Принципиальная электрическая схема мини-электростанции

ДА БУДЕТ СВЕТ!

И свет стал. Во всяком случае, так говорится в Ветхом Завете. На деле же снабдить электричеством дачный домик далеко не просто. Когда еще подведут к участку линию электропередач! Вот и приходится как-то выходить из положения: одни обзаводятся свечами да керосиновыми лампами, другие покупают японские бензогенераторы с приводом от двигателя внутреннего сгорания.

Компоновка мини-электростанции
Компоновка мини-электростанции: 1 – горловина бензобака; 2 – бензобак; 3 – вентилятор принудительного воздушного охлаждения; 4 – каркас короба мини-электростанции; 5 – двигатель Д-8; 6 – лента крепления бензобака; 7 – бензокран-отстойник; 8 – маховичок вентиля бензокрана; 9 – обшивка короба; 10, 14 – опоры двигателя; 11 – ухо крепления генератора; 12 – генератор автомобильный Г-221; 13 – стойка крепления генератора; 15 – аккумулятор автомобильный (12 В, 60 А*ч); 16 – муфта соединительная; 17 – сопло направляющее; 18 – глушитель

Впрочем, читателю журнала «Моделист-конструктор» сделать такой бензогенератор не слишком сложно. Тем более, что практически все комплектующие для такого аппарата найти можно. В качестве силового агрегата вполне подойдет двигатель типа Д-8 – такими моторами комплектовались легкие мопеды. Д-8 имеет мощность около 1 л.с. (0,736 кВт) при частоте вращения 4500 об/мин и работает на смеси моторного масла с бензином А-76.

Силовой агрегат мини-электростанции
Силовой агрегат мини-электростанции: 1 – хомут вентилятора охлаждения двигателя; 2 – лопасть вентилятора; 3 – рычаг-кулиса управления дроссельной заслонкой карбюратора; 4 – тяга-тандер; 5 – вилка фиксации рычага-пробки; 6 – рычаг-пробка; 7 – труба выхлопная; 8 – корпус глушителя; 9 – карбюратор двигателя; 10, 18 – хомуты крепления двигателя; 11, 16 – опоры крепления двигателя; 12 – ухо крепления генератора; 13 – генератор Г-221; 14 – стойка крепления генератора; 15 – поперечина основания каркаса; 17 – гайка крепления двигателя; 19 – гайка крепления генератора; 20 – ремень клиповой привода вентилятора; 21 – консоль вентилятора; 22 – гайка крепления консоли и головки двигателя; 23 – двигатель Д-8; 24 – муфта соединительная, упругая; 25 – крыльчатка-шкив генератора; 26 – втулка дистанционная; 27 – втулка-шкив вентилятора; 28 – крышка втулки; 29 – винт М5; 30 – кольцо стопорное, 31 – подшипник № 200 (2 шт.); 32 – кольцо резиновое соединительной муфты; 33 – палец ведущей части соединительной муфты; 34 – винт крепления ведущей части муфты; 35 – шпонка сегментная; 36 – часть муфты, ведущая; 37 – гайка крепления крыльчатки-шкива генератора; 38 – палец ведомой части соединительной муфты с гайкой и пружинной шайбой; 39 – заполнение глушителя; 40 -патрубок выпускной; 41 – кронштейн рычага-кулисы; 42 – тяга

Электрогенератор – «жигулевский», типа Г-221, по стечению обстоятельств его характеристики неплохо сочетаются с параметрами двигателя Д-8: при частоте вращения 5000 об/мин и напряжении 14 В ток отдачи генератора составляет 42 А и, соответственно, его электрическая мощность – 0,588 кВт. Так что, если учесть механические и электрические потери, два этих преобразователя энергии идеально подходят друг для друга.

Самодельную мини-электростанцию полезно оснастить автомобильным аккумулятором емкостью 50-60 А*ч, который даст возможность пользоваться электроэнергией, например, ночью, когда вращать двигатель нерационально. Вообще, наличие аккумулятора позволяет запускать генератор и заряжать аккумулятор в удобное для всех время, когда шум работающего двигателя никому не мешает.

Понадобится еще устройство, стабилизирующее напряжение и обеспечивающее подзарядку аккумулятора. Проще всего воспользоваться для этого электронным выпрямителем-стабилизатором типа БПВ-14-10, который применяется на ижевских мотоциклах. Этот блок выпрямляет переменный трехфазный ток, вырабатываемый генератором, стабилизирует напряжение при токе до 10 А, обеспечивает зарядку аккумулятора и переключение питания потребителей от аккумулятора на генератор и обратно при изменении частоты вращения генератора или мощности нагрузки.

Можно, конечно, оснастить генератор электронным преобразователем постоянного тока в переменный напряжением 220 В и частотой 50 Гц, однако коэффициент полезного действия такого устройства не слишком велик. Да и к тому же сейчас в продаже помимо электроламп есть немало 12-вольтных бытовых приборов посложнее – телевизоров, магнитол, пылесосов, электродрелей, насосов, компрессоров и т.п.

Двигатель Д-8 оснащен рядом агрегатов, необходимых для его работы в паре с мопедом и совершенно бесполезных с электрогенератором. Поэтому имеет смысл демонтировать механизм сцепления вместе с крышкой, ведущую звездочку и ведущую моторную шестерню. Вместо шестерни на оси коленчатого вала штатным винтом закреплена ведущая часть самодельной муфты сцепления. Эта муфта представляет собой точеный из алюминиевого сплава корпус с тремя ввинченными в него стальными пальцами, на которые надета резиновая втулка с шестью отверстиями. В свободные три отверстия входят пальцы ведомой части муфты – шкива привода генератора, на котором и закреплены эти три пальца.

Понадобится топливный бак, а также мотоциклетный топливный кран с фильтром-отстойником. Можно воспользоваться баком от любого мопеда, однако форма его не слишком удобна для стационарного агрегата, поэтому имеет смысл сделать самодельную емкость, врезав в подходящую пластиковую или, лучше, алюминиевую канистру объемом 2,5-5 л топливный кран.

Двигатель Д-8 рассчитан на охлаждение набегающим потоком воздуха, поэтому придется организовать принудительное воздушное охлаждение. Для этого из листового алюминия толщиной 2,5 мм нужно изготовить четырехлопастную крыльчатку вентилятора. Привод крыльчатки – с помощью клиноременной передачи, причем клиновой ремень перебрасывается через штатный шкив генератора и самодельный шкив, выточенный из дюралюминия.

Шкив (он же – ступица вентилятора) вращается на подшипниках № 200, осью для них служит выточенная из стального прутка консоль. Последняя пристыкована к головке цилиндра двигателя и крепится двумя гайками – теми, что фиксируют головку цилиндра. Нужно только спилить на головке пару центральных ребер охлаждения, ввернуть в цилиндр две новые удлиненные шпильки, а при монтаже развернуть головку цилиндра на 90°, чтобы ребра располагались по потоку воздуха, идущего от вентилятора. Для организации воздушного потока в стенку корпуса вставлено направляющее сопло – часть пластикового ведра.

Основой мини-электростанции является металлический короб с каркасом из стальных труб квадратного сечения и обшивкой из листовой стали толщиной около 1 мм. К одной из поперечин основания каркаса приварены передняя и задняя опоры двигателя – V-образно расположенные трубы диаметром 30 мм (вполне подойдут трубы от старой рамы дорожного велосипеда), усиленные косынками из листовой стали толщиной 2 мм – к ним с помощью штатных хомутов крепится двигатель. При этом нужно обеспечить наклон цилиндра двигателя «вперед» от вертикали на 15°.

Ведущая часть соединительной муфты (размеры D, d и b - по звездочке двигателя)
Ведущая часть соединительной муфты (размеры D, d и b – по звездочке двигателя)

 

Втулка-шкив вентилятора
Втулка-шкив вентилятора
Вентилятор:
Вентилятор: 1 – лопасть (дюралюминий, лист s2); 2 – хомут (дюралюминий, лист s2, 4 шт.); 3 – болты М4 с гайками
Консоль вентилятора (размер А - по головке двигателя)
Консоль вентилятора (размер А – по головке двигателя)
Вилка пускового устройства
Вилка пускового устройства
Глушитель
Глушитель: 1 – гайка накидная; 2 – патрубок выпускной; 3 – крышка корпуса глушителя; 4 – труба выхлопная; 5 – вилка фиксации рычага-пробки; 6 – проволока-“путанка”; 7 – корпус глушителя

Операцию эту удобнее всего производить по месту. Для этого на двигателе штатными хомутами закрепляются две трубчатые заготовки, подгоняются к поперечине и фиксируются несколькими сварочными точками. После контроля правильности установки опоры привариваются окончательно и усиливаются косынками.

Электрогенератор Г-221 крепится на основании каркаса практически так же, как и на двигателе автомобиля. Нужно только приварить к раме ушки и стойку. Фиксация генератора при этом обеспечивается парой гаек с шайбами и длинной шпилькой, проходящей через ушки и штатные кронштейны генератора, а также гайкой, соединяющей стойку со шпилькой штатного натяжного устройства.

Двигатель оснащен самодельным глушителем, представляющим собой полый цилиндр с приваренными к нему крышками, в котором располагается перфорированная труба. Полость цилиндра заполнена так называемой путанкой – тонкой проволокой или, лучше, тонкой сливной стальной (еще лучше нержавеющей) стружкой. Сбоку к цилиндру приварен выпускной патрубок с накидной гайкой – часть штатной выхлопной системы двигателя Д-8.

Как известно, двухтактные (особенно маломощные) моторы не отличаются высокой стабильностью в работе. Если зафиксировать дроссельную заслонку карбюратора в выбранном для работы положении, то через некоторое время частота вращения коленвала двигателя может произвольно измениться. Поэтому мотор оснащен простейшим регулятором оборотов, управляющим дросселем карбюратора с помощью тяги и системы рычагов с приводом от энергии отработавших газов. При произвольном увеличении частоты вращения коленвала заслонка на выхлопной трубе отклоняется, опуская при этом дроссель карбюратора и уменьшая тем самым обороты двигателя.

Доработка карбюратора для этого минимальна: нужно отвернуть крышку колодца дросселя, извлечь из него возвратную пружину, завернуть в дроссель вместо резьбового переходника троса «газа» жесткую тягу и установить крышку колодца. При сборке на выступающий из крышки конец тяги надевается пружина, затем шайба, после чего тяга стыкуется с рычагом привода и подвижное соединение фиксируется гайкой. Длину тяги привода, представляющей собой своего рода тандер, можно менять с целью регулировки оборотов мотора.

Принципиальная электрическая схема мини-электростанции
Принципиальная электрическая схема мини-электростанции: 1 – генератор автомобильный Г-221; 2 – выпрямитель-регулятор БПВ-14-10; 3 -аккумулятор (12 В, 60 А*ч); 4 – предохранитель; 5 – потребители. Буквами на схеме обозначены: С1, С2 и С3 – фазы статорной обмотки генератора; M1 и М2 – обмотка возбуждения генератора; X1 -“минусовый” вывод обмотки возбуждения; Х2 – “минусовый” вывод аккумулятора; Х3 – “плюсовый” вывод на контрольную лампу; Х4, Х5 и Х7 – фазы статорной обмотки генератора; Х8 – “плюсовый” вывод аккумулятора

Запуск двигателя осуществляется ручным стартером, состоящим из ручной дрели, в патрон которой заправлена вилка со скошенными зубьями. Вилка вводится в направляющее сопло и состыковывается с вентилятором, после чего вращением дрели за рукоятку и осуществляется пуск двигателя.

И. ГАЛКИН

Рекомендуем почитать

  • СТИРМЭН PT-13/PT-17/PT-18 «КАДЕТ»СТИРМЭН PT-13/PT-17/PT-18 «КАДЕТ»
    В 1933 г, конструкторы американской фирмы «Стирмэн» спроектировали самолёт первоначального обучения с мотором в 215 л,с., названный «модель 70». Это был цельнометаллический биплан с...
  • В-1: СТУПЕНЬКА К ПЬЕДЕСТАЛУ ПОЧЕТАВ-1: СТУПЕНЬКА К ПЬЕДЕСТАЛУ ПОЧЕТА
    Среди свободнолетающих моделей класс В-1, включающий конструкции о объемным фюзеляжем, снабженные резиномотором, представляет в творческом отношении, пожалуй, наибольший интерес. Их...
Тут можете оценить работу автора: