Motocyklowa instalacja elektryczna składa się z obwodów niskiego napięcia i obwodów wysokiego napięcia należących do opisanej już instalacji zapłonowej. Wyjątek stanowią motocykle napędzane silnikami diesla, które nie posiadają instalacji zapłonowej oraz niektóre motocykle wyczynowe nieposiadające instalacji niskiego napięcia (wyposażone jedynie w zapłon iskrownikowy). W skład instalacji niskiego napięcia wchodzą dwa źródła prądu: akumulator i generator prądu (prądnica lub alternator). Zasilają one odbiorniki będące składową instalacji oświetleniowej oraz sygnał dźwiękowy, rozrusznik i odbiorniki wyposażenia dodatkowego, a w przypadku zapłonu bateryjnego także niskonapięciową część instalacji zapłonowej.

Akumulator motocyklowy dostarcza prąd do odbiorników, gdy silnik nie pracuje lub pracuje na tak niskich obrotach, że na wyjściu generatora napięcie jest zbyt niskie. Generator dostarcza prąd do odbiorników i ładuje akumulator przy wyższych obrotach silnika (w trakcie jazdy). Większość współczesnych motocykli posiada instalację elektryczną o napięciu $12 \mathrm{V}$, starsze motocykle wyposażone były w instalację o napięciu $6 \mathrm{V}$.

Akumulatory

Akumulator jest zasobnikiem energii elektrycznej w instalacji motocykla. Większość motocykli wyposażono w akumulatory kwasowe, w których elektrolitem jest wodny roztwór kwasu siarkowego. Sporadycznie występują akumulatory zasadowe lub innych typów. Akumulatory zasadowe charakteryzują się dużą trwałością, odpornością na silne prądy ładowania i wyładowania oraz niezawodnością działania. Elektrolitem jest tam wodny roztwór wodorotlenku potasu.

Akumulatory żelowe, czyli takie, w których elektrolit nie jest cieczą, ale półpłynnym żelem, charakteryzują się tym, że niekoniecznie muszą pracować w pozycji pionowej. Niema obawy, że elektrolit wyleje się przez odpowietrzenie i dlatego akumulatory tego typu mogą być montowane w każdej pozycji, oprócz pozycji odwróconej.

Większość akumulatorów spotykanych w motocyklach współpracuje z instalacjami o napięciu $12 \mathrm{V}$. Pojemność akumulatora wyrażana w amperogodzinach, zależna jest od mocy odbiorników, a głównie od mocy rozrusznika zainstalowanego w motocyklu. Akumulator kwasowy o napięciu $12 \mathrm{V}$ posiada sześć ogniw po $2 \mathrm{V}$ – połączonych szeregowo. W motocyklowych instalacjach elektrycznych bez elektrycznego rozrusznika wystarczający jest niewielki gabarytowo akumulator o pojemności około $3-5\mathrm{Ah}$, instalacje wyposażone w rozruszniki elektryczne wymagają akumulatora o pojemności około $10\mathrm{Ah}$. Instalacje $6 \mathrm{V}$ wymagają akumulatorów o dwukrotnie większej pojemności, aby uzyskać z nich zbliżone moce.

Akumulator magazynuje nadmiar energii elektrycznej wytworzonej przez generator prądu (prądnicę lub alternator). Energia elektryczna pobierana jest z akumulatora, gdy silnik nie pracuje, a włączone są odbiorniki prądu w instalacji elektrycznej pojazdu, gdy generator nie wytwarza jeszcze odpowiednio wysokiego napięcia (zdarza się to, na wolnych obrotach silnika) oraz gdy chwilowe zapotrzebowanie na energię elektryczną przewyższa możliwości generatora. Przy sprawnym generatorze prądu i pracującym silniku akumulator jest ładowany.

Rozładowanie sprawnego akumulatora może nastąpić w wyniku zwarcia w instalacji elektrycznej lub zaniku ładowania. Rozładowanie sprawnego akumulatora może nastąpić także z winy użytkownika, gdy pozostawi on włączony jakiś odbiornik prądu (np. alarm lub światła) lub podczas prób uruchomienia uparcie niedającego się odpalić pojazdu, długotrwale korzysta z rozrusznika elektrycznego. Normalnym zjawiskiem jest szybkie samorozładowanie akumulatora starego i zużytego, w którym pojemność została już mocno ograniczona, a wykruszony materiał płyt zaczyna zagrażać wewnętrznym zwarciem. Proces samorozładowania zachodzi bardzo powoli, także w akumulatorach zupełnie sprawnych, lecz nieeksploatowanych. Akumulator jednośladu pozostawionego na zimowy postój powinien zostać wymontowany i doładowywany okresowo. Nie rzadziej niż raz na trzy miesiące.

Podczas procesu ładowania akumulatora energia elektryczna zostaje zamieniona w energię chemiczną, magazynowaną w akumulatorze. Proces wyładowania polega na ponownym przekształcaniu energii chemicznej w elektryczną.

Podstawowymi parametrami, które należy uwzględnić przy doborze akumulatora do motocykla są:

• gabaryty obudowy akumulatora,

• biegunowość (umieszczenie zacisku plusowego i minusowego względem obudowy),

• umieszczenie odpowietrzenia (tylko w akumulatorach klasycznych),

• napięcie znamionowe wyrażone w woltach,

• pojemność wyrażona w amperogodzinach,

• maksymalny prąd rozruchowy wyrażony w amperach.

Stan naładowania tradycyjnego akumulatora kwasowego najłatwiej sprawdzić za pomocą areometru. Eksploatacyjna gęstość elektrolitu w akumulatorach kwasowych to $1,28 \frac{\mathrm{kg}}{\mathrm{l}}$, mierzona przy temperaturze $25°\mathrm{C}$. Pomiar napięcia jałowego (bez podłączonych odbiorników) dwunastowoltowego akumulatora kwasowego powinien wykazywać nie mniej niż $12,5 \mathrm{V}$. Akumulator o napięciu jałowym niższym od 12,5V lub o gęstości elektrolitu mniejszej od $1,24 \frac{\mathrm{kg}}{\mathrm{l}}$ należy poddać procesowi ładowania. W przypadku akumulatorów bezobsługowych nie ma możliwości pomiaru gęstości elektrolitu, dlatego trzeba się zdać na odczyt wskazań ładowarek automatycznych. Najbardziej miarodajny dla obu typów akumulatorów jest pomiar napięcia pod obciążeniem. Używamy do tego celu specjalnego woltomierza z rezystorem bocznikowym, a jeżeli nie dysponujemy takim miernikiem, stosujemy zwykły woltomierz. Pomiaru dokonujemy przy zamontowanym akumulatorze i włączonych światłach drogowych. Przy włączonych światłach drogowych napięcie na zaciskach akumulatora nie powinno spaść poniżej $11-11,5 \mathrm{V}$.

Rozruszniki

Najstarsze modele motocykli uruchamiane były na pych lub za pomocą pedałów. Mechaniczne rozruszniki, ręczne i nożne, zaczęły pojawiać się powszechnie w drugim dziesięcioleciu XX wieku. Wkrótce wszystkie motocykle wyposażano w rozruszniki nożne. Typowy rozrusznik nożny podczas rozruchu obraca wałek skrzyni biegów lub koszyk sprzęgłowy za pośrednictwem sprzęgła jednokierunkowego, umożliwiającego rozłączenie napędu rozrusznika nożnego w chwili uruchomienia silnika. Wałek rozrusznika nożnego może być zakończony mechanizmem zapadkowym (Junak), połączony z segmentem zębatym, zazębiającym się z kołem zębatym sprzęgła jednokierunkowego (WSK), lub połączony z innym typem sprzęgła jednokierunkowego. Motocykle wyposażane w rozruszniki elektryczne jeszcze w latach siedemdziesiątych i na początku lat osiemdziesiątych, posiadały rozruszniki nożne pozostawione na wypadek głębszego rozładowania akumulatora.

becnie rozruszniki elektryczne występują niemal we wszystkich motocyklach i motorowerach, nie posiadają ich jedynie niektóre modele motocykli sportowych i wyczynowych oraz nieliczne motorowery.

Rozrusznik motocyklowy to silnik elektryczny prądu stałego, wyposażony w wirnik z komutatorem i współpracującymi z nim szczotkami. Komutator, szczotki i łożyskowanie wirnika to najszybciej zużywające się elementy rozrusznika motocyklowego. Z uwagi na niewielki maksymalny prąd rozruchowy większości akumulatorów motocyklowych, rozruszniki motocyklowe są silnikami stosunkowo małej mocy. W zależności od pojemności silnika, z którym współpracują, przekazują napęd na wał korbowy za pomocą odpowiedniej przekładni. Zastosowanie przekładni sprawia, że wirnik rozrusznika motocyklowego wiruje dość szybko, a więc zużycie szczotek, komutatora i łożysk postępuje równie szybko. Zużyty rozrusznik ma niewystarczającą moc przy wysokim zużyciu prądu. Powoduje to trudności z uruchomieniem silnika i szybkie rozładowanie akumulatora podczas prób rozruchu.

Generatory prądu

Nowsze motocykle posiadają prądnice prądu stałego. Są to prądnice bocznikowe, w których uzwojenia wzbudzenia są połączone równolegle z uzwojeniami twornika. Bocznikowe prądnice prądu stałego dzielą się na dwubiegunowe i prądnice z biegunem wysuniętym, w których drugi biegun tworzy się po przeciwnej stronie istniejącego bieguna, w samej obudowie prądnicy. Prądnice z biegunem wysuniętym spotykamy między innymi, w motocyklach M‑72 i K‑750.

Po wymontowaniu prądnicy bocznikowej z motocykla można łatwo sprawdzić, czy jest sprawna. Wystarczy zewrzeć zacisk prądowy i zacisk uzwojenia wzbudzenia, a pomiędzy masę i zwarte zaciski podłączyć prąd z akumulatora – jest to sprawdzenie prądnicy na pracę silnikową. Sprawna prądnica powinna pracować jako silnik, a kierunek obrotów wirnika powinien być taki sam jak podczas normalnej pracy. Oczywiście podczas testu musi być zachowana taka sama biegunowość prądnicy jak podczas normalnej pracy. Zmiana biegunowości spowoduje przemagnesowanie prądnicy.

Większość starszych motocykli napędzanych silnikami dwusuwowymi posiada prądnice umieszczone w osi wału korbowego. Twornik takiej prądnicy osadzony jest na czopie wału korbowego, który stanowi jego oś.

Znaczna część motocykli i motorowerów wyposażona jest w stałomagnetyczne generatory prądu przemiennego. W takich generatorach prąd wytwarzany jest w nieruchomych cewkach, częścią ruchomą jest koło magnesowe wyposażone w magnesy stałe. Niekiedy jedna z cewek nieruchomych pełni funkcję cewki zapłonowej. Na tej cewce nawinięte są dwa uzwojenia. Uzwojenie pierwotne (niskiego napięcia) połączone jest z przerywaczem, a po rozwarciu jego styków indukowane jest wysokie napięcie w uzwojeniu wtórnym, połączonym ze świecą zapłonową. Tego typu generatory występują między innymi w polskich motocyklach WSK 125 i motorowerach Romet oraz w wielu zabytkowych jednośladach.

Motocykle współczesne wyposażane są niekiedy w elektromagnetyczne generatory prądu przemiennego, zwane alternatorami. Podstawowymi zaletami tych generatorów są: mała masa w stosunku do mocy, niezawodność, niskie obroty wzbudzenia i duży zakres obrotów użytecznych. Twornikiem alternatora elektromagnetycznego są nieruchome cewki. Na wirniku umieszczonym niekiedy w osi wału korbowego znajduje się uzwojenie wzbudzenia zasilane za pośrednictwem szczotek współpracujących z pierścieniami ślizgowymi. Alternatory niektórych wielocylindrowych silników motocyklowych umieszczone są za cylindrami i jest to podyktowane dążeniem do zmniejszenia szerokości silnika oraz troską o stan łożysk wału korbowego. Praktyka wykazała, że w motocyklach posiadających wirniki alternatorów umieszczone bezpośrednio na wale korbowym silnika przyspieszonemu zużyciu ulega łożysko toczne lub ślizgowe, umieszczone na tym wale w bezpośrednim sąsiedztwie alternatora. Wynika to ze zjawiska przyciągania magnetycznego opiłków i drobin metalu znajdujących się w oleju silnikowym.

Układy regulacji ładowania

Starsze motocykle wyposażone w prądnice prądu stałego posiadały regulatory napięcia umieszczone zazwyczaj we wspólnej obudowie z wyłącznikami prądu zwrotnego. Zadaniem wyłącznika prądu zwrotnego jest umożliwienie przepływu prądu od pracującej prądnicy do akumulatora i uniemożliwienie przepływu prądu w kierunku odwrotnym w przypadku wyłączenia silnika lub spadku obrotów.

Najdokładniejszą regulację napięcia zapewniają regulatory elektroniczne, stosowane zarówno do prądnic prądu stałego, jak i alternatorów. Regulacja napięcia alternatora elektromagnetycznego odbywa się za pomocą sterowania dopływem prądu do uzwojenia wzbudzenia. Regulacja napięcia alternatora stałomagnetycznego odbywa się za pomocą zamiany nadmiaru prądu na ciepło w układzie regulatora. Dodatkowym układem występującym w instalacji elektrycznej motocykla wyposażonego w alternator jest prostownik.

Odbiorniki prądu

Rozrusznik elektryczny, będący silnikiem elektrycznym prądu stałego, jest odbiornikiem pobierającym najwięcej prądu. Na szczęście działa on chwilowo, lecz przy dłuższej pracy może doprowadzić do szybkiego rozładowania akumulatora. Obecnie obowiązujące przepisy zmuszają motocyklistów do całorocznej jazdy z włączonymi światłami mijania. Światła te, a więc żarówka reflektora przedniego i żarówka lampy tylnej pozycyjnej i oświetlenia numeru rejestracyjnego, są odbiornikami, z którymi trzeba się liczyć. Pozostałe odbiorniki prądu mogą być włączane okresowo.

Do obowiązkowego wyposażenia motocykli współczesnych należy także światło stopu, kierunkowskazy i sygnał dźwiękowy. W motocyklowej instalacji elektrycznej mogą znajdować się również inne odbiorniki, których liczbę i rodzaj można jeszcze zwiększyć, montując dodatkowe wyposażenie elektryczne. Moc wszystkich długotrwale uruchomionych odbiorników nie może przewyższać $70\%$ maksymalnej mocy alternatora, gdyż spowoduje to powolne rozładowywanie akumulatora, spadek napięcia w instalacji i zanik iskry zapłonowej na wolnych obrotach.

Praca odbiorników prądu powinna być zabezpieczona bezpiecznikami. Niekiedy występuje tylko jeden główny bezpiecznik w instalacji elektrycznej, zabezpieczający wszystkie odbiorniki, oprócz rozrusznika elektrycznego. Częściej jest kilka bezpieczników zabezpieczających pracę pojedynczych odbiorników lub grup odbiorników. Jeżeli jakiś odbiornik elektryczny nie działa, to zawsze należy sprawdzić, czy bezpiecznik zabezpieczający ten odbiornik jest sprawny. Ponowne przepalenie właśnie wymienionego bezpiecznika świadczy o zbyt wysokim poborze prądu, czyli o prawdopodobnym zwarciu w obwodzie zabezpieczonym przez ten bezpiecznik. Należy wówczas odszukać i usunąć przyczynę zwarcia.

RTKTZJHw1erzV

Impulsator zapłonowy zamontowany wewnątrz pokrywy bocznej silnika, osłaniającej alternator stałomagnetyczny

R1ZmjlvJqDYHi

Alternator elektromagnetyczny

RMeFFxYwm2KyV

Mały silnik jednocylindrowy wyposażony w rozrusznik elektryczny i nożny

W galerii zdjęć przedstawiono poszczególne elementy instalacji elektrycznych opisane w treści powyżej.

Powrót do spisu treściD13jaKuFOPowrót do spisu treści

Powiązane materiały multimedialne

• Animacja 3D Animacja wybranych układów, podzespołów i zespołów pojazdów motocyklowych w 3DDGy29YdRUAnimacja 3D Animacja wybranych układów, podzespołów i zespołów pojazdów motocyklowych w 3D

• Grafika interaktywna Rodzaje oraz budowa wybranych układów, podzespołów i zespołów pojazdów motocyklowychDahIFgQxtGrafika interaktywna Rodzaje oraz budowa wybranych układów, podzespołów i zespołów pojazdów motocyklowych