Labirynt pod napięciem

Liczba elektrycznych komponentów, które pojawiły się w jednośladach na przestrzeni lat, przyprawia o zawrót głowy. To efekt bitwy o klientów.
1 Instalacja upchnięta w ciasnej przestrzeni, na przykład pod bakiem, to bolączka wielu współczesnych motocykli. Instalacja upchnięta w ciasnej przestrzeni, na przykład pod bakiem, to bolączka wielu współczesnych motocykli. Fot. Yamaha

Era iskrownika

Gdy patrzymy na instalację elektryczną współczesnego motocykla, trudno uwierzyć, że początkowo silnikowe jednoślady obywały się bez prądu. Oświetlenie zapewniały lampy acetylenowe (i to za dopłatą!), zapłon odbywał się za pomocą rurek żarowych, a kierunek jazdy wskazywano ręką. Ale producenci, którzy chcieli przyciągać klientów i wyjść naprzeciw ich oczekiwaniom, doskonalili elektryczne podzespoły, montowali coraz więcej elektrycznych "gadżetów". Z czasem w grę zaczęła też wchodzić konieczność spełnienia warunków technicznych, podyktowanych bezpieczeństwem i narzuconych przez kodeksy drogowe. Jednak u podstaw elektrycznych wynalazków zawsze leżało zadowolenie użytkowników.

Pierwszy układ zasilany prądem elektrycznym, jaki pojawił się w motocyklu, to zapłon iskrownikowy. Zastosowano go w trójkołowcu De Dion-Bouton z 1897 r. Pierwszym jednośladem z iskrownikiem był czeski Laurin & Klement z 1898 r. W tym samym roku elektryczny zapłon, ale w wersji z akumulatorem i cewką zapłonową, otrzymał brytyjski Humber Tricycle.

Akumulatorową odmianę zapłonu wykorzystywały głównie firmy amerykańskie - Reading, Yale, Harley-Davidson oraz Indian. W przypadku dwóch ostatnich producentów iskrowniki w niektórych modelach montowano tylko na zamówienie. Tak było jeszcze w Indianie Chief z 1934 r. Niewymagające baterii, proste i niezawodne urządzenie, zwane "magnetem", weszło po 1910 r. do powszechnego użytku. Krążący wokół cewek zapłonowych rotor z magnesami wytwarzał napięcie i pełnił jednocześnie funkcję prądnicy, transformatora oraz rozdzielacza zapłonu. Od 1902 r., za sprawą wynalazku Roberta Boscha, zaczęto stosować dużo wydajniejsze iskrowniki wysokonapięciowe.

W zapłonie bateryjnym problemy sprawiały akumulatory - duże, ciężkie i bardzo zawodne. Uniezależnienie się od nich było ze wszech miar korzystne. Jak wielkie sprawiały kłopoty, pokazuje przykład Indiana. Już w 1914 r., jako pierwszy na świecie, ten producent zaproponował elektryczny rozrusznik w modelu V-Twin "Hendee Special". Kariera motocykla z tym nowatorskim rozwiązaniem była krótka. Awaryjność akumulatorów sprawiła, że sprzedano nieliczne egzemplarze.

2 Początkowo instalacja elektryczna służyła tylko do zapłonu. Oświetlenie zapewniała wytwornica acetylenu i lampy karbidowe. Początkowo instalacja elektryczna służyła tylko do zapłonu. Oświetlenie zapewniała wytwornica acetylenu i lampy karbidowe. Fot. Indian

Nie tylko zapłon

Przy zapłonie bateryjnym niezbędne stały się prądnice prądu stałego, napędzane od wału korbowego paskiem klinowym albo łańcuchem. Uzupełniały zapas energii w akumulatorze i zasilały pokładową "elektrykę". A tej było coraz więcej. Elektryczny klakson pojawił się w Indianach już w 1914 r. W 1923 r. BMW wprowadziło elektryczne oświetlenie, a rok później tak samo postąpiła druga niemiecka firma - Spiegler. W obu przypadkach było to wyposażenie dodatkowe. W 1934 r. duński Nimbus zastosował nawet elektryczną zmianę biegów!

Konstrukcje elektrycznych komponentów ewoluowały. W latach trzydziestych zaczęto tworzyć prądnico-iskrowniki, a potem również prądnico-rozruszniki. Jednak cały czas sen z powiek użytkownikom motocykli spędzał jeden problem - niskie napięcie znamionowe - 6 V. Na coraz liczniejszych złączach niskie napięcie jeszcze bardziej spadało. Kłopoty potęgowała wilgoć, która potrafiła rozłożyć na łopatki niejedną instalację.


Słaba była też iskra na świecy zapłonowej. Nie bez powodu już w latach trzydziestych zaczęto montować amperomierze, które pozwalały kontrolować natężenie prądu ładowania. Niezbędne stały się regulatory, dzięki którym można było na stałym poziomie utrzymać napięcie prądu wytwarzanego przez prądnice, niezależnie od obrotów silnika.

3 Alternator w motocyklu zagościł pod koniec lat pięćdziesiątych. Tak wyglądał w BMW R80 G/S z 1980 r. Alternator w motocyklu zagościł pod koniec lat pięćdziesiątych. Tak wyglądał w BMW R80 G/S z 1980 r. Fot. BMW

Siła alternatora

Problemem stał się również niedostatek energii, bo jej bilans w jednośladach był coraz bardziej napięty. Wytwornice prądu stałego miały coraz częściej za małą wydajność, a jej zwiększanie powodowało nadmierny rozrost gabarytów tego podzespołu. Ratunkiem okazała się prądnica prądu zmiennego, powszechnie zwana alternatorem, która pojawiła się w motocyklach pod koniec lat pięćdziesiątych.


Po to rozwiązanie sięgnęły głównie wytwórnie brytyjskie (Triumph, Matchless, Norton), ale szybko pojawili się naśladowcy. W tamtym okresie producenci jednośladów zaczęli też przechodzić na instalacje 12-woltowe, zapewniające mocniejszą iskrę zapłonową i mniej kłopotliwe w użytkowaniu.


Alternator dawał zupełnie nowe możliwości, co znalazło wyraz w ciekawych rozwiązaniach. Dobrym przykładem był pozbawiony akumulatora i iskrownika zapłon w systemie Energy Transfer, stosowany przez Triumpha w latach sześćdziesiątych. Cewki zasilano bezpośrednio z alternatora prądem zmiennym.

4 Migacze jako element seryjnego wyposażenia do swoich motocykli pierwsze wprowadziło BMW. W modelu R69 z roku 1955, montowane tylko  na kierownicy, były jeszcze  opcją. Migacze jako element seryjnego wyposażenia do swoich motocykli pierwsze wprowadziło BMW. W modelu R69 z roku 1955, montowane tylko na kierownicy, były jeszcze opcją. Fot. BMW

Elektrogadżetomania

Elektryczne wyposażenie motocykli tylko do pewnego czasu pełniło czysto techniczne funkcje. Prąd zaczął służyć także do podnoszenia komfortu i estetyki. Triumphy z końca lat trzydziestych miały lampkę oświetlającą wskaźniki, a Indian Chief Roadmaster z 1950 r. wyróżniał się podświetlaną głową Indianina na przednim błotniku. W BMW R60 z 1955 r., a wkrótce potem również w motocyklach Moto Guzzi, Ariel i MV Agusta zamontowano wygodne i bezpieczne kierunkowskazy. Kierowca nie musiał już puszczać kierownicy i pokazywać ręką kierunku jazdy.

Komfortowi i bezpieczeństwu służyła też halogenowa żarówka, wprowadzona na rynek przez firmę Bosch w 1972 r. Już trzy lata później miały ją brytyjskie Nortony. Halogenowy reflektor lepiej oświetlał drogę, jazda nocą stała się mniej problematyczna.

W latach osiemdziesiątych nastąpił prawdziwy boom na elektryczne wyposażenie podnoszące komfort podczas jazdy. To wtedy zaczęły pojawiać się radioodtwarzacze, systemy nagłośnieniowe czy regulacja wysokości szyb ochronnych.

5 Sterowanie układem zasilania | Silnikowy  menedżer Sterowanie układem zasilania | Silnikowy menedżer Fot. Kawasaki

Triumf elektroniki

Już w latach siedemdziesiątych w motocyklach zagościła elektronika. Początkowo skromnie, tylko w układzie zapłonowym, który wreszcie stał się niezawodny i trwały. Elektroniczny zapłon kondensatorowy zastosowano w Morini 3 1/2 z 1972 r., a w wydaniu tranzystorowym - w Suzuki GS 850 z 1979 r. Dzięki elektronice można było pozwoliła wprowadzić do motocykli seryjnych podwójny zapłon, wykorzystujący dwie świece zapłonowe w każdym cylindrze (Honda VT 500 z 1982 r.), chociaż w wyczynowych dublowanie układu zapłonowego stosowano już przed II wojną światową.

Era zaawansowanej elektroniki w motocyklach zaczęła się w momencie wejścia do produkcji seryjnej pierwszego systemu, który kompleksowo zarządzał pracą silnika (Motronic), oraz systemu zapobiegającego poślizgom podczas hamowania (ABS). Oba te rozwiązania znalazły się w BMW K1 z 1988, modelu przełomowym od strony technicznej. Od tego czasu elektronika rozpoczęła triumfalny marsz przez niemal wszystkie podzespoły motocykla. Kontroluje silnik (przetwarza dane, decyduje o położeniu przepustnic, wielkości wtrysku paliwa, momencie zapłonu), obecna jest w układzie wydechowym (sonda lambda), skrzyni biegów (czujniki prędkości obrotowej), hamulcach (ABS, TCS), podwoziu (aktywne zawieszenia), kołach (monitoring ciśnienia) a nawet w tablicy rozdzielczej. Potrafi zastąpić linkę "gazu" czy emulować przełożenia w przekładniach bezstopniowych. Trudno wyobrazić sobie współczesny motocykl bez elektroniki tworzącej spójną całość z instalacją elektryczną. Służy to dynamice, bezpieczeństwu i komfortowi jazdy.

6 Gdyby wiązki przewodów dużego nowoczesnego motocykla rozwinąć i rozłożyć na pojedyncze kable, to suma ich długości sięgnęłaby kilkuset metrów. Gdyby wiązki przewodów dużego nowoczesnego motocykla rozwinąć i rozłożyć na pojedyncze kable, to suma ich długości sięgnęłaby kilkuset metrów. Fot. Honda

Labirynt kabli

Elektryczne komponenty jednośladu muszą być powiązane odpowiednim okablowaniem, by tworzyły spójną i dobrze działającą całość. Gdy "elektryka" wkraczała do motocykli, wystarczały pojedyncze przewody. W miarę rozrastania się instalacji, kabli przybywało. Łączyły prądnicę z akumulatorem, a ten ze światłami, klaksonem, przełącznikami i wskaźnikami.

W latach pięćdziesiątych przewodów było już tak dużo, że tworzyły grube wiązki. Producenci zaczęli ukrywać je ze względów estetycznych. Niektórzy dla poprawy wyglądu decydowali się na całkowite schowanie ich na przykład w ramie. Tak zrobił niemiecki Heinkel w modelu Perle z 1954 r.

We współczesnych motocyklach mamy do czynienia z tak potężnymi wiązkami przewodów, że nazywa się je "drzewami". W jednośladach wyższych klas, w których liczba komponentów elektrycznych jest bardzo duża, łączna długość okablowania wynosi kilkaset metrów.

7 Elektryczny labirynt w motocyklu można by z powodzeniem uprościć przez zastosowanie magistrali przesyłu danych CAN. Montowanie jej w motocyklach jest jednak problematyczne, a ze względu na małe odległości między elementami instalacji - w zupełności wystarczają zwykłe kable. Elektryczny labirynt w motocyklu można by z powodzeniem uprościć przez zastosowanie magistrali przesyłu danych CAN. Montowanie jej w motocyklach jest jednak problematyczne, a ze względu na małe odległości między elementami instalacji - w zupełności wystarczają zwykłe kable.

Magistrale danych

Instalacja elektryczna we współczesnym wydaniu jest bardzo skomplikowana i zawiera bardzo dużo komponentów elektronicznych, które współpracują, wymieniając kluczowe dane. Ich niezawodny przesył mogły zapewnić magistrale wymiany danych - Controller Area Net-work (CAN). Powszechnie stosuje się je w przemyśle samochodowym.

Do motocykli zawitały wraz z wprowadzeniem na rynek BMW R 1200 GS w 2004 r. Jak dotąd nie zyskały jednak większej popularności. To rozwiązanie stosuje zaledwie kilka firm, niektóre tylko w wybranych modelach (oprócz BMW między innymi Harley-Davidson, Kawasaki i Ducati).

W jednośladach, ze względu na małe odległości między ośrodkami wysyłającymi lub przyjmującymi dane, magistrale CAN po prostu nie są konieczne. Problematyczna jest także ich wrażliwość na warunki atmosferyczne, zwłaszcza - ze względu na otwartą konstrukcję jednośladów - na wszechobecną wilgoć. Dla wielu producentów ważna jest także możliwość szybkiej diagnostyki motocykla bez użycia komputera i specjalnego oprogramowania, w każdym zakątku świata. Zwykłe okablowanie jest po prostu bardzo uniwersalne i dostosowane do możliwości gorzej wyposażonych warsztatów.

Jaka przyszłość czeka instalacje elektryczne w motocyklach? Świetlana, bo trudno się spodziewać, by elektrycznych komponentów ubywało. System będzie się rozrastał i komplikował. Od dawna mówi się też o przejściu na napięcie 24 V. Być może nastąpi to wraz z nadejściem seryjnych hybrydowych jednośladów. Wspomaganie silnika spalinowego elektrycznym z pewnością pojawi się w nich prędzej czy później.

Skomentuj:
Labirynt pod napięciem
Zaloguj się lub komentuj jako gość

Aby ocenić zaloguj się lub zarejestrujX