Magneto — zařízení a princip činnosti

V roce 1887 německý inženýr a vynálezce Robert Bosch, majitel stejnojmenné společnosti, vyvinul a patentoval první magnetický zapalovací systém. Vše začalo, když si jeden ze zákazníků společnosti objednal vývoj zapalovacího systému pro svůj plynový motor a brzy byla objednávka splněna. Později byly objeveny některé nedostatky a zařízení bylo upraveno. V důsledku toho Robert Bosch GmbH již v roce 1890 plnil velké objednávky na magnetické zapalovací systémy, které začaly přicházet v obrovském množství ze všech koutů světa.

O sedm let později, v roce 1897, bylo zařízení nakonec upraveno pro vozidlo, protože Daimler potřeboval vyvinout zapalování pro tříkolku De Dion Bouton. Tím byl definitivně vyřešen problém zapalování u automobilových spalovacích motorů pracujících při vysokých otáčkách. O pět let později, v roce 1902, student Roberta Bosche, Gottlob Honnold, vylepšil magnetické zapalování přidáním zapalovací svíčky a učinil tak zařízení univerzální.

Co je tedy magneto? Jak to funguje a jak to funguje? Všechno je velmi jednoduché, jako všechno důmyslné. Magneto je alternátor, ve kterém hraje roli induktor stálý magnetpoháněna do rotace vnější silou. Magnetický rotor vytváří rotující střídavý magnetický tok, který indukuje EMF ve vinutí statoru.

Typické magneto automobilového zapalovacího systému obsahuje nízkonapěťové a vysokonapěťové cívky. Nízkonapěťová cívka má ve svém obvodu přerušovač a kondenzátor a vysokonapěťová cívka je připojena k zemi na jedné z jejích svorek a k zapalovacím svíčkám na její druhé svorce.

Společným třmenem ve tvaru U, na kterém jsou cívky navinuty, je magnetický obvod, ve kterém střídavé magnetické pole otáčením permanentního magnetu. Často se část závitů vysokonapěťového vinutí používá jako nízkonapěťová vinutí, podobně jako se vyrábí vinutí autotransformátorů.

Jak se magnet otáčí, v nízkonapěťové cívce se indukuje elektromagnetické pole, ale cívka je zkratována mechanickým spínačem, takže je vystavena indukovanému proudu způsobenému měnícím se magnetickým tokem pronikajícím do jádra, když je magnet protíná se svým magnetem. siločáry. Změna magnetického toku trvá několik milisekund a výsledkem je samozavírací cívka s proudem několika ampér.

V určitém okamžiku se rozepnou kontakty přerušovače, proud vyrazí z cívky do kondenzátoru a ve vzniklém nízkonapěťovém oscilačním obvodu začnou harmonické kmity, jejich frekvence je asi 1 kHz.Protože se kontakty otevírají rychle, po dobu kratší než čtvrtiny první oscilační periody smyčky, nedojde k přerušení mezi kontakty přerušovače a teprve po rozepnutí kontaktů přerušovače dosáhne EMF v nízkonapěťovém obvodu amplitudy.

V tomto okamžiku nastane zapalovací svíčka připojená k vysokonapěťovému vinutí, energie kondenzátoru nízkonapěťového obvodu se přemění na střídavou energii vysokonapěťového obvodu, protože oscilace v nízkonapěťovém obvodu pokračují a hořlavá směs ve válci má čas se vznítit.

Oscilace netrvají déle než 1 milisekundu, kvůli hodnotám indukčnosti a kapacity magnetické struktury, pak se kontakty přerušovače opět uzavřou a další cyklus nárůstu proudu začíná v nízkonapěťovém obvodu, který se pohybuje sám.

Vidíme tedy, že magneto je magnetoelektrický stroj, jehož funkcí je přeměnit mechanickou energii otáčení magnetického rotoru na energii elektrickou, konkrétně energii vysokonapěťového výboje na svíčce. Dnes se stále můžete setkat se zapalovacími systémy na bázi magnetu pro spalovací motory.

Je zřejmé, že ne každý generátor lze připsat magnetu, protože pouze ty generátory, které jsou buzeny permanentními magnety a jsou obvykle připojeny k vysokonapěťovému transformátoru zapalovacího systému spalovacích motorů, se nazývají magneto.

Stává se, že magneto zajišťuje nejen zapalování, ale i napájení palubní sítě vozidla, ale nejčastěji magneto napájí pouze zapalovací systém.Přitom dnes na trhu najdete generátory s permanentními magnety s několika generátorovými cívkami na statoru, takové generátory jsou vhodné pro motocykly, ale v zásadě jsou univerzální.

V některých případech ještě slouží k výrobě elektřiny pro palubní síť přídavná cívka umístěná na magnetickém jádru. Magnety jsou někdy umístěny na setrvačníku, který má dvojí funkci ovládání magnetu a aktivaci alternátoru. Takové hybridní zařízení se ve skutečnosti nazývá «magdino» z kombinace slov «magneto» a «dynamo».

Na lehkých motocyklech, tryskách, sněžných skútrech, přívěsných motorech, přívěsných motorech najdete Magdinos spolupracující s usměrňovači a regulátory napětí. Výkon magdina není velký, do 100 wattů, ale na boční svícení a dokonce i na nabíjení baterie to docela stačí. Výhodou Magdina jsou jeho malé rozměry a nízká hmotnost.

Ve spalovacích benzinových motorech se dlouhou dobu tradičně používalo magneto, které poskytovalo proudový impuls do zapalovací svíčky, když baterie pro tento účel ještě nebyly široce zavedeny. I dnes lze taková řešení najít. Dvoutaktní nebo čtyřtaktní motory z mopedů, sekaček, motorových pil. Ve druhé světové válce měly německé tankové karburátorové motory magnetický zapalovací systém.

Pístové letecké motory mají na každém válci pár zapalovacích svíček a každá sada zapalovacích svíček je připojena k vlastnímu magnetu – levá a pravá sada zapalovacích svíček jsou napájeny samostatně. Toto řešení umožňuje efektivnější spalování palivové směsi a v případě poruchy jednoho z dvojice magnetů zůstává v provozu druhý, což dodává systému spolehlivost.