Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Магнето (значения) .
Схема магнето Bosch, 1911 г.
Простой магнето низкого напряжения для одноцилиндрового двигателя
Якорь высоковольтного магнето
Секция через высоковольтный магнето, с распределителем

Магнит зажигания или магнето высокого напряжения - это магнито, 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 . [1]

В настоящее время использование запальных магнето ограничивается 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 [ править ]

Для зажигания зазора свечи зажигания , особенно в камере сгорания двигателя с высокой степенью сжатия, требуется большее напряжение (или более высокое напряжение ), чем может быть достигнуто с помощью простого магнето. [2] высокое напряжение магнето сочетает в себе генератор тока магнето переменного и трансформатор . [2] Сильный ток при низком напряжении генерируется магнето, а затем преобразуется в высокое напряжение (хотя теперь это намного меньший ток) трансформатором. [2]

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 были первыми, кто разработал практическое высоковольтное магнето. [3]

Магнитное зажигание было представлено на Daimler Phönix 1899 года . За этим последовало Benz , Mors , Turcat-Mery и Nesseldorf , [4] и вскоре был использован на большинстве автомобилей вплоть до около 1918 , в обоих низкого напряжения (напряжения для вторичных обмоток на огонь свечи зажигания) и высоких магнето напряжения (для зажигать свечу зажигания напрямую, подобно катушке зажигания, введенной Bosch в 1903 г.). [4]

Операция [ править ]

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

По мере того как 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. Поскольку 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. [5] Конденсатор работает так же, как демпфер в обратном преобразователе .

Вторая катушка с намного большим количеством витков, чем первичная, намотана на тот же железный сердечник, образуя электрический трансформатор . Отношение витков вторичной обмотки к количеству витков первичной обмотки называется отношением витков . Напряжение на первичной катушке 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, [5] [6]напряжение на вторичной обмотке возрастает до нескольких десятков тысяч вольт, поскольку вторичная обмотка обычно имеет в 100 раз больше витков, чем первичная обмотка. [5]

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.который имеет не только обмотку низкого напряжения, но и вторичную обмотку, состоящую из многих тысяч витков, для обеспечения высокого напряжения, необходимого для свечи (свечей) зажигания. 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 [ править ]

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 обычно имели двойную свечу , при этом каждый цилиндр имел две свечи зажигания , причем каждая свеча имела отдельную магнито-систему. 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, и эти два фронта пламени сокращают время, необходимое для сгорания топлива. Поскольку размер камеры сгорания определяет время сгорания топливного заряда, двойное зажигание было особенно важно для авиадвигателей с большим диаметром цилиндра во время Второй мировой войны. где необходимо было сжечь всю топливную смесь за более короткое время, чем могла обеспечить одна свеча, чтобы создать пиковое давление в цилиндре при желаемых оборотах.

Импульсная связь [ править ]

Поскольку магнето имеет низкое выходное напряжение на низкой скорости, запуск двигателя затруднен. [7] Поэтому некоторые магнето имеют импульсную связь, 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. [7] Ступица магнето вращается, пока приводной вал остается неподвижным, и натяжение пружины нарастает. Когда предполагается, что магнето сработает, грузики освобождаются под действием тела, контактирующего с спусковой рампой. Это позволяет пружине раскручиваться, обеспечивая быстрое вращение вращающегося магнита и позволяя магнето вращаться с такой скоростью, чтобы вызвать искру. [7]

Автомобиль [ править ]

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, так как более крупные двигатели может быть слишком трудно провернуть на достаточной скорости для работы магнето, даже с импульсной связью. По мере повышения надежности аккумуляторных систем зажигания магнето перестало использоваться в автомобилях, но его все еще можно найти в спортивных или гоночных двигателях. [8] [9]

См. Также [ править ]

  • Система зажигания
  • Закон индукции Фарадея
  • Индукционная катушка
  • Трансформатор

Ссылки [ править ]

  1. ^ Селимо Ромео Боттоне (1907). Магнето для автомобилистов, как сделано и как используется: Практическое руководство по изготовлению и адаптации магнето к потребностям автомобилиста . К. Локвуд и сын.
  2. ^ a b c Колдуэлл, О. (1941). Авиадвигатели: для летчиков и наземных инженеров . Питман. п. 88.
  3. ^ Коли, PL (1993). Автомобильное электрооборудование . Тата МакГроу-Хилл. ISBN 0-07-460216-0.
  4. ^ а б Г. Георгано, GN (1985). Автомобили: Ранние и Винтажные, 1886-1930 гг . Лондон: Grange-Universal.
  5. ^ a b c "Архивная копия" . Архивировано 18 сентября 2015 года . Проверено 21 июня 2016 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  6. ^ «Конденсаторы в системах зажигания» . www.smokstak.com . Архивировано 9 июля 2017 года . Проверено 6 мая 2018 .
  7. ^ a b c Крус, Майкл (1995). Силовые установки самолетов . Нью-Йорк: Гленко. п. 180.
  8. ^ Munday, Frank (2006). Custom Auto Electrickery: Как работать с автоматическими электрическими системами и понимать их . Издательская компания МБИ. п. 59. ISBN 0-949398-35-7.
  9. ^ Эмануэль, Дэйв (1996). Малоблочные характеристики Chevy: модификации и испытанные на динамометрических стенах комбинации для высокопроизводительного уличного и гоночного использования . Пингвин. п. 122. ISBN 1-55788-253-3.