Текст книги "Книга юного мотоциклиста"
Автор книги: Иван Серяков
сообщить о нарушении
Текущая страница: 6 (всего у книги 11 страниц)
Как топливо подается к карбюратору
Запас топлива хранится в топливном баке (рис. 41, 42).
Рис. 41. Схема питания двигателя.
Рис. 42. Топливный бак и мерный стакан.
Чтобы бензин мог поступать к карбюратору, надо открыть краник. Краник имеет две выходящие в бак заборные трубки: короткую и длинную. Такое устройство трубок позволяет заранее узнать, что в баке мало бензина, прекратить дальнейшую подачу горючего, если в баке остается мало его (рис. 43).
Рис. 43. Бензокраник.
На пыльной дороге
Нещадно палит солнце. Далеко в зеленое поле уходит проселочная дорога. Воздух, словно оцепенев, стоит на одном месте. По дороге, блестя свежей краской, один за другим цепочкой движется несколько мотоциклов. То спускаясь в овражки, то поднимаясь на взгорье, они легко бегут вперед, поднимая тучи белесой пыли. Пыль лезет в нос, уши, проникает под одежду. Только очки защищают глаза водителя от неминуемого засорения. В полости носа оседает слой пыли – это происходит очистка воздуха, поступающего в легкие. Но дышит и мотоцикл. Большое количество воздуха потребляет двигатель. Возьмем, например, мотоцикл М-72 – его рабочий объем составляет 750 кубических сантиметров. Его двигатель в одну минуту потребляет около 2 кубометров воздуха, а за час – около 100 кубометров. А за сутки? Месяц? Год?
Даже сравнительно чистый воздух содержит в одном кубометре около 0,1 грамма пыли. Если же мотоцикл движется по пыльной дороге, то пыль попадает в карбюратор. Сколько же пыли вместе с воздухом было бы засосано в цилиндр, если бы воздух не очищался!
Пыль вредно отражается на работе двигателя. Смешиваясь с маслом, пыль образует нечто подобное наждачной пасте. А представьте себе, что пыль смешалась с маслом и попала в зазор между цилиндром и поршнем. Она вызывает усиленный износ стенок цилиндра, поршня и поршневых колец.
Воздух, поступающий в карбюратор и двигатель, подвергается фильтрации, очистке. Для этой цели применяются особые приборы – фильтры.
Фильтр, установленный на мотоцикле М-72, состоит из металлического корпуса, внутри которого помещены пакеты, сделанные из проволоки (рис. 44).
Рис. 44. Воздухоочиститель мотоцикла М-72.
Пакеты промаслены и лежат на двух сетках. Сверху корпус закрывается крышкой, а, чтобы она не могла упасть, ее закрепляют пружинным кольцом. Внутри корпуса помещена небольшая масляная ванна, которая заполняется жидким маслом. Нижней частью фильтр крепится к коробке передач. От фильтра патрубки подводят очищенный воздух к карбюраторам. При работе двигателя наружный воздух поступает в кольцевую щель под крышкой и, проходя над маслом, резко меняет направление движения.
Приходилось ли вам наблюдать течение быстрой реки на крутом повороте? Вода на своем пути поднимает песок, и на повороте песок, как более тяжелое вещество, стремится по инерции сохранить первоначальное направление. На повороте вода очищается, а песок отлагается на берегу.
Когда воздух в фильтре резко меняет свое направление, механические примеси, содержащиеся в нем, оседают в масло. Там они и остаются. В этом месте воздух очищается от наиболее тяжелых частиц. Далее воздух движется к фильтрующим сеткам. Когда он проходит через них, оставшиеся мельчайшие частицы пыли прилипают к промасленной проволоке. Окончательно очищенный воздух направляется в воздушный патрубок карбюратора.
Но есть фильтры, устроенные значительно проще. Вот, например, на мотоцикле ИЖ-56 установлен так называемый инерционный воздухоочиститель (рис. 45).
Рис. 45. Инерционный воздухоочиститель.
Он состоит из корпуса, внутри которого помещены направляющие лопатки впускного трубопровода и пылесборника.
Воздух, поступающий в воздухоочиститель, обходит лопатки и получает вращательное движение. Частицы пыли выпадают из воздуха и через особую щель попадают в пылесборник. В пылесборнике пыль постепенно накапливается.
На мотоциклах К-55 и М-1-М установлены так называемые контактные воздухоочистители. Они состоят из корпуса, в котором помещен фильтрующий элемент. Фильтрующий элемент состоит из набора проволочных сеток, смоченных маслом. Воздух, проходя через сетки, соприкасается с их поверхностью, покрытой маслом. Частицы пыли прилипают к маслу. Воздух очищается.
Борьба с шумом
Когда работает двигатель мотоцикла, наружу выбрасываются отработавшие газы. Эти газы имеют довольно высокую температуру и большое давление. С большой скоростью врываются они в окружающие слои воздуха, вызывая сильное колебание. Газы выходят из цилиндра двигателя со звуком, похожим на выстрел. Представьте себе, какой шум стоял бы в городе, по улицам которого проходят десятки мотоциклов. Очевидно, надо уменьшить шум, надо снизить скорость отработавших газов. Такую работу выполняет глушитель (рис. 46).
Рис. 46. Глушитель.
Глушитель шире, чем выпускная труба. Газ из выпускной трубы поступает во внутреннюю трубу глушителя, а затем через отверстия переходит в наружную трубу. При этом газ, соприкасаясь с железными стенками трубы, охлаждается. Кроме того, газ в глушителе расширяется и теряет давление и скорость. Двигаясь по глушителю, газ встречает сопротивление, что также замедляет скорость его движения. Когда газ пройдет весь глушитель, скорость его настолько уменьшится, что он выйдет наружу почти бесшумно.
Одноцилиндровые двигатели мотоциклов М-1-М, К-55, мотороллеров «Вятка» и «Тула» имеют по одному глушителю, мотоцикла ИЖ-56 – два, а двухцилиндровый двигатель мотоцикла М-72 – по одному на каждом цилиндре.
Глава пятая
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ХОЗЯЙСТВО МОТОЦИКЛА
Потребители электрического тока
Современный мотоцикл хорошо электрифицирован. Воспламенение горючей смеси в двигателе происходит от электрической искры. В ночное время мощный поток электрического света далеко освещает дорогу впереди мотоцикла или мотороллера. Если мотоциклист хочет предупредить о своем приближении, он слегка нажимает на кнопку – раздается сильный звук. Это начинает работать электрический звуковой сигнал. Номерной знак мотоцикла ночью также ярко освещен электрическим светом. Для питания всех этих потребителей тока необходима электрическая энергия. Но откуда она берется?
Жилые дома, фабрики, заводы, электрические поезда, трамваи и троллейбусы также потребляют электрическую энергию. Но к ним она подводится от электростанций. Кто из вас не видел высоких мачт, на которых укреплены толстые провода. Дома, фабрики и заводы стоят на одном месте. Поезда, трамваи, троллейбусы движутся по постоянным маршрутам. Достаточно к ним подвести провода, и задача снабжения их электрической энергией решена. Другое дело мотоцикл, мотороллер или автомобиль. Сегодня они в одном месте, завтра – в другом. Снабжать их электрической энергией при помощи проводов не удастся.
Каждый мотоцикл и мотороллер должны иметь свою собственную «электростанцию».
Все приборы, которые потребляют электрическую энергию и которые ее вырабатывают, соединены между собою проводами.
Они образуют электрическое хозяйство, или систему электрооборудования. Приборы, которые вырабатывают электрическую энергию, получили название источников, а те, которые потребляют ее, называются потребителями.
От согласованной работы всех приборов в большой мере зависит безотказность в работе мотоцикла. Как же работают приборы электрооборудования?
Батарея аккумуляторов
На большинстве наших мотоциклов установлена батарея аккумуляторов.
Слово «аккумулятор» означает собиратель. На мотоциклах и мотороллерах применяется аккумуляторная батарея, т. е. несколько аккумуляторов, соединенных вместе (рис. 47).
Рис. 47. Батарея аккумуляторов.
Задача батареи – накопить электрическую энергию, превратить ее в химическую, сохранить ее, а в нужный момент химическую энергию снова превратить в электрическую и отдать ее потребителям.
В аккумуляторе происходят химические процессы, в результате которых возникает электрический ток.
Батарея аккумуляторов, установленная на мотоциклах, состоит из банки, разделенной на три отделения и закрытой сверху крышкой, пластин и электролита.
Пластины в аккумуляторе состоят из свинцовой решетки, в которую вмазана активная масса. От состава ее зависит заряд пластин. Пластины, смазанные свинцовым суриком, заряжены положительно, они коричневого цвета, а свинцовым глетом – отрицательно, они серые. Каждая пластина может нести электрический заряд определенной величины. Чем больше поверхность пластины, тем больше она несет электрических зарядов. Чтобы получить аккумулятор небольших размеров, но с достаточным запасом электроэнергии, решили взять несколько пластин небольших размеров. Такие пластины занимают меньше места, чем одна большая, а электроэнергии сохраняют столько же. Обе группы пластин собираются таким образом, что положительно заряженные пластины вставляются между отрицательно заряженными. Чтобы пластины не соприкасались друг с другом, между ними ставятся прокладки – сепараторы из мягкой древесины, стеклянного войлока или из пластмассы. Пластины вместе с сепараторами называются блоком пластин. Блок пластин вставляется в отдельную банку и закрывается крышкой. Через отверстие в крышке, закрывающей банку, заливается электролит – раствор серной кислоты в дистиллированной воде. Все банки аккумулятора соединены между собою свинцовыми перемычками. Положительный полюс (выведенный наружу штырь, соединенный с одноименными пластинами) каждой банки соединен с отрицательным полюсом другой, и наоборот. Такое соединение называется последовательным. После соединения у крайних банок остается по одному свободному полюсу, один из которых – отрицательный, а другой – положительный. Эти полюсы являются полюсами всей батареи. Батарея является источником тока.
Емкостью батареи принято считать такое количество электричества, которое она может дать, разряжаясь нормальным током до напряжения каждой банки в 1,8 вольта. Емкость аккумулятора измеряется в ампер-часах.
Нормальное напряжение банки аккумулятора составляет 2 вольта, а всей батареи – 6 вольт. На каждой банке есть обозначение, например 3МТ-14, 3МТ-7. Это марка батареи. Первая цифра указывает число аккумуляторов у батареи. В данном случае их три. Зная число банок, очень легко подсчитать и напряжение всей батареи. При последовательном соединении напряжение банок складывается. Если напряжение в каждой банке равно 2 вольтам, напряжение всей батареи составит 6 вольт. Буквы «МТ» говорят, что эта батарея мотоциклетная. Последние цифры показывают емкость батареи в ампер-часах. Емкость первой батареи составляет 14 ампер-часов, второй – 7. О степени зарядки аккумулятора можно судить по его напряжению. У полностью заряженного аккумулятора напряжение в каждой банке должно составлять 2,2 вольта.
Как вырабатывается электрический ток
Батарея аккумуляторов снабжает электрической энергией потребителей тогда, когда двигатель не работает или работает на малых оборотах. Но запас электроэнергии у батареи относительно невелик. Если только пользоваться ею и не пополнять запас, то рано или поздно он истощится – батарея разрядится. Очевидно, на мотоцикле надо иметь такой прибор, который мог бы заряжать батарею. Этот прибор – генератор. Он не только заряжает батарею, когда мотоцикл начинает двигаться со скоростью больше 20–30 километров, но и полностью снабжает электроэнергией всех потребителей. Обычно мотоцикл движется с большой скоростью, а поэтому снабжает потребителей электроэнергией, в основном, генератор.
Батарею аккумуляторов можно зарядить только постоянным током. На мотоциклах М-72, ИЖ-56 и мотороллере «Тула»-200 установлены генераторы постоянного тока. В последнее время получили распространение также и генераторы переменного тока, которые вырабатывают переменный ток. Они установлены на мотоцикле М-1-М. В этом случае переменный ток, вырабатываемый генератором, пропускается через особый прибор – выпрямитель, в котором переменный ток преобразуется в постоянный.
В аккумуляторе электрическая энергия является результатом химических процессов. В генераторе же электрическая энергия образуется из механической энергии, получаемой при работе двигателя. Поэтому генератор может вырабатывать ток только тогда, когда работает двигатель.
Постоянный магнит генератора образует магнитное силовое поле (рис. 48).
Рис. 48. Схема работы генератора.
Внутри магнита расположен виток провода, концы которого припаяны к полукольцам. К полукольцам прижаты две щетки – отрицательная и положительная. Щетки соединены при помощи проводов с потребителями электроэнергии. Если вращать виток, он начнет пересекать магнитные силовые линии, образуемые магнитом. В витке возникает электрический ток, все время меняющий свою величину и направление. Такой ток называется переменным, но мы говорили, что концы витка припаяны к двум полукольцам. Полукольца изолированы друг от друга. Ток от генератора через одну из щеток идет к потребителям, а обратно к генератору возвращается через другую щетку. При вращении витка полукольца будут поочередно прижиматься к разным щеткам; направление переменного тока будет вновь меняться, т. е. ток теперь будет направлен в одну сторону.
Переменный ток можно использовать для воспламенения горючей смеси, освещения и звукового сигнала. А вот для зарядки батарей он не годится. На некоторых мотоциклах устанавливаются выпрямители. Но на большинстве генераторов применяется особое приспособление, называемое коллектором. Коллектор, преобразуя переменный ток в постоянный, так же как это делали полукольца, делает его пригодным для зарядки аккумулятора.
Генератор, установленный на мотоцикле М-72, состоит из стального корпуса, закрытого с боков крышками (рис. 49).
Рис 49. Разрез генератора мотоцикла М-72.
Внутри корпуса привинчен железный сердечник, на который намотана обмотка. Эта обмотка называется обмоткой возбуждения. Один конец ее выведен к клемме, а другой – к отрицательной щетке. Сердечник обмотки возбуждения образует электромагнит. У генератора мотоцикла М-72 всего один полюс. Внутри корпуса генератора вращается якорь. Якорь состоит из вала, на котором укреплен сердечник, имеющий продольные пазы. На одном конце вала расположен коллектор. Он состоит из отдельных пластинок, изолированных друг от друга. В пазы якоря вложена обмотка. Сама обмотка состоит из нескольких частей (секций). Концы секции припаяны к коллектору определенным порядком. Якорь вращается на двух шариковых подшипниках. Вращение якоря производится от шестерни распределительного вала. К коллектору якоря прижимаются две щетки – одна из них положительная, другая отрицательная. Сами щетки бывают медно-угольные и медно-графитные. Щетки укреплены в специальных щеткодержателях. К коллектору щетки прижимаются пружинками. Когда будет работать двигатель, то станет вращаться и якорь генератора. Обмотка его будет пересекать магнитное поле, которое всегда имеется внутри корпуса генератора. Это магнитное поле создается остаточным магнетизмом. В результате этого в обмотке якоря возникает электрический ток. Часть тока пройдет в обмотку возбуждения. Проходя по ней, ток создает вокруг витков более сильное магнитное поле. Создание более сильного магнитного поля приведет к тому, что генератор станет вырабатывать ток большей силы. Чем быстрее будет вращаться якорь, тем большие напряжение и силу будет иметь вырабатываемый ток.
Мы рассмотрели батарею аккумуляторов и генератор. Оба эти источника дают ток, и их работа должна быть согласована. Когда работает батарея аккумуляторов, генератор не должен мешать ей. Когда работает генератор, батарея аккумуляторов не должна посылать ток потребителям. Напряжение на полюсах аккумуляторов, независимо от того, работает двигатель или нет, остается одинаковым. Другое дело напряжение генератора: когда двигатель не работает и якорь генератора не вращается, напряжение на его щетках будет равно нулю. Но, как только двигатель начинает работать, на щетках появляется напряжение. Чем больше оборотов будет давать двигатель, тем больше будет и напряжение на щетках генератора. Так как генератор и батарея соединены между собой, ток от генератора может попасть в батарею, а ток с батареи – в генератор. Когда ток поступает от генератора в аккумулятор, он заряжает его. Это хорошо. Но когда ток пойдет из аккумулятора в генератор – это уже плохо. Обмотка генератора станет сильно нагреваться и даже может сгореть, а аккумулятор разрядится. Это может произойти тогда, когда двигатель совершенно не работает или работает на малых оборотах. Напряжение тока батареи в это время больше напряжения генератора. Для того чтобы не дать возможности току от батареи попасть в генератор, надо разъединить их. Эту работу выполняет особый прибор – реле обратного тока. Тогда же, когда напряжение генератора будет больше напряжения батареи, реле замыкает цепь и соединяет генератор с батареей. Ток начинает поступать в батарею и заряжать ее.
Реле обратного тока состоит из металлического ярма, укрепленного на пластинке, сердечника, неподвижного контакта, укрепленного на стойке, и якорька с подвижным контактом. На сердечнике реле намотано две обмотки: тонкая – параллельная и толстая – последовательная. Один конец тонкой обмотки соединен с массой, а другой конец ее припаян к ярму вместе с толстой обмоткой. Другой конец толстой обмотки через провода соединен с генератором.
Когда генератор дает небольшое число оборотов (не больше 1250 об/мин), то напряжение батареи меньше, чем напряжение генератора. Генератор в это время выключен из цепи батареи. Делается это при помощи пружинки, которая все время стремится держать контакты в разомкнутом состоянии. Но вот генератор начинает увеличивать число оборотов. Ток, выработанный им, попадает в тонкую обмотку реле. Проходя по обмотке, ток намагничивает сердечник. Сердечник притягивает к себе якорь, и контакты замыкаются. В этом случае ток от генератора станет поступать в батарею, заряжая ее. Когда же число оборотов якоря упадет и напряжение в генераторе сделается меньшим, чем напряжение батареи, а контакты еще не будут разомкнуты, ток от батареи моментально устремится в генератор. Он начнет проходить по толстой обмотке реле. Направление этого тока будет обратным. Магнитное поле сердечника исчезает. Пружинка оттянет якорь вверх и разомкнет контакты, отъединив батарею от генератора. Так работает реле обратного тока.
Забота о постоянном напряжении
Все приборы электрического хозяйства мотоцикла и мотороллера рассчитаны на работу с током определенного напряжения – 6–7 вольт. Правда, незначительное отклонение допустимо и не отразится заметно на их работе. Но эти отклонения надо держать в определенных пределах.
Заряженная батарея аккумулятора всегда имеет почти одинаковое напряжение. Отклонения, получаемые при разрядке и зарядке батареи, здесь невелики. Напряжение в генераторе зависит от числа оборотов якоря и силы магнитного поля, а эти величины при работе генератора все время меняются. Когда якорь увеличивает число оборотов, его обмотки начинают чаще пересекать магнитное поле, а это увеличивает напряжение вырабатываемого тока. С увеличением числа оборотов якоря больше тока поступает и в обмотку возбуждения генератора: магнитное поле обмотки возбуждения становится более сильным, растет сила магнитного поля, повышается напряжение вырабатываемого тока. Число оборотов вала двигателя может изменяться в очень больших пределах – до 4–5 тысяч в минуту. Значит, число оборотов якоря также может меняться в больших пределах. В этом случае напряжение тока может достигнуть такого предела, что батарея аккумуляторов перезарядится, а провода и предохранители сгорят. Этого допускать нельзя. Значит, надо управлять работой генератора – регулировать напряжение тока. Сохранить постоянное число оборотов якоря невозможно, так как якорь связан с коленчатым валом. Остается другой выход: при увеличении числа оборотов двигателя уменьшить силу магнитного поля. Для этой цели генераторы снабжаются регулятором напряжения (рис. 50).
Рис. 50. Схема регулятора напряжения.
Регулятор состоит из якоря, снабженного подвижным контактом, неподвижного контакта, сердечника с обмоткой и добавочного сопротивления. Когда генератор дает сравнительно небольшое число оборотов и напряжение находится в допустимых пределах, ток через замкнутые контакты поступает в обмотку возбуждения. Это ток создает магнитное поле генератора. Одновременно ток идет в обмотку сердечника регулятора напряжения и намагничивает его. Когда напряжение не превышает предела, сила магнитного поля сердечника относительно слаба и не может разомкнуть контакты. Если же обороты якоря увеличиваются, напряжение тока возрастает, увеличивается и количество тока, поступающего в обмотку регулятора. Сердечник притягивает к себе якорь, и контакты размыкаются. Для тока останется только один путь – через добавочное сопротивление. Это сопротивление представляет собой проволоку, сделанную из металла, плохо проводящего электричество. Когда ток проходит через это сопротивление, он теряет свою силу и, попав в обмотку возбуждения, создает там слабое магнитное поле. Хотя якорь генератора будет давать большое число оборотов, напряжение тока не поднимется. Это и понятно – ведь теперь витки якоря будут пересекать ослабевшее магнитное поле. Число оборотов генератора уменьшается. Уменьшается и напряжение вырабатываемого тока, а следовательно, и сила магнитного поля сердечника. Сердечник не может теперь удержать якорь, который под действием пружинки уходит от сердечника. Контакты снова замыкаются. Магнитное поле генератора увеличивается, и он снова начинает вырабатывать ток большого напряжения. Этот процесс повторяется беспрерывно, и напряжение тока остается примерно на одном уровне. Вы познакомились с действием упрощенного регулятора напряжения. Действительные же регуляторы имеют несколько обмоток, которые делают его работу еще более четкой.
