Текст книги "Книга юного мотоциклиста"
Автор книги: Иван Серяков
сообщить о нарушении
Текущая страница: 7 (всего у книги 11 страниц)
Реле-регулятор
Реле обратного тока и регулятор делаются в одном корпусе. Реле-регулятор РР-31 устанавливается на мотоциклах М-72 (рис. 51).
Рис. 51. Реле-регулятор.
В его корпусе установлено реле обратного тока. О его устройстве и работе мы рассказали выше. В нижней части помещен регулятор напряжения, у которого есть сердечник. Сердечник имеет не одну, а несколько обмоток. Обмотки повышают его чувствительность и четкость работы. Под сердечником с обмотками расположены якорь и контакты. В этом реле имеется два сопротивления – угольное и металлическое.
Реле-регулятор на мотоцикле М-1-М не устанавливается. Как же здесь обстоит дело с регулированием напряжения? Эту работу выполняет выпрямитель. Он не только превращает переменный ток в постоянный, но и защищает батарею, т. е. выполняет обязанности реле обратного тока. Он пропускает ток определенной величины и только в одном направлении. Поэтому здесь исключена возможность попадания тока из батареи в генератор. Вот почему на этом мотоцикле нет реле обратного тока и регулятора напряжения.
Как видите, генератор обслуживается целой группой приборов. Генератор и батарея аккумуляторов дают ток низкого напряжения. Напряжения этого вполне достаточно для того, чтобы нормально работали приборы освещения и сигнализации. Но его совершенно недостаточно для того, чтобы получить искру, необходимую для воспламенения горючей смеси.
Молнии в цилиндре
Мы уже знаем, что сжатая в цилиндре горючая смесь воспламеняется электрической искрой. Но не всякая искра может воспламенить смесь. Только искра, получаемая от тока высокого напряжения, может справиться с этой задачей. Получением искры, необходимой для воспламенения горючей смеси, ведает целый ряд приборов, которые образуют систему зажигания.
В цилиндре двигателя в течение только одной минуты происходит 2000–3000 вспышек, подобных грому и молнии. Искра в цилиндре двигателя обладает большой энергией – напряжение достигает 20 000 вольт. Искра обладает большой тепловой энергией и способна быстро воспламенить смесь.
Свеча зажигания – прибор, в котором появляется искра, состоит из стального корпуса с резьбой на наружной части (рис. 52).
Рис. 52. Свеча зажигания.
При помощи резьбы свеча ввертывается в головку цилиндра. В нижней части корпуса расположен боковой электрод. Через корпус свечи проходит изолятор. Он сделан из особой глины – уралита. Внутри изолятора проходит металлический стержень – центральный электрод. Конец этого электрода выведен к боковому электроду, так что расстояние между ними составляет 0,5–0,7 мм. К верхнему концу электрода присоединен провод высокого напряжения.
Есть свечи разборные, есть неразборные.
Свечи бывают горячие и холодные. Когда двигатель работает, то нижний конец свечи нагревается. Он может нагреться до такой степени, что горючая смесь, соприкасаясь с ним, немедленно воспламенится даже без появления искры – может произойти калильное зажигание. Однако, чтобы свеча могла нормально работать, температура ее нижней части не должна быть ниже 500 или 600°. Если температура будет 200–300°, масло, попадающее на свечу, не сгорит. На свече образуется нагар. Он быстро заполнит зазор между электродами, и свеча искры не даст. А что может произойти, если температура свечи будет, например, 800°? Отчего же зависит, что одна свеча нагревается больше, а другая меньше? Оттого, насколько она отводит теплоту. Та свеча, которая меньше отводит теплоту, всегда более горячая, чем свеча, хорошо отводящая теплоту. Способность отводить теплоту зависит от длины нижней части изолятора (юбки). Горячие свечи имеют более длинную юбку, и эти свечи чаще всего применяются на тихоходных двигателях. А вот на спортивных и гоночных мотоциклах применяются холодные свечи. У этих свечей юбка короче. Она лучше отводит теплоту.
Когда к центральному электроду подводится ток высокого напряжения, он в виде искры проскакивает в зазор между боковым и центральным электродами. Искра, пробивая зазор, выделяет большое количество теплоты, которое воспламеняет горючую смесь. Так получается воспламенение. Но для получения искры необходим ток высокого напряжения. Кроме того, искру надо подать в строго рассчитанный момент, когда будет закончено сжатие смеси.
Основные приборы
Для этой цели служит ряд приборов, образующих систему зажигания. Получить ток низкого напряжения можно при помощи батареи аккумуляторов и генератора (рис. 53).
Рис. 53. Схема батарейного зажигания.
Но ток низкого напряжения недостаточен, чтобы пробить зазор между электродами свечи. С этой задачей может справиться только ток высокого напряжения. Нужен прибор, который превратил бы ток низкого напряжения в ток высокого напряжения. Таким прибором является катушка зажигания. Но мало иметь ток высокого напряжения. Надо в нужный момент подать его к свечам. Это делает распределитель. Кроме того, в системы зажигания входят прерыватель, конденсатор, выключатель зажигания и провода.
Катушка зажигания. Катушка зажигания представляет собой железный сердечник, состоящий из отдельных листков мягкого железа, изолированных друг от друга (рис. 54).
Рис. 54. Катушка зажигания.
Если сделать сердечник из целого куска металла, он будет сильно нагреваться. Дело в том, что при работе катушки ее сердечник все время пересекается магнитным полем, и в нем образуются вихревые токи, которые нагревают сердечник. Если же сердечник сделан из тонких листков, изолированных друг от друга, вихревые токи будут иметь маленькие цепи и не вызовут большого нагревания.
На сердечнике имеется две обмотки: первичная и вторичная. Первичная обмотка состоит из 300–350 витков толстой медной проволоки и изолирована лаком. Вторичная обмотка делается из тонкой медной проволоки и также изолируется лаком. Она имеет около 15 000 витков. Первичная обмотка обычно наматывается на вторичную. Концы первичной обмотки выведены к контактам. Вторичная обмотка одним концом припаяна к первичной, а вторым выведена к центральному гнезду провода высокого напряжения. Если включить зажигание, ток от положительного полюса батареи через массу пойдет к прерывателю, а затем попадет в первичную обмотку. Пройдя первичную обмотку по проводу через выключатель зажигания, ток возвратится в батарею через отрицательный полюс.
Проходя по первичной обмотке катушки, ток создает сильное магнитное поле, которое сгущается железным сердечником. Магнитное поле пересекает витки вторичной обмотки, и в них возникает напряжение. Но для того, чтобы в проводнике мог возникнуть ток, надо пересекать его в магнитном поле все время. Для этого надо периодически размыкать первичную цепь. Можно было бы все время вручную включать и выключать зажигание – магнитное поле в катушке в этом случае то появлялось бы, то исчезало. Но практически решить такую задачу невозможно. Для этой работы в первичную цепь включен специальный механизм – прерыватель, который все время размыкает первичную цепь. В результате этого во вторичной цепи и возникает ток высокого напряжения – до 20 000 вольт.
Прерыватель. Прерыватель, установленный на мотоцикле М-1-М, состоит из кулачка, пластмассового рычажка с пружинкой и неподвижного контакта. Кулачок установлен на конце якоря генератора. Неподвижный контакт и рычажок установлены на пластинке, которая крепится к крышке генератора. На одном конце рычажка имеется контакт, который при помощи медной ленты соединен с зажимом генератора. Через зажим рычажок соединен с первичной обмоткой катушки зажигания. Неподвижный контакт крепится к основанию пластинки и таким образом соединяется с массой. В катушку зажигания ток проходит в тот момент, когда контакты замкнуты. С массы он поступает на неподвижный контакт, переходит на подвижный и дальше идет в первичную обмотку. Вращаясь, якорь генератора вращает и кулачок. Кулачок набегает на рычажок и размыкает контакты. В момент размыкания во вторичной обмотке возникает ток высокого напряжения. Чтобы прерыватель работал хорошо, между его контактами должен быть зазор 0,4–0,6 мм (рис. 55).
Рис. 55. Схема прерывателя.
Прерыватель-распределитель. У мотоциклов и мотороллеров, имеющих один цилиндр, искра поступает без особых приспособлений. Если же двигатель двухцилиндровый, искру надо посылать по очереди то в один цилиндр, то в другой. Для этой цели в системе зажигания имеется распределитель. Прерыватель, установленный на мотоцикле М-72, имеет два контакта: подвижный, укрепленный на рычажке, и неподвижный. Неподвижный контакт укреплен на диске и имеет приспособление для регулировки. Он не изолирован от массы. Подвижный контакт, укрепленный на рычажке, от массы изолирован. На переднем конце распределительного вала имеются два кулачка, которые производят размыкание контактов.
В корпусе распределителя, сделанного из пластмассы – бакелита, есть три гнездовых контакта, в которые вставляются провода: в два крайних – идущие к свечам зажигания, в средний – к катушке зажигания. Под крышкой помещен ротор. Он установлен в определенном положении на конце распределительного вала. Пружинящий контакт ротора прижимается к центральному контакту крышки распределителя, а пластинчатый контакт при вращении ротора прикасается к двум другим контактам, соединенным со свечами.
Как работает прерыватель-распределитель (рис. 56)?
Рис. 56. Прерыватель-распределитель.
Когда вращается распределительный вал, кулачки его размыкают контакт прерывателя. В катушке зажигания возникает ток высокого напряжения. Ток высокого напряжения от катушки зажигания по проводу поступает к центральному гнездовому контакту крышки распределителя, а оттуда на пружинный контакт ротора. Вместе с распределительным валом вращается и ротор. Вращающийся ротор подходит к внутренним контактам и соприкасается с ними – и, следовательно, ток пойдет к свечам. Само собой разумеется, что момент размыкания контактов должен быть строго согласован с моментом, когда пластинчатый контакт ротора подходит к внутренним контактам крышки распределителя. Надо чтобы пластинчатый контакт подошел бы к внутреннему контакту крышки распределителя в момент размыкания контактов прерывателя. Только в этом случае ток попадет в свечу зажигания и она даст искру.
Токи в ловушке
Когда цепь первичной обмотки замкнута, вокруг ее витков образуется магнитное поле, подобно тому, как образуются круги при падении камня в воду. Когда же первичная цепь разомкнута, магнитное поле исчезает. Значит, витки пересекаются как при замыкании первичной цепи, так и при ее размыкании. В витках возникает ток. Таким образом, в первичной обмотке катушки, кроме тока, проходящего по ней от батареи аккумуляторов и генератора, возникает еще и другой ток, дополнительный. Этот ток назвали током самоиндукции, или экстратоком. Он имеет напряжение, достигающее 500 вольт. Когда цепь замкнута, ток самоиндукции идет навстречу основному току, проходящему по первичной цепи, пытается уничтожить возникающее магнитное поле и, в конце концов, ослабляет его. При размыкании цепи ток самоиндукции, наоборот, замедляет исчезновение магнитного поля. Токи самоиндукции всегда действуют наперекор: когда надо, чтобы магнитное поле быстро исчезло, они замедляют его исчезновение, а когда надо, чтобы оно быстро возникло, – тормозят. Кроме того, при размыкании цепи напряжение этих токов настолько увеличивается, что они проскакивают между контактами прерывателя. От этого контакты окисляются, обгорают. Следовательно, токи самоиндукции вредны. Для борьбы с ними применяется особый прибор – конденсатор (рис. 57).
Рис. 57. Конденсатор.
Он состоит из двух металлических лент, между которыми положена изолирующая бумажная лента, пропитанная парафином. Ленты свернуты в трубочку и помещены в цилиндрический футляр. Конденсатор включен в цепь параллельно. Одна лента присоединена на массу, а другая – к основанию подвижного контакта, изолированного от массы. Когда первичная цепь размыкается и возникают токи самоиндукции, они устремляются в конденсатор и заряжают одну металлическую ленту. Моментально на другой ленте образуется противоположный заряд. Но они не могут соединиться друг с другом, так как им мешает изоляционная лента. Ток как бы попался в ловушку. Когда же контакты прерывателя замыкаются, токи самоиндукции уходят в первичную цепь. Таким образом, конденсатор все время то заряжается, то разряжается. Конденсатор, таким образом, предохраняет контакты прерывателя от обгорания. Он способствует повышению напряжения во вторичной обмотке. Не будет конденсатора – не будет работать и двигатель.
Когда надо воспламенять горючую смесь
Чтобы двигатель мог дать самую большую мощность, на которую он способен, надо чтобы смесь сгорела полностью и быстро. Это зависит от многих причин, и в первую очередь от момента появления искры на электродах свечи. Представьте себе, что искра на электродах свечи появилась тогда, когда поршень достиг в. м. т. В это время сжатие смеси уже закончилось. Коленчатый вал вращается очень быстро, с большой скоростью в цилиндре перемещается и поршень. С того момента, когда в цилиндре появится искра, и до того момента, когда смесь успеет полностью сгореть, пройдет некоторое время. За это время поршень успеет отойти от верхней мертвой точки на некоторое расстояние. Значит, газы будут давить на поршень с меньшей силой, и двигатель не разовьет полной мощности. Много теплоты будет передаваться стенкам, вместо того чтобы превращаться в полезную работу. Мощность двигателя упадет, двигатель перегреется.
Если искра появляется тогда, когда поршень только что пришел в верхнюю мертвую точку или прошел ее, то говорят, что двигатель имеет позднее зажигание. При нормальной эксплуатации машин позднего зажигания следует избегать. Но искра может появиться и слишком рано: горение будет протекать, когда сжатие еще не закончено. В этом случае говорят, что двигатель имеет раннее зажигание. Раннее зажигание тоже плохо отражается на работе двигателя. Поршень идет вверх, а горящая смесь оказывает на него давление; от этого детали двигателя изнашиваются быстрее, в нем появляются стуки. Кроме того, горение происходит в большом объеме и, естественно, вызывает перегрев двигателя.
Для правильной работы двигателя надо давать искру с некоторым опережением. В тот момент, когда поршень придет в верхнюю мертвую точку, должна быть самая бурная стадия горения. Основное горение смеси должно происходить в объеме камеры сгорания. Когда же поршень начнет двигаться к нижней мертвой точке, смесь должна заканчивать горение. При таком зажигании двигатель будет работать экономично, не будет перегреваться и даст полную мощность.
Коленчатый вал двигателя во время работы может давать и 600 и 5000 оборотов. Когда двигатель делает небольшое число оборотов, то для сгорания смеси времени будет больше, чем при работе на больших оборотах. Естественно, что в этом случае надо изменять и опережение зажигания. Величину опережения зажигания устанавливают на заводе, выпускающем мотоциклы. Это опережение постоянно, оно не меняется в зависимости от изменения числа оборотов коленчатого вала. Но у некоторых мотоциклов, например у М-72, есть приспособления, которые позволяют изменить опережение зажигания. На левой стороне руля помещен рычаг опережения зажигания. Рычаг может ходить вдоль шкалы, на которой написано «раннее» и «позднее». В зависимости от того, как нужно изменить зажигание, водитель передвигает рычажок в ту или иную сторону.
Нельзя ли избавиться от аккумулятора
Приходилось ли вам наблюдать, как два приятеля-мотоциклиста старательно толкают мотоцикл по дороге. Они пытаются сообщить ему скорость как можно большую. Что они делают? Они хотят пустить двигатель мотоцикла, у которого разрядился аккумулятор и который можно пустить только на ходу, когда генератор дает ток. Такие происшествия с аккумуляторами нет-нет да и случаются.
Как избавиться от этой неприятности?
По-видимому, надо иметь такой мотоцикл, который не нуждался бы в аккумуляторе.
На некоторых мотоциклах, главным образом спортивных, устанавливают магнето. Это машина, вырабатывающая электрический ток низкого напряжения и превращающая его в ток высокого напряжения. Зажигание работает безотказно. Но беда в том, что магнето не может давать ток для освещения и сигнала. Магнето не может заменить аккумулятора. От аккумулятора избавиться можно, но для этого надо получить переменный ток.
На мотоцикле М-1-М устанавливаются и генератор переменного тока и аккумулятор. Как же так! Ведь мы говорили, что аккумулятор нельзя заряжать переменным током. Да, действительно, переменным током аккумулятор зарядить нельзя. Но зато переменный ток можно превратить в постоянный (как говорят, выпрямить), а уже постоянным и заряжать аккумулятор.
Для этого на генераторе устанавливается выпрямитель, он расположен в корпусе фары. При такой системе электрооборудования применен генератор Г-37 (рис. 58).
Рис. 58. Генератор переменного тока Г-37.
Генератор состоит из двух основных частей: подвижной – вращающийся ротор и неподвижной – статор. Ротор сделан из специального сплава и имеет восемь полюсов– наконечников из мягкой стали. Ротор вращается вместе с коленчатым валом. Статор сделан из стали и имеет форму цилиндра. На внутренней части расположены восемь катушек, соединенных между собою в две цепи. Одна из этих цепей предназначена для получения тока для зажигания, а другая – для освещения и зарядки аккумулятора. Каждая цепь имеет по четыре катушки.
Магнитное поле ротора при вращении пересекает магнитное поле катушек. В обмотках катушки появляется переменный ток.
Надо сказать, что приборы электрооборудования могут иметь три рабочих режима.
Питание ламп фары и заднего фонаря происходит от генератора переменным током.
На большой скорости происходит зарядка аккумулятора, но предварительно та часть тока, которая идет на зарядку аккумулятора, проходит через выпрямитель.
Днем фарам делать нечего – лампы их не горят, потребителей тока становится меньше, генератор работает только на зарядку аккумулятора да иногда дает ток для сигнала.
А не может ли в это время перезарядиться аккумулятор? Ведь в этой системе реле-регулятора нет. Перезарядки не произойдет. Система электрооборудования снабжена специальным приспособлением, регулирующим зарядную силу тока – дросселем. Он ограничивает зарядный ток.
Как видите, эта система электрического хозяйства значительно проще, чем у мотоциклов с батарейным зажиганием. В ней нет ни щеток, ни коллектора, ни сложного реле-регулятора. Но все же аккумулятор в ней есть.
Это переходная ступень. На некоторых новейших марках мотоциклов аккумуляторы совершенно не применяются. Нет его на мотоцикле К-55. Этот мотоцикл снабжен, генератором переменного тока Г-38.
Генератор Г-38 по своему устройству похож на генератор Г-37. Он также состоит из ротора и статора, Статор также имеет восемь катушек. Только здесь три катушки служат для питания цепи зажигания, а пять катушек дают ток для освещения и сигнала.
Чтобы зажигание было более надежным, мотоцикл снабжен специальной катушкой зажигания Б-50, которая превращает ток низкого напряжения в ток высокого напряжения. Для получения тока, необходимого для зажигания, на корпусе генератора установлен прерыватель. При вращении ротора контакты прерывателя то замыкают, то размыкают цепь зажигания.
Огни фар
Давно-давно в Египте, там, где Нил впадает в Средиземное море, недалеко от города Александрии, на небольшом острове Фаросе стояла высокая каменная башня. На самом верху ее, как только наступала ночь, ярким светом загорался огонь. Это был знаменитый Фаросский маяк. Огонь его светил на много десятков километров застигнутым в открытом море судам. Увидев Фаросский маяк, моряки уверенно двигались в порт, где находили себе приют.
Сотни лет стоял этот маяк, много кораблей он спас от неминуемой гибели. Слава о нем разнеслась по всем портам Европы, Африки, Азии, Америки. Но время разрушило его, потом о нем совсем забыли, но слово «фаросс» стало нарицательным. Этим словом стали называть вообще источники света. Когда на автомобилях и мотоциклах стали устанавливать светильники, их назвали фарами. Фары мотоцикла М-72 имеют железный корпус, внутри которого вставлен отражатель света (рис. 59).
Рис. 59. Фара.
Отражатель, или, как его еще называют, рефлектор, сделан из металла и имеет вогнутую форму. Внутренняя поверхность хорошо отполирована и покрыта тонким слоем хрома или серебра. Хромированный отражатель блестит, точно зеркало. Фара имеет стекло. С внутренней стороны оно ребристое. Стекло предохраняет рефлектор от попадания грязи, пыли, воды. Кроме того, стекло рассеивает свет, отражающийся от рефлектора. В результате этого свет фар становится равномерным, мягким. В отражателе установлено два патрона для небольших электрических лампочек. Одна лампочка, по размерам и мощности приблизительно, как в карманном фонарике, предназначена для освещения на стоянках и при езде по хорошо освещенным улицам. Другая же лампочка, большего размера, предназначена для освещения дороги. В лампочке, предназначенной для освещения дороги, есть две нити накаливания. Обе они расположены по-разному. Одна помещена в фокусе отражателя, и поэтому лучи уходят далеко параллельно дороге. Эта нить дает дальний свет. Другая нить расположена не в фокусе. Световой поток от нее падает недалеко от мотоцикла, освещая только ближний участок дороги. Это ближний свет. Им пользуются, когда навстречу идет какой-нибудь транспорт или когда надо осветить дорогу вблизи мотоцикла.
Можно ли изменить освещение на ходу? Да, для этого сделаны два переключателя. Если повернуть рычажок одного из них, расположенного на корпусе фары, свет с большого изменится на малый или выключится совсем. Надо только повернуть рычажок в определенное положение. Другой переключатель находится на руле. Он тоже служит для переключения света, но пользоваться им удобно во время движения, не снимая рук с руля.
Иногда в электрохозяйстве мотоцикла может произойти короткое замыкание. Сила тока в цепи сильно возрастает, а это грозит проводам. Чтобы не случилось повреждений, в цепь освещения ставят плавкий предохранитель. Когда величина тока превысит допустимый предел, предохранитель плавится, – цепь размыкается.
На фаре можно видеть маленький красный глазок. Это контрольная лампочка, сигнализирующая о правильной работе электрооборудования. В корпус фары этого мотоцикла вмонтирован также спидометр, который освещается отдельной лампочкой.
