью потребителей электроэнергии широкое распространение получили генераторы постоянного тока. В них магнитное поле создается при помощи специальной обмотки, называемой обмоткой возбуждения. Она размещена в статоре генератора. Ротор состоит из сердечника, набранного из тонких пластин электротехнической стали, обмотки и коллектора.

Во время работы генератора по поверхности коллектора скользят графитовые щетки, прижатые к нему пружинами. Со щеток снимают постоянное напряжение, пригодное для питания потребителей и, что главное, для зарядки аккумуляторной батареи. Напряжение также зависит от оборотов ротора, но поддается регулировке за счет изменения тока в обмотке возбуждения.

Большой недостаток генераторов постоянного тока — наличие коллектора и щеток. Последние изнашиваются, требуют периодического контроля. Коллектор же подгорает из-за постоянного искрения между ним и щетками, забивается графитовой пылью. Все это вместе взятое приводит к тому, что нормальная работа генератора нарушается, сокращается срок службы. Оснащение мотоциклов более мощными осветительными приборами, увеличение их количества потребовали дальнейшего повышения мощности генераторов. Вместе с ростом мощности, естественно, возрастал и ток. Условия работы щеток становились все более тяжелыми, а долговечность их резко падала. Поэтому возникла необходимость каким-то образом снизить ток, не проиграв при этом в мощности. Выход был только один — увеличить напряжение. Это и было сделано: 6-вольтовое электрооборудование заменили на 12-вольтовое, перейдя к автомобильному стандарту. При одинаковой мощности потребителей в 12-вольтовой системе ток в два раза меньше, чем в 6-вольтовой, поэтому нагрузка на щеточный узел меньше.

Чем мощнее становились генераторы, тем большими были их габаритные размеры и масса, так как приходилось использовать в обмотках более толстый провод. Их стало все труднее размещать под крышкой картера двигателя. Кроме того, консольная установка массивного ротора на цапфе коленчатого вала отрицательно сказывалась на долговечности подшипников последнего. Исходя из этих соображений, на некоторых мотоциклах стали устанавливать автономные генераторы.

Если у консольных генераторов ротор «сидит» непосредственно на коленчатом валу, а статор крепится к картеру, то у генераторов второго типа имеется свой корпус, крышки с подшипниками, в которых вращается вал ротора. Эти генераторы аналогичны автомобильным и отличаются от последних, пожалуй, лишь тем, что они невентилируемы и приводятся не ремнем.

Дальнейшее повышение мощности генераторов постоянного тока вновь привело к возрастанию тока, а значит, и к снижению надёжности работы щеточного узла. Поэтому на смену им пришли альтернаторы — трехфазные генераторы переменного тока с электромагнитным возбуждением и полным выпрямлением вырабатываемого тока. Они применяются в настоящее время на средних и тяжелых мотоциклах.

У альтернаторов обмотка возбуждения размещена на роторе, и для питания ее также используются графитовые щетки.

Но максимальный ток возбуждения здесь составляет только около 10 процентов от того, который генератор может отдавать потребителям. Кроме того, щетки скользят по гладким контактным кольцам, а не по коллектору. Очевидно, что в этом случае условия работы щеток гораздо менее напряженные, чем у генераторов постоянного тока.

Если к этому добавить, что при одинаковых размерах трехфазный генератор переменного тока почти в 1,5 раза мощнее генератора постоянного тока, то станет понятным, почему последние в наше время стали достоянием истории.

Необходимость выпрямления переменного тока для зарядки аккумуляторной батареи при современном уровне развития полупроводниковой техники вряд ли можно назвать недостатком таких генераторов. Выпрямительные блоки делают как выносными, то есть собранными в отдельном корпусе, так и встроенными непосредственно в генератор.

Итак, мы рассмотрели различные типы мотоциклетных генераторов. Не сетуйте на краткость описания — это всего лишь обзор. Теперь, по-видимому, надо поговорить подробнее об устройстве и работе систем энергоснабжения мотоциклов разных классов. Но это — в следующих материалах. Сейчас же обратите внимание на таблицу. Она, на мой взгляд, наглядно представляет все то, о чем шла речь в статье; из нее хорошо видно, как совершенствовались генераторы по мере возрастания требований к электрическому оснащению мотоциклов.

Источник