W normalnym układzie instalacji z prądnicą prądu stałego jest ona podstawowym i całkowicie samodzielnym źródłem pradu. Akumulator jest tu swego rodzaju "luksusowym dodatkiem" ale jak wiedzą wszyscy praktykujący kierowcy, nie jest elementem nieodzownym na tyle, by np. w przypadku całkowitej jego awarii nie była możliwa dalsza jazda nawet z pełnym wykorzystaniem elektrycznego wyposażenia pojazdu - problemem jest jedynie w przypadku zapłonu bateryjnego samo uruchomienie silnika oraz zanik iskry przy zejściu silnika do małych obrotów, z czym tradycyjnie szoferzy radzili sobie w takich okolicznościach zwierając styki samoczynnego wyłącznika prądnicy (zapałką:).
Jest to możliwe i bezpieczne dlatego, że napięcie włączenia prądnicy wyznaczone jest głównie przez obecność akumulatora w instalacji, o czym pisałem wcześniej - przy jego braku można spokojnie wykorzystać napięcie dostarczane przez prądnicę od początku jej działania, to zaś jest indukowane w uzwojeniu wirnika już przy minimalnych obrotach na skutek szczątkowego namagnesowania biegunów wzbudzenia i szybko rośnie na skutek samowzbudzania się prądnicy. Nie bez powodu też typowe cewki zapłonowe są obliczone tak, by juz przy napięciu ok. 4V generować napięcie wystarczające do przeskoku iskry na świecy.
W przypadku Junaka z iskrownikiem powyższe rozważania prawie nas nie dotyczą jednak opisałem je aby jeszcze raz zwrócić uwagę na naczelną zasadę, jaką kierowały się tabuny specjalistów w dawnych latach przyjmując do stosowania taki a nie inny układ zasilania: uczynienie zwykłego użytkowania pojazdu najmniej kłopotliwym.
Wracajac do "obcowzbudności": mam nadzieję, że rysunek obok najbardziej dobitnie wyjaśnia różnice w funkcjonowaniu instalacji z prądnicą w układzie klasycznym i układzie "obcowzbudnym".
Pierwszego przypadku jak sądzę dodatkowo opisywać nie trzeba. W drugim wzbudzenie zasilane napięciem akumulatora powoduje, iż napiecie indukowane w prądnicy wzrasta szybciej osiągając wielkość konieczną dla włączenia prądnicy przy niższych obrotach. Jak widać z trzeciego rysunku, od momentu osiągnięcia napięcia znamionowego i włączenia prądnicy do instalacji wszelkie różnice między układami połączeń wzbudzenia nie mają już znaczenia: wirnik, wzbudzenie, akumulator i wszystkie odbiorniki będące obciążeniem połączone są równolegle - identycznie w obu układach.
Jak więc mam nadzieję, jasno z tego wynika, jedyna różnica jaka jest tu istotna to owo wcześniejsze włączanie się prądnicy do zasilania instalacji. Wszelako tu własnie leży klucz do całej sprawy: niezaprzeczalna ta zaleta szybko okazuje sie być mało istotna by w końcu stać sie główną wadą tego rozwiązania wykluczającą jego stosowanie.
W rozważaniu teoretycznym a także przy badaniach laboratoryjnych, ze świeżo naładowanym "do pełna" akumulatorem w ręku, różnica między obrotami włączenia prądnicy w obu wariantach wydaje sie być na tyle duża, że badacz zwykle wpada w euforię głośno krzycząc "Heureka";) (wiem co mówie, sam doświadczyłem:).
Wystarczy jednak przeprowadzić rzetelne badania drogowe obu układów by stosunkowo szybko zauważyć, że po pierwsze: różnica "szybkości" włączenia wypada w rzadko używanym zakresie obrotów a tym samym jej rzeczywisty udział w ogólnym bilansie energetycznym normalnie używanego pojazdu drastycznie maleje. Po drugie zaś okazuje się, że w miarę jeżdzenia sama różnica topnieje - w normalnym użyciu akumulator dość krótko jest fabrycznie nowy, statystycznie rzecz biorąc nieczęsto utrzymuje maksymalne napięcie. Pamiętamy wszakże, że w Junaku źródła prądu są pod ciągłym, znacznym obciążeniem. Innymi słowy w Junaku badanym w przelotach miedzymiejskich, kiedy obroty rzadko spadają nisko i prądnica rzadko bywa odłączana różnica ta jest bez znaczenia zaś w ruchu ulicznym, kiedy układ "obcowzbudny" często "jest w użyciu" owa różnica szybko maleje. Dzieje się tak na skutek oczywistej cechy tego układu: im niższe jest napiecie akumulatora wskutek rozładowania przez obciążenie, tym później w sensie obrotów silnika następuje jego doładowanie, ponieważ wzbudzenie prądnicy do koniecznego napięcia zależne jest wyłącznie od napięcia akumulatora w danej chwili. Niestety, przy niesprzyjającym zbiegu okoliczności drogowych może się zdarzyć, że ładowanie akumulatora w ogóle zaniknie i bez doładowania z zewnątrz pozostaniemy bez prądu.
Takiej możliwości chcieli uniknąć niezliczeni na przestrzeni dziejów konstruktorzy kształtujący standardy instalacji i dlatego też układ prądnicy "obcowzbudnej" nie był w pojazdach stosowany.
Tu dochodzimy do właściwego momentu na wyjaśnienie owego cudzysłowu przy nazwie "obcowzbudny":) Właściwy obcowzbudny układ pracy prądnicy, obok samowzbudnego dobrze znany od XIX wieku teoretykom i praktykom, polega na wzbudzaniu prądnicy z całkowicie niezależnego źródła napięcia co ma niezaprzeczalne zalety w postaci uzyskiwania bardziej prostoliniowej charakterystyki indukowanego napięcia względem obrotów lub łatwej regulacji tegoż w przypadku prądnic pracujących ze stałymi obrotami. Warunkiem jest tu jednak niezależność wzbudzenia. Teoretycznie rzecz biorąc być może możliwe byłoby zastosowanie tego układu także w Junaku: źródłem napięcia wzbudzenia mogłby by być mały akumulator - ale ten wymagałby doładowania z kolejnego źródła napięcia (małej prądnicy samowzbudnej?:) lub baterie słoneczne a może jakiś maleńki reaktorek... Sądzę, że mimo wszystko jest tu pole do popisu dla wynalazców, pod warunkiem, że stopień komplikacji i zawodność układu nie przerośnie uzyskanego wzrostu wydajności a koncepcja będzie w zgodzie z wszechobecnymi prawami fizyki.
Układ "obcowzbudny" opisany wcześniej należałoby nazwać raczej układem "obcowzbudnego startu" - stosowany bywał w alternatorach samochodowych skąd także przeważnie ustąpił na rzecz pełnej "samowystarczalności" alternatora z powodu m.in. niekorzystnego ogółem bilansu energetycznego: obciążania akumulatora zwłaszcza wtedy, kiedy jest to najmniej wskazane, a to nawet pomimo znacznie korzystniejszej charakterystyki alternatora względem prądnic prądu stałego. W zastosowaniu do tych ostatnich układ jest całkowicie pozbawiony sensu, od momentu ujawnienia jego błędności niezmiennie kojarzy mi się z perpetum mobile, którego jak uparcie twierdzą fizycy, podobno nie da się wciąż zbudować:) W tym sensie kwalifikuje się do STP pozbawiając Junaka zalet układu klasycznego w zamian nie daje nic wartego zachodu.
| Copyright © Jacot -
junakriders.pl |