Система освещения от подвесного мотора

Мы уже сообщали о разработке схемы освещения на подвесных моторах (без дополнительных катушек) сотрудниками УЗМД А. Бариновым и Ю. Беловым (авторское свидетельство № 172159). Схема эта неоднократно проверена в практических условиях и может быть рекомендована к применению. Более того, она может быть использована и для зарядки малых аккумуляторов, обеспечивающих стояночное освещение в то время, когда мотор не работает (при маховиках с мощной магнитной системой, которые применяются, например, в моторах «Ветерок»).

В помещенной ниже статье одного из авторов изобретения произведены краткий разбор и анализ работы различных схем освещения и даны практические рекомендации по применению их для подвесных моторов «Ветерок», «Москва» и «Стрела».

Следует отметить, что детальное исследование различных схем и разработка рекомендаций по использованию первичной обмотки трансформатора магнето в качестве источника освещения были проведены в отделе систем зажигания Всесоюзного научно-исследовательского и экспериментального института автомобильного электрооборудования (г. Москва); результаты этой работы также использованы в данной статье.

---

Согласно «Правилам расхождения на внутренних водных путях СССР» все суда с мощностью силовой установки до 25 л. с. в темное время суток на ходу должны нести огонь круговой видимости. Как же оборудовать подвесной мотор системой освещения?

Известно, что размещение дополнительной катушки, питающей систему освещения, в магнето «МЛ-10» («Москва», «Зетерок») связано с коренной переделкой магнето. Впрочем, нужна ли дополнительная катушка? Нельзя ли воспользоваться катушками зажигания? Есть ли неиспользованные резервы в системе зажигания двигателя? Эти и подобные им вопросы мы задавали себе, когда приступили к разработке системы освещения мотора «Ветерок».

Задача перед нами стояла следующая: создать на моторе систему освещения для питания ходового огня. Проследим ход решения этой задачи. Вкратце остановимся и на тех вариантах, которые были в конце концов отвергнуты по тем или иным причинам.


1. Можно ли использовать систему освещения дорожного велосипеда — «велодинамку»? Нельзя, так как рабочие обороты велодинамо не соответствуют оборотам двигателя.

2. Можно ли использовать магнитное поле маховика, которое находится вне маховика? Попытка практически осуществить эту идею привела к тому, что нам пришлось изготовить огромный сердечник и намотать такую катушку, которая оказалась больше и тяжелее силового трансформатора телевизора «Рекорд».

3. Вмонтировать катушку освещения в панель не удалось, так как конструкция магнето этого не позволяет.

Отвергнув эти пути, мы принялись за катушку зажигания, пытаясь использовать для получения тока освещения часть электромагнитной энергии, запасаемой в ней.

Катушка зажигания, как известно, имеет две обмотки: высоковольтную и низковольтную. Высоковольтная обмотка нас не интересует, как не интересует и система освещения с рабочим напряжением тысячи вольт. Теперь посмотрим, что происходит в первичной низковольтной обмотке катушки зажигания маховичного магнето «МЛ-10»?

Замкнем контакты прерывателя и при помощи осциллографа проследим характер изменения тока в первичной обмотке одной катушки зажигания (рис. 1, а). При нормально работающих контактах прерывателя осциллограмма будет такой, как показано на рис. 1,6. При работе двух катушек количество импульсов удвоится (рис. 1, в).

Из осциллограмм следует, что полный ток в первичной обмотке катушки зажигания имеет три импульса тока одного направления (1, 3 и 5) и два импульса другого направления (2 и 4). Наибольшего значения ток достигает в третьем импульсе (3). Разрыв контактов прерывателя происходит в точке С, соответствующей наибольшему значению тока в цепи, поэтому все импульсы тока после разрыва цепи контактами прерывателя исчезают.


Пробой искрового промежутка свечи происходит в момент разрыва контактов прерывателя. Следовательно, для системы зажигания используется именно третий, самый мощный импульс тока; остальные импульсы в системе зажигания применения не находят и являются побочным явлением, поглощающим, однако, часть энергии.

Если мы сможем отделить бесполезно затрачиваемые импульсы тока от полезного импульса тока зажигания, удастся использовать их на нужды системы освещения. Отделение второго и четвертого импульсов можно произвести при помощи полупроводниковых диодов, а для отделения первого и пятого импульсов потребуется очень сложная схема, затраты на которую не окупятся результатами. Импульсы два и четыре назовем током освещения, а импульс три (и вместе с ним импульсы один, пять) — током зажигания, который мы не имеем права «трогать».

Разница между вторым и четвертым импульсами тока освещения заключается в том, что второй импульс существует в течение всего времени работы магнето и обычно затрачивается на бесполезный нагрев обмотки, а четвертый — при нормальной работе магнето отсутствует, так как цепь первичной обмотки разомкнута контактами прерывателя. Таким образом, нужно для использования второго импульса отфильтровать его от тока зажигания, а для использования четвертого — шунтировать цепью освещения контакты прерывателя на время протекания этого импульса. Это те два принципа, по которым можно составить схему системы освещения. Используя их, составим несколько возможных вариантов схем системы освещения для одной катушки. Рассмотрим работу схем, приведенных на рис. 2.

Вариант 1. Ток зажигания проходит через диод D₁ на массу, а ток освещения (импульс два) идет через лампу L. В момент протекания импульса четыре цепь разомкнута.


Вариант 2. До момента разрыва контактов прерывателя Р все импульсы тока идут через прерыватель, минуя лампу L, так как D₂ работает в запорном направлении. После разрыва контактов прерывателя последний остается шунтированным системой освещения и обеспечивает протекание четвертого импульса тока освещения.

Вариант 3. Диод D₁ пропускает ток зажигания через прерыватель Р, а диод D₂ препятствует прохождению тока зажигания через систему освещения и пропускает ток освещения. В этой схеме использованы оба импульса тока освещения.

Проанализируем эти схемы. В схеме 1 последовательно в цепь первичной обмотки включен диод, имеющий небольшое сопротивление при прямой проводимости; поэтому он в некоторой мере влияет на величину тока, уменьшая его. Допустимо ли это уменьшение тока с точки зрения нормальной работы мотора? Как показали испытания, такое включение диода увеличивает обороты бесперебойного искрообразования на 50 об/мин, что практически не ощущается при эксплуатации мотора. В схеме 1 при выходе из строя любого из элементов системы освещения система зажигания остается работоспособной.

В схеме варианта 2 система освещения абсолютно не влияет на систему зажигания при нормальной работе, но при выходе из строя диода прерыватель оказывается шунтированным системой освещения, и искра пропадает. Следовательно, надежность этой схемы зависит от надежности диода.

Схема 3 имеет недостатки обеих предыдущих схем, но обеспечивает получение вдвое большей мощности для лампочек освещения.

При составлении схемы системы освещения от двух катушек одновременно необходимо сохранить разобщенность систем зажигания обоих цилиндров. Три варианта таких схем (4, 5 и 6) приведены на рис. 3.

Таким образом, всего мы имеем шесть вариантов. Проанализируем каждый из них с точки зрения стоимости деталей и получаемой мощности.


Экспериментально установлено, что использование одного (любого) импульса тока освещения одной катушки обеспечивает мощность в цепи освещения около 3 вт при напряжении 12 в. Отсюда мощность систем освещения по схе-мам 1, 2, 3, 4, 5, 6 соответственно будет около 3, 3, 6, 6, 6, 12 вт при напряжении 12 в.

Дальность видимости источника освещения в 1 свечу около 4 км (при хорошей видимости). Следовательно, источник света в 6 свечей будет с запасом удовлетворять требованиям «Правил плавания» даже в условиях плохой видимости.

Испытания показали, что диод D₁ должен быть рассчитан на ток 5 а, а D₂ — на 0,3÷0,45 а. Обратное пробивное напряжение обоих диодов должно находиться в пределах 300—350 в. Действительно, если напряжение во вторичной обмотке достигает 20000 в, а коэффициент трансформации катушки 61, то в первичной обмотке максимальное напряжение будет 20000:61 = 330 в.

Наиболее легкоосуществимы варианты 2 и 5, в которых можно применять маломощные диоды типа Д7Ж (цена диода 50 коп.). Остановимся на схеме 5 с диодами марки Д7Ж. Эта схема обеспечивает нормальный накал лампочки в 12 в и 6 свечей от магнето мотора «Ветерок».

Таким образом получилась простая и надежная система освещения. Для ее осуществления необходимо сделать два вывода от прерывателей панели магнето и подключить их через диоды к лампе освещения.

Конструктивно систему освещения можно оформить двумя способами: поместить диоды в специальную вилку, подключаемую вместе с лампой к штепсельным гнездам, смонтированным на поддоне мотора, или же смонтировать колодку с диодами в удобном месте под кожухом мотора, а к гнездам подсоединять только лампочку. В опытной серии «Ветерков», прошедшей длительные испытания, применялся первый способ, вполне себя оправдавший. Следует отметить, что данные диоды обладают большой надежностью в работе и случаев их замыкания ни разу не наблюдалось.

В заключение следует сказать, что на моторе «Стрела» можно осуществить систему освещения по варианту 2, а на моторе «Москва»—по варианту 4. Для этих двух схем подойдут диоды Д7Ж или Д204. Лампочку для системы освещения мотора «Стрела» надо брать 3-свечовую на 12 в, а для «Москвы», имеющей более слабое постоянное магнитное поле маховика, 1-свечовую на 6 в. Выводы для системы освещения берутся так же, как у «Ветерка», от верхних клемм конденсаторов.

Направление включения диодов в схеме подбирается практически: если диод включен неправильно, пропадает искра в системе зажигания.