Система зажигания от магнето кратко
Обновлено: 06.07.2024
Еще в 19 веке немецкий изобретатель Бош, который владел своей компанией, разработал на основе магнето первую схему системы зажигания. Со временем в конструкции выявлялись недостатки и производились доработки устройства. В итоге компания Бош в 1890 году уже выполняла большие заказы по изготовлению систем зажигания, основанных на этом принципе. Заказы поступали в большом количестве. В 1902 году ученик Боша – Хоннольд модернизировал эту конструкцию и сделал ее универсальной.
Магнето
Является устройством, служащим для преобразования вращательной энергии ротора в электрический ток, а именно, в разряд высокого напряжения на свечах зажигания в бензиновом моторе внутреннего сгорания. В настоящее время это устройство практически не используется, однако его еще можно увидеть на старых конструкциях автомобильных двигателей, или на пусковых двигателях тракторов.
Если сравнивать это устройство с генератором, то отличие состоит в том, что возбуждение происходит от постоянных магнитов. В зависимости от устройства, магнето может обеспечивать электричеством бортовую сеть транспортного средства, а не только запуск двигателя. Но обычно устройства такого вида используются только для воспламенения топливной смеси, так как их энергии недостаточно для других нужд.
Устройство и работа
Такая конструкция является генератором переменного тока. В нем в качестве индуктора выступает постоянный магнит, который приводится во вращение двигателем. Этот магнитный ротор при вращательном движении образует изменяемый магнитный поток, наводящий электродвижущую силу в катушке статора.
На автомобиле это устройство имеет две обмотки: высокого и низкого напряжения. Низковольтная обмотка соединена с конденсатором и контактным прерывателем, а высоковольтная обмотка соединяется одним концом на массу, а другим со свечей зажигания.
Катушки расположены на общем магнитопроводе П-образной формы, в котором происходит возбуждение переменного магнитного поля путем вращательного движения постоянного магнита. Обычно низковольтная обмотка является частью высоковольтной обмотки, по аналогии устройства автотрансформатора.
Работа магнето происходит следующим образом. При вращении постоянного магнита, в низковольтной обмотке образуется электродвижущая сила. Эта обмотка замкнута контактами прерывателя, вследствие чего в ней появляется индукционный ток, образованный переменным магнитным потоком в магнитопроводе, так как постоянный магнит пересекает его силовыми линиями. Магнитный поток изменяется в течение нескольких долей секунды, в результате в замкнутой катушке протекает большой ток.
В определенный момент прерыватель размыкает свои контакты, и ток обмотки устремляется в конденсатор, в результате чего образуются гармонические колебания низкого напряжения. Так как контакты размыкаются с большой скоростью, то между ними не происходит пробоя. Только после их размыкания электродвижущая сила в контуре достигает своей амплитуды.
В это мгновение на свече зажигания, которая подключена к высоковольтной обмотке, возникает пробой искры, энергия конденсатора переходит в переменный ток высокого напряжения, потому что в низковольтной цепи колебания продолжаются, и топливная смесь в двигателе успевает воспламениться.
Длительность колебаний составляет не больше одной миллисекунды, что обуславливается величиной емкости и индуктивности устройства. Далее прерыватель вновь замыкает свои контакты, и весь цикл повторяется.
Разновидности
Устройства делятся по нескольким факторам.
По направлению вращения:
По количеству искр за оборот ротора:
По габаритным размерам:
- Малогабаритные. Применяются в мототехнике, мопедах, лодочных моторах, гидроциклах.
- Нормальные. Используются в тракторных четырехцилиндровых моторах.
Где используется магнето
Чаще всего на лодочных моторах, мотоциклах, мопедах встречаются магдино, функционирующие вместе с регуляторами напряжения и выпрямительными мостами. Их мощность небольшая и может достигать всего 100 Вт, однако для работы габаритных фонарей или зарядки аккумуляторной батареи этого хватает. Достоинством магдино являются малый вес и небольшие габаритные размеры.
В бензиновых моторах магнето обычно использовались с давних времен, создавая искру в свече зажигания, в то время, когда аккумуляторы еще не были так распространены. В настоящее время такие конструкции до сих пор встречаются. Во время войны в немецких танках были установлены карбюраторные моторы, в которых использовали такую систему зажигания.
Самолетные поршневые моторы имеют две свечи на каждом цилиндре. Отдельная группа свечей работает от отдельного магнето – правая и левая группа подсоединены отдельно. Это дает возможность наиболее эффективно работать двигателю, а также повышает надежность работы системы зажигания.
Видео: Что такое Магнето? Принцип работы системы зажигания? Как работает система зажигания?
Магнето — это магнитоэлектрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую. В настоящее время иногда применяется в системах зажигания двигателей внутреннего сгорания.
Магнето объединяет в себе магнитоэлектрический генератор, прерыватель и катушку зажигания. Оно вырабатывает ток низкого напряжения и преобразует его в ток высокого напряжения. На тракторах применяют одноискровые и двухискровые магнето левого и правого вращения. У магнето правого вращения ротор, если смотреть со стороны привода, вращается по часовой стрелке.
Магнитная система магнето состоит из двухполюсного или четырех полюсного магнита 9, двух стоек 2 и сердечника 3 индукционной катушки. Стойки и сердечник изготовлены из пластин электротехнической стали.
Одноискровое магнето М-124Б:
а — схема; 1 — жесткая полумуфта; 2 — стойка; 3 — сердечник; 4 — первичная обмотка; 5 — вторичная обмотка; 6 — свеча зажигания; 7 — провод высокого напряжения; 8 — вывод высокого напряжения; 9 — магнит; 10 — стойка неподвижного контакта; 11 — рычажок подвижного контакта; 12 — кулачок; 13 — эксцентрик; 14 — провода; 15 — кнопка выключателя; 16 — вал; 17 — клемма дистанционного выключателя зажигания; 18 — конденсатор; 19 — выключатель;
б — наконечник свечи; 20 — наконечник; 21 — резистор подавления радиопомех;
в — зависимость результирующего магнитного потока Фрез (Фрез-суммарный магнитный поток постоянного магнита и тока первичной обмотки) ЭДС Е1 н тока в первичной обмотке от угла поворота магнита при замкнутой первичной цепи
Одновременно со вторичной обмоткой исчезающий магнитный поток пересекает первичную обмотку, в которой наводит ЭДС самоиндукции, достигающую 300 В. ЭДС самоиндукции, стремясь поддержать прежнее направление тока, заряжает конденсатор, который сразу разряжается через первичную обмотку в обратном направлении, создавая магнитный поток противоположного направления, что способствует более резкому пересечению вторичной обмотки магнитными силовыми линиями и повышению вторичного напряжения. При отсутствии или пробое конденсатора резкого пересечения витков вторичной обмотки не происходит, так как ЭДС самоиндукции поддерживает прежнее направление тока через конденсатор или зазор 0,25…0,35 мм между контактами прерывателя. Вторичное напряжение не достигает требуемого значения и искра в зазоре свечи 0,6… 0,7 мм исчезает или очень слабая (имеет недостаточную энергию).
Магнето:
а — М-48Б1:1 — крышка; 2 — бегунок; 3 — электрод вывода; 4 — электрод бегунка; 5 — контакт; 6 — проводник; 7 — винт; 8 — электрод; 9 — вывод катушки; 10 — электрод дополнительного разрядника; 11—корпус муфты опережения зажигания; 12 — грузики; 13 — пружины; 14 — штифты; 15 — пластины; 16, 19 — ведущий_и ведомый фланцы; 17 — гайка; 18 — втулка; б — прерыватель магнето М-124Б1: 1 — винт; 2 — контакт неподвижный; 3 — рычажок подвижного контакта; 4 — стойка; 5 — пружина подвижного контакта; 6 — эксцентрик; 7 — конденсатор; 8 — фильц для смазки; 9 — кулачок прерывателя; 10 — кнопка ручного выключателя зажигания
Магнето двух- и четырехцилиндровых двигателей имеет распределитель тока .высокого напряжения. Распределитель магнето М-48Б1 двухцилиндрового двигателя П-23 состоит из пластмассового бегунка 2, закрепленного на роторе винтом 7, и крышки 1. Ток высокого напряжения снимается электродом 8 с вывода 9 индукционной катушки и подводится соединительным стальным проводником 6 через латунный подпружинный контакт 5 к электроду бегунка. С бегунка ток поочередно подается через зазор 0,5…0,8 мм к боковым клеммовым электродам 3, а от них по проводам высокого напряжения к электродам свеч.
Магнето М-48Б1, М-24Б и некоторые другие снабжены муфтой опережения зажигания, служащей для автоматического изменения угла опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.
Принцип работы магнето
Магнето представляет собой аппарат переменного тока (с возбуждением от постоянных магнитов), в котором объединены источник тока, трансформатор, прерыватель и распределитель.
По устройству магнето разделяются на следующие основные типы:
1) с неподвижным магнитом и вращающейся обмоткой;
2) с вращающимся постоянным магнитом и неподвижной обмоткой;
3) с вращающимся магнитным коммутатором, в котором магнит и обмотки неподвижны.
Магнето с вращающимся магнитом (рис. 45) применяется чаще, чем другие типы, так как они имеют более простое устройство из-за отсутствия скользящих контактов.
Магнитный поток магнето замыкается через железный сердечник 5, на котором размещены первичная 3 и вторичная 4 обмотки. При вращении ротора 6 магнитный поток, создаваемый током первичной обмотки, будет изменяться как по величине, так и по направлению.
Изменяющийся магнитный поток индуктирует э. д. с. в обеих обмотках сердечника (э. д. с. вращения). Э. д. с. вращения будет достигать максимума в моменты наибольшей скорости изменения магнитного потока (2 раза за один оборот двухполюсного магнита). Э. д. с. вращения в первичной обмотке сердечника при высоких числах оборотов достигает 50-100 в, а во вторичной 2000-3000 в. Однако такая э. д. с. явно недостаточна для образования искры в свече зажигания; кроме того, создаваемая ею искра не всегда проскакивала бы точно в один и тот же заданный момент.
Рис. 45. Принципиальная схема зажигания от магнето: 1 - конденсатор; 2 - прерыватель; 3 - первичная обмотка; 4-вторичная обмотка; 5 - сердечник; 6 - ротор; 7 - свеча зажигания
Для увеличения вторичного напряжения и для возможности точного обеспечения момента получения искры в первичную цепь включен прерыватель 2 тока, контакты которого замыкают первичную цепь тогда, когда э. д. с. в первичной обмотке близка к нулю.
После замыкания контактов э. д. с. в первичной обмотке начинает возрастать, это ведет к возрастанию в ней тока на период поворота якоря на 90°. Ток в первичной обмотке достигает своего наибольшего значения тогда, когда ротор повернется на угол, несколько превышающий 90°, т. е. с некоторым запаздыванием от максимального значения э. д. с. холостого хода. При размыкании контактов прерывателя ток в первичной цепи быстро падает до нуля, а энергия магнитного поля первичной обмотки при этом переходит в электрическую энергию искры на свече 7 зажигания. Таким образом, рабочий процесс магнето разбивается на следующие этапы: возбуждение переменного тока низкого напряжения в первичной обмотке, разрыв первичной цепи, прекращение поступления тока в первичную цепь и возбуждение тока во вторичной цепи, искровой пробой в свече зажигания через распределитель тока высокого напряжения.
Для получения от магнето максимального вторичного напряжения нужно, чтобы прерыватель разомкнул первичную цепь в тот момент, когда индуктированный в ней ток достигает наибольшего значения. Это происходит при определенном положении ротора относительно сердечника. Угол, определяющий положение ротора магнето в момент размыкания контактов прерывателя, называют абрисом магнето. Абрис устанавливается в зависимости от назначения магнето в пределах 7-14°.
Ток первичной цепи системы зажигания от магнето и интенсивность искры возрастают с увеличением числа оборотов ротора. Однако при больших числах оборотов ротора этот ток не будет возрастать, что объясняется значительным повышением индуктивного сопротивления обмотки при увеличении частоты тока.
для железнодорожного транспорта, сертифицированные ВНИИЖТ- "Фаворит К" и "Фаворит Щ", внутренняя и наружная замывка вагонов.
Система зажигания от магнето принципиально отличается от системы батарейного зажигания тем, что устройства для получения тока низкого напряжения, трансформации его в ток высокого напряжения и распределения последнего по свечам объединены в одном приборе. Принцип получения тока низкого напряжения в магнето в основном такой же, как в генераторе переменного тока, с той особенностью, что магнитное поле в магнето создается не электромагнитами, а постоянными магнитами, между полюсами которых вращается якорь магнето с двумя обмотками - первичной и вторичной.
Принципиальная схема системы зажигания от магнето с вращающимися обмотками приведена на фиг. 398.
В первичной обмотке магнето при ее вращении индуктируется ток низкого напряжения, изменяющий в зависимости от положения якоря относительно магнитного поля свое направление дважды за один оборот. Во вторичной обмотке в зависимости от изменений магнитного поля первичной обмотки индуктируется ток высокого напряжения аналогично тому, как в катушке зажигания. Отличие заключается в том, что ток, индуктированный в первичной, а следовательно, и во вторичной обмотках якоря, за один его оборот меняется не только по величине, как в катушке зажигания, но и по направлению, являясь, таким образом, током переменным. Для разрыва первичной цепи и одновременного обеспечения быстрого исчезновения магнитного поля здесь также применяется прерыватель с конденсатором, включенным параллельно его контактам, а для распределения тока по цилиндрам - распределитель.
Магнето, выполненное по подобной схеме, имеет ряд недостатков; основной из них состоит в том, что при вращающихся обмотках требуется применение скользящих контактов, усложняющих конструкцию магнето и уход за ним, а также снижающих надежность действия. Кроме того; при вращающемся якоре можно за один его оборот получить только две искры, так как ток в обмотках якоря достигает максимума дважды за один оборот. Поэтому магнето с вращающимися обмотками вытеснены в настоящее время магнето с вращающимся магнитом и неподвижными обмотками.
В магнето такого типа первичная и вторичная обмотки намотаны на перемычке неподвижного П-образного сердечника, между башмаками которого вращается постоянный магнит
(фиг. 399). Принципиальная схема такого магнето показана на фиг. 400. Магнитный поток вращающегося магнита, замыкаясь через сердечник, изменяется по величине и направлению два раза за каждый оборот магнита.
На фиг. 401 сверху показано прохождение магнитного потока через сердечник при различных последовательных положениях вращающегося магнита (ротора). При горизонтальном положении ротора (положение а) силовые линии проходят через сердечник в направлении, условно отмеченном стрелками. Когда ротор повернется на 90° и займет вертикальное положение (положение б), силовые линии замыкаются непосредственно через башмаки, не проходя через сердечник. При дальнейшем вращении ротора (положение б) магнитный поток опять будет проходить через сердечник, но уже в обратном направлении. Наконец, при повороте ротора еще на 90° (положение г) магнитный поток снова замкнется через башмаки. Величина магнитного потока, проходящего через сердечник, изменяется от максимума до нуля, затем снова возрастает до максимума (при обратпом направлении магнитного потока) и снова уменьшается до нуля. Примерная зависимость величины магнитного потока Ф от угла поворота ротора приведена на фиг. 401 внизу. Величина э. д. с, индуктированной в первичной обмотке, зависит от скорости изменения магнитного потока, которая будет наибольшей в те моменты, когда магнитный поток меняет свое направление. На том же графике фиг. 401 (кривая Е) показан примерный характер изменения э. д. с, индуктируемой в первичной обмотке, в зависимости от угла поворота ротора. В положениях б и г ротора (90 и 270°) э. д. с. достигает максимального значения.
Читайте также: