Magneto — laite ja toimintaperiaate

Vuonna 1887 saksalainen insinööri ja keksijä Robert Bosch, samannimisen yrityksen omistaja, kehitti ja patentoi ensimmäisen magneettisytytysjärjestelmän. Kaikki alkoi siitä, että yksi yrityksen asiakkaista tilasi sytytysjärjestelmän kehittämisen kaasumoottoriinsa, ja pian tilaus täyttyi. Myöhemmin havaittiin joitain puutteita ja laitetta muutettiin. Tämän seurauksena Robert Bosch GmbH oli jo vuonna 1890 täyttämässä suuria magneettisytytysjärjestelmien tilauksia, joita alkoi saapua valtavia määriä kaikkialta.

Seitsemän vuotta myöhemmin, vuonna 1897, laite sovitettiin lopulta ajoneuvoon, koska Daimlerin täytyi kehittää sytytysvirta De Dion Bouton -kolmipyörään. Siten suurilla kierroksilla toimivien autojen polttomoottoreiden sytytysongelma ratkesi lopulta. Viisi vuotta myöhemmin, vuonna 1902, Robert Boschin oppilas Gottlob Honnold paransi magneettisytytystä lisäämällä siihen sytytystulpan ja teki näin laitteesta universaalin.

Joten mikä on magneto? Miten se toimii ja miten se toimii? Kaikki on hyvin yksinkertaista, kuten kaikki nerokasta. Magneto on vaihtovirtageneraattori, jossa on induktorin rooli kestomagneettisaatettu pyörimään ulkoisen voiman vaikutuksesta. Magneettinen roottori luo pyörivän vuorottelun magneettivuon, joka indusoi EMF:n staattorin käämitykseen.

Tyypillinen autojen sytytysjärjestelmän magneto sisältää matala- ja korkeajännitekäämit. Pienjännitekäämin piirissä on katkaisija ja kondensaattori, ja korkeajännitekäämi on kytketty maahan toisessa navassa ja sytytystulppaan toisessa navassa.

Yleinen U-muotoinen ike, johon kelat on kierretty, on magneettipiiri, jossa vaihtuva magneettikenttä pyörittämällä kestomagneettia. Usein osaa suurjännitekäämin kierroksista käytetään pienjännitekäämeinä, samalla tavalla kuin automuuntajien käämit valmistetaan.

Magneetin pyöriessä pienjännitekäämiin indusoituu EMF, mutta käämi oikosuljetaan mekaanisella kytkimellä, jolloin se kokee indusoituneen virran, joka aiheutuu muuttuvasta magneettivuosta, joka tunkeutuu ytimeen, kun magneetti ylittää sen voimalinjat. Magneettivuon muutos kestää muutaman millisekunnin ja seurauksena on itsestään sulkeutuva kela, jonka virta on useita ampeeria.

Jossain vaiheessa katkaisijakoskettimet avautuvat, virta ryntää kelasta kondensaattoriin ja tuloksena olevassa pienjännitteisessä värähtelypiirissä alkaa harmonisia värähtelyjä, joiden taajuus on noin 1 kHz.Koska koskettimet avautuvat nopeasti, alle neljänneksen ensimmäisen silmukan värähtelyjaksosta, katkaisijakoskettimien välillä ei ole katkosta ja vasta katkaisijakoskettimien avautumisen jälkeen pienjännitepiirin EMF saavuttaa amplitudin.

Tällä hetkellä tapahtuu korkeajännitekäämiin kytketty sytytystulppa, pienjännitepiirin kondensaattorin energia muunnetaan suurjännitepiirin vaihtovirtaenergiaksi, kun värähtelyt pienjännitepiirissä jatkuvat. , ja sylinterissä oleva palava seos ehtii syttyä.

Värähtelyt kestävät korkeintaan 1 millisekunti magneettirakenteen induktanssi- ja kapasitanssiarvoista johtuen, sitten katkaisijakoskettimet sulkeutuvat uudelleen ja seuraava virran nousujakso alkaa itsestään liikutetussa pienjännitepiirissä.

Näin ollen näemme, että magneto on magnetosähköinen kone, jonka tehtävänä on muuntaa magneettisen roottorin mekaaninen pyörimisenergia sähköenergiaksi, erityisesti kynttilän suurjännitepurkauksen energiaksi. Vielä nykyäänkin löytyy magneettipohjaisia ​​sytytysjärjestelmiä polttomoottoreihin.

On selvää, että jokaista generaattoria ei voida katsoa olevan magneto, koska vain niitä generaattoreita, jotka on viritetty kestomagneeteilla ja jotka on yleensä kytketty polttomoottoreiden sytytysjärjestelmän suurjännitemuuntajaan, kutsutaan magnetoksi.

Tapahtuu, että magneto ei tarjoa vain sytytystä, vaan myös ajoneuvon sisäverkon virtalähdettä, mutta useimmiten magneto syöttää vain sytytysjärjestelmää.Samaan aikaan markkinoilta löytyy nykyään kestomagneettigeneraattoreita, joissa on useita generaattorikäämiä staattorissa, tällaiset generaattorit sopivat moottoripyöriin, mutta periaatteessa ne ovat yleismaailmallisia.

Joissakin tapauksissa magneettisydämessä oleva lisäkela toimii edelleen sähkön tuottajana junaverkkoon. Magneetit sijaitsevat joskus vauhtipyörässä, jolla on kaksi tehtävää: magneetin ja vaihtovirtageneraattorin aktivointi. Tällaista hybridilaitetta kutsutaan itse asiassa "magdino" sanojen "magneto" ja "dynamo" yhdistelmästä.

Kevyissä moottoripyörissä, suihkukoneissa, moottorikelkoissa, perämoottoreissa, perämoottoreissa Magdinot toimivat yhdessä tasasuuntaajien ja jännitesäätimien kanssa. Magdinon teho ei ole suuri, 100 watin sisällä, mutta se riittää sivuvalaistukseen ja jopa akun lataamiseen. Magdinon etuna on pieni koko ja keveys.

Bensiinipolttomoottoreissa käytettiin perinteisesti pitkään magnetoa, joka antoi virtapulssin sytytystulpalle, kun akkuja ei vielä otettu laajalti käyttöön tähän tarkoitukseen. Nykyäänkin tällaisia ​​ratkaisuja löytyy. Mopojen, ruohonleikkureiden, moottorisahojen kaksi- tai nelitahtiset moottorit. Toisessa maailmansodassa saksalaisissa tankkikaasuttimissa moottoreissa oli magneettisytytysjärjestelmä.

Lentokoneen mäntämoottoreissa on pari sytytystulppia jokaisessa sylinterissä, ja jokainen sytytystulppasarja on kytketty omaan magneetiinsa – vasen ja oikea sytytystulppasarja saa virtansa erikseen. Tämä ratkaisu mahdollistaa polttoaineseoksen tehokkaamman palamisen, ja jos toinen magneettiparista epäonnistuu, toinen jää toimimaan, mikä lisää järjestelmän luotettavuutta.