Магнито зажигания - Ignition magneto

Схема магнето Bosch, 1911 г.
Простой магнето низкого напряжения для одноцилиндрового двигателя
Якорь высоковольтного магнето
Секция через высоковольтный магнето, с распределителем

Магнето зажигания или магнето высокого напряжения - это магнето, которое обеспечивает ток для системы зажигания двигателя с искровым зажиганием , такого как бензиновый двигатель . Он выдает импульсы высокого напряжения для свечей зажигания . Старый термин « напряжение» означает « напряжение» .

Использование запального магнето в настоящее время ограничено в основном двигателями, где нет другого источника электропитания, например, в газонокосилках и бензопилах . Он также широко используется в авиационных поршневых двигателях, хотя обычно имеется электрическое питание. В этом случае считается, что работа магнето с автономным питанием обеспечивает повышенную надежность; Теоретически магнето должно продолжать работать, пока вращается двигатель.

История

Зажигание зазора свечи зажигания , особенно в камере сгорания двигателя с высокой степенью сжатия, требует большего напряжения (или более высокого напряжения ), чем может быть достигнуто с помощью простого магнето. Магнето высокого напряжения объединяет в себе магнитогенератор переменного тока и трансформатор . Сильный ток при низком напряжении генерируется магнето, а затем преобразуется в высокое напряжение (хотя теперь это намного меньший ток) трансформатором.

Первым, кто разработал идею магнето высокого напряжения, был Андре Будевиль , но в его конструкции не было конденсатора ( конденсатора ); Фредерик Ричард Симмс в сотрудничестве с Робертом Бошем был первым, кто разработал практическое высоковольтное магнето.

Магнитное зажигание было введено на Daimler Phönix 1899 года . За ним последовали Benz , Mors , Turcat-Mery и Nesseldorf , и вскоре он использовался на большинстве автомобилей примерно до 1918 года как при низком напряжении (напряжение для вторичных катушек для зажигания свечей зажигания), так и при высоком напряжении магнето (для зажигания искры). подключите напрямую, аналогично катушке зажигания, представленной Bosch в 1903 году).

Операция

В типе, известном как челночный магнето , двигатель вращает катушку с проволокой между полюсами магнита . В индукторе магнето , то магнит вращается и катушка остается неподвижной.

Когда магнит движется относительно катушки, магнитная индукционная связь катушки изменяется. Это вызывает в катушке ЭДС , которая, в свою очередь, вызывает протекание тока. Один или несколько раз за оборот, как только полюс магнита удаляется от катушки и магнитный поток начинает уменьшаться, кулачок размыкает контактный выключатель (называемый «точками» по отношению к двум точкам автоматического выключателя) и прерывает электрический ток. Это приводит к быстрому разрушению электромагнитного поля в первичной катушке. По мере того, как поле быстро спадает, на первичной катушке индуцируется большое напряжение (как описано в законе Фарадея ).

Когда точки начинают открываться, расстояние между точками изначально таково, что напряжение на первичной катушке будет дугой через точки. Конденсатор помещают поперек точек , который поглощает энергию , запасенную в индуктивности рассеяния первичной обмотки, и замедляет время нарастания напряжения первичной обмотки , чтобы позволить точки , чтобы полностью открыть. Конденсатор работает аналогично демпфирующему преобразователю с обратным ходом .

Вторая катушка с гораздо большим числом витков, чем первичная, намотана на тот же железный сердечник, образуя электрический трансформатор . Отношение витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки называется отношением витков . Напряжение на первичной обмотке приводит к тому, что пропорциональное напряжение индуцируется на вторичной обмотке катушки. Соотношение витков между первичной и вторичной обмотками выбирается таким образом, чтобы напряжение на вторичной обмотке достигало очень высокого значения, достаточного для возникновения дуги в зазоре свечи зажигания. Когда напряжение первичной обмотки повышается до нескольких сотен вольт, напряжение на вторичной обмотке повышается до нескольких десятков тысяч вольт, поскольку вторичная обмотка обычно имеет в 100 раз больше витков, чем первичная обмотка.

Конденсатор и катушка вместе образуют резонансный контур, который позволяет энергии колебаться от конденсатора к катушке и обратно. Из-за неизбежных потерь в системе это колебание затухает довольно быстро. Это рассеивает энергию, которая была сохранена в конденсаторе, вовремя для следующего закрытия точек, оставляя конденсатор разряженным и готовым к повторению цикла.

На более продвинутых магнето кулачковое кольцо может вращаться с помощью внешнего рычага для изменения момента зажигания.

В современной установке магнето имеет только одну обмотку низкого напряжения, которая подключена к внешней катушке зажигания, которая не только имеет обмотку низкого напряжения, но и вторичную обмотку на многие тысячи витков для подачи высокого напряжения, необходимого для искры. вилка (и). Такая система известна как система зажигания с «передачей энергии». Первоначально это было сделано потому, что было легче обеспечить хорошую изоляцию для вторичной обмотки внешней катушки, чем в катушке, скрытой в конструкции магнето (ранние магнето имели узел катушки снаружи от вращающихся частей, чтобы облегчить их установку. изолировать - в ущерб эффективности). В более современное время изоляционные материалы улучшились до такой степени, что создание автономных магнето относительно легко, но системы передачи энергии все еще используются там, где требуется максимальная надежность, например, в авиационных двигателях.

Авиация

Поскольку он не требует батареи или другого источника электроэнергии, магнето представляет собой компактную и надежную автономную систему зажигания, поэтому его продолжают использовать во многих областях авиации общего назначения .

С начала Первой мировой войны в 1914 году авиационные двигатели с магнитным приводом , как правило, имели двойную свечу , при этом каждый цилиндр имел две свечи зажигания , причем каждая свеча имела отдельную систему магнито. Двойные свечи обеспечивают как резервирование в случае отказа магнита, так и улучшенные характеристики двигателя (за счет улучшенного сгорания). Двойные искры создают два фронта пламени внутри цилиндра, причем эти два фронта пламени сокращают время, необходимое для сгорания топлива. Поскольку размер камеры сгорания определяет время сжигания топливного заряда, двойное зажигание было особенно важно для авиадвигателей с большим диаметром цилиндра во время Второй мировой войны, где было необходимо сжечь всю топливную смесь за более короткое время, чем одна свеча. может обеспечить максимальное давление в цилиндре при желаемых оборотах.

Импульсная муфта

Поскольку магнето имеет низкое выходное напряжение на низкой скорости, запуск двигателя затруднен. Поэтому некоторые магнето имеют импульсную муфту, пружинную механическую связь между двигателем и приводным валом магнето, которая «заводится» и «отпускает» в нужный момент для вращения вала магнето. В импульсной муфте используются пружина, кулачок ступицы с грузиками и кожух. Ступица магнето вращается, пока приводной вал остается неподвижным, и натяжение пружины нарастает. Когда предполагается, что магнето сработает, грузики освобождаются под действием тела, контактирующего с рамой спускового крючка. Это позволяет пружине раскручиваться, давая вращающемуся магниту быстрое вращение и позволяя магнето вращаться с такой скоростью, чтобы вызвать искру.

Автомобиль

Некоторые авиационные двигатели, а также некоторые ранние роскошные автомобили имели системы с двойным подключением, в которых один набор вилок запускался от магнето, а другой набор был подключен к катушке, динамо-машине и цепи батареи. Это часто делалось для облегчения запуска двигателя, поскольку более крупные двигатели может быть слишком сложно провернуть на достаточной скорости для работы магнето, даже с импульсной связью. По мере того, как надежность аккумуляторных систем зажигания повысилась, магнето перестало использоваться в автомобилях, но его все еще можно найти в спортивных или гоночных двигателях.

Смотрите также

Рекомендации