Магнето

Описание магнето

Так что же представляет собой электронное магнето, какова его схема работы и принцип функционирования? Ответы на эти вопросы мы дадим далее.

Понятие, предназначение и функции

Магнето являет собой магнитоэлектрическое устройство. Этот компонент предназначен для преобразования механической энергии вращения ротора в напряжение, то есть электрическую энергию. В частности, речь идет об энергии высоковольтного разряда на свечах, которая необходима для обеспечения воспламенения горючей смеси и, соответственно, запуска двигателя. На сегодняшний день установка магнето не является приоритетной задачей для автолюбителей, тем не менее, еще можно встретить авто, системы зажигания которых оснащены магнето (автор видео — канал liampic).

Магнето узел нельзя сравнивать с генератором — это разные устройства, поскольку к магнето можно отнести только генераторные механизмы, возбуждающиеся от постоянных магнитов. Кроме того, обычно они должны быть подключены к высоковольтным трансформаторам силовых агрегатов. В зависимости от конструкции, узел может обеспечивать не только запуск силового агрегата, то есть зажигание, но и электроснабжение всей бортовой сети авто. Но, как правило, механизмы такого типа обеспечивают питанием исключительно системы зажигания.

Также нужно добавить, что в настоящее время на рынке можно найти генераторные узлы на постоянных магнитах с катушками на статоре. Их использование допускается на скутерах и мотоциклах, но в целом такие механизмы универсальны.

В соответствии с конструкцией дополнительная обмотка, которая находится на сердечнике, предназначена для генерирования напряжения в электросети. Магниты могут быть расположены на маховике, предназначенном для возбуждения самого магнето, а также генераторного узла. Устройства такого типа обычно ставятся на снегоходы, гидроциклы, мотоциклы и мотороллеры — в них они функционируют в паре с регуляторами и выпрямителями напряжения. Мощность подобного механизма не высокая, она составляет около 100 ватт, однако этого более, чем хватит для света и зарядки АКБ. Основными достоинствами таких механизмов являются небольшие размеры и сравнительно маленький вес.

Конструкция и принцип действия

Схема конструкции устройства

Что касается конструкции, то устройство магнето такое:

1. Подвижный элемент прерывателя зажигания.
2. Его неподвижный компонент.
3. Так называемый кулачок.
4. Башмак магнитопровода.
5. Роторный узел.
6. Его ведущая шестеренка.
7. Ведомая шестеренка механизма.
8. Свечи зажигания.
9. Высоковольтный кабель.
10. Неподвижный электрод.
11. Подвижный электродный элемент.
12. Пружинный контакт устройства.
13. Вторичная обмотка.
14. Первичная обмотка.
15. Магнитопроводный компонент.
16. Конденсатор.

Теперь рассмотрим принцип действия магнето, ведь если вы решили поставить его на свое транспортное средство, вам просто необходимо это знать. Когда контакты замкнуты, в первичной обмотке проходит ток, вызванный действием электромагнитной силы. Благодаря этому току вокруг сердечника и трансформаторного механизма образуется магнитный поток. В тот момент, когда контакты размыкаются, ток больше не передается по механизму, соответственно, магнитное поле становится меньше. В это же время электромагнитная сила образуется во вторичной обмотке — уровень напряжения здесь увеличивается до десятков тысяч вольт.

Поскольку в данный момент подвижный электрод располагается рядом с неподвижным, напряжение будет перемещаться по такому принципу:

• сначала ток протекает на вторичную обмотку трансформаторного устройства 13;
• затем он поступает на пружину 12;
• после этого между электродами образуется искровой поток;
• далее, искра передается на высоковольтный кабель, отмеченный на схеме номером 9;
• через провод напряжение поступает на электрод свечи;
• затем ток по схеме передается на массу силового агрегата и само магнето;
• от него он поступает на первичную и вторичную обмотки (автор видео — канал Yuriy777888).

В тот момент, когда контакты размыкаются, магнитное поле пересекается и с первичной обмоткой, в результате чего в ней образуется электродвижущая сила. Уровень ее напряжения составляет от двухсот до трехсот вольт, но этого слишком мало для того, чтобы пробить воздушный зазор между контактами. Соответственно, на протяжении какого-то времени через эту цепь будет протекать ток самоиндукции. Этот ток позволяет замедлить пропадание магнитного поля, в результате чего он снижает электродвижущую силу на вторичном участке цепи. Также следует отметить, что чрезмерное искрение в контактах прерывательного элемента может привести к их подгоранию.

Для того, чтобы во время работы контакты не подгорали, к ним подключается конденсатор, позволяющий предотвратить прохождение тока между контактами после их размыкания. Сам ток поступает на зарядку этого элемента. Напряжение в первичной цепи будет наиболее высоким в тот момент, когда ротор выйдет из начального положение на какой-либо угол. Когда это происходит, в узле осуществляется размыкание первичной цепи, благодаря этому обеспечивается наиболее высокий параметр электродвижущей силы. В зависимости от конструкции и вида узла, угол колебания ротора может варьироваться в районе 8-18 градусов.

>Фотогалерея 1. Магнето в снятом виде 2. Одноискровое магнето М-124 3. Магнето 151М

Видео «Как установить и отрегулировать магнето?»

Подробная инструкция на тему самостоятельной установки и регулировки магнето представлена на видео ниже (автор ролика — канал MegaMpal).

При вращении магнита его полюсные наконечники поочерёдно проходят мимо стоек магнето. При этом магнитный поток замыкается через сердечник трансформатора. Когда магнит устанавливается параллельно стойкам (в нейтральном положении), магнитный поток замыкается через башмаки стоек. Следовательно, за один оборот двухполюсного магнита в сердечнике трансформатора магнитный поток меняется дважды. Изменяющийся магнитный поток (как по значению, так и по направлению) пересекает витки первичной и вторичной обмоток. В первичной обмотке наводится переменный ток низкого напряжения (12-20 В), который течёт по цепи: первичная обмотка – замкнутые контакты прерывателя – «масса» магнето – первичная обмотка. Во вторичной обмотке создаётся ЭДС (электродвижущая сила) порядка 1,0-1,5 кВт, которая не пробивает промежуток свечи.

При отклонении магнита от нейтрального положения в сторону вращения на угол 8-10 градусов, который именуется углом отрыва (абрис), в первичной обмотке течёт наибольший ток, создающий максимальный магнитный поток вокруг катушки. В этот момент кулачок прерывателя размыкает контакты. При этом тока и магнитного потока первичной обмотки нет. Исчезающий магнитный поток пересекает вторичную обмотку и индуктирует ней ток высокого напряжения (11-24 кВ), который подводится по проводу (7) высокого напряжения к свече (6), где пробивает искровой промежуток, воспламеняет рабочую смесь, а потом по «массе» и первичной обмотке возвращается во вторичную.

Рис. 1. Схема одноискрового магнето М-124Б.

1) – Жёсткая 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 неподвижного контакта;

12) – Кулачок;

13) – Эксцентрик;

14) – Провода;

15) – Кнопка выключателя;

16) – Вал;

17) – Клемма дистанционного выключателя зажигания;

18) – Конденсатор;

19) – Пластмассовый наконечник;

20) – Резистор подавления радиопомех.

Одновременно со вторичной обмоткой исчезающий магнитный поток пересекает первичную обмотку, в которой наводит ЭДС самоиндукции (достигает 300 В). Электродвижущая сила самоиндукции, стремясь поддержать прежнее направление тока, заряжает конденсатор, который сразу же разряжается через первичную обмотку в обратном направлении, создавая магнитный поток противоположного направления исчезающему. Это способствует более резкому пересечению вторичной обмотки магнитными силовыми линиями и повышению вторичного напряжения. При отсутствии либо пробое конденсатора резкого пересечения витков вторичной обмотки не происходит, ввиду того, что поддерживается прежнее направление тока через конденсатор либо зазор 0,25-0,35 мм между контактами прерывателя, пробиваемый ЭДС самоиндукции. Вторичное напряжение не достигает требуемого значения и искра в зазоре 0,6-0,75 мм свечи исчезает либо обладает недостаточной энергией.

Если контакты прерывателя будут размыкаться при абрисе (углах отрыва), не соответствующих максимальному току в первичной обмотке, вторичное напряжение может оказаться недостаточным для пробоя искрового промежутка свечи.

В случае снятия провода высокого напряжения со свечи при работе двигателя происходит повышение вторичного напряжения примерно в 1,5 раза. Для защиты вторичной обмотки от пробоя в магнето предусмотрен предохранительный искровой промежуток 10-12 мм между выводом (9) высокого напряжения и специальным электродом (10) (винтом либо выступом).

Рис. 2. Устройство магнето.

а) – Магнето 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) – Ведущий фланец;

17) – Гайка;

18) – Втулка;

19) – Ведомый фланец;

б) – Прерыватель магнето М-124Б1:

1) – Винт;

2) – Неподвижный контакт;

3) – Рычажок подвижного контакта;

4) – Стойка;

5) – Пружина подвижного контакта;

6) – Эксцентрик;

7) – Конденсатор;

8) – Фильц для смазывания;

9) – Кулачок прерывателя;

10) – Кнопка ручного выключателя зажигания.

Зажигание выключают, соединяя первичную обмотку катушки с корпусом («массой») кнопкой (15) магнето либо выносным выключателем (17).

Зажигание от магнето

Магнето — 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.

Электрическую цепь составляют первичная 4 и вторичная 5 обмотки трансформатора, подвижной и неподвижный контакты прерывателя, закрепленные соответственно на изолированном рычажке 11 и стойке 10, соединенной с «массой». Параллельно контактам прерывателя подключен конденсатор 18.

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

Контакты прерывателя размыкаются кулачком 12, установленным на конце вала магнита. На втором конце вала закреплена жесткая приводная полумуфта 1 (или центробежный автомат опережения зажигания). Один конец первичной обмотки соединен с сердечником («массой»), второй с рычажком подвижного контакта прерывателя. Концы вторичной обмотки подключены: один — к концу первичной обмотки, второй — к выводу 8 высокого напряжения. Далее ток высокого напряжения подводится по высоковольтному проводу 7 к свече непосредственно или через распределитель.

При вращении магнита его полюсные наконечники поочередно проходят мимо стоек, при этом магнитный поток замыкается через сердечник трансформатора. Когда магнит устанавливается парал­лельно стойкам (в нейтральном положении), магнитный поток замыкается через башмаки стоек. Таким образом, за один оборот двух­полюсного магнита в сердечнике трансформатора магнитный поток меняется дважды. Изменяющийся как по величине, так и по направ­лению магнитный поток пересекает витки первичной и вторичной обмоток. В первичной обмотке наводится переменный ток низкого напряжения (12…20 В), который течет по цепи: первичная обмотка — замкнутые контакты прерывателя — «масса» магнето — первичная обмотка. Во вторичной обмотке создается ЭДС порядка 1,0…1,5 кВ, которая не пробивает искровой промежуток свечи. При отклонении магнита от нейтрального положения в сторону вращения на 8…10° в первичной обмотке течет наибольший по величине ток, создающий максимальный магнитный поток вокруг катушки. В этот момент кулачок прерывателя должен размыкать контакты. Ток и магнитный поток первичной обмотки ис­чезают. Исчезающий магнитный поток пересекает вторичную обмотку и индуктирует в ней ток высокого напряжения (11…24 кВ), кото­рый подводится по проводу высокого напряжения 7 к свече 6, где пробивает искровой промежуток, воспламеняет смесь, а затем по «массе» и первичной обмотке возвращается во вторичную.

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.