Magneto — 装置と動作原理

1887 年、同名の会社のオーナーであるドイツの技術者で発明家のロバート ボッシュは、最初の磁気点火システムを開発し、特許を取得しました。すべては、同社の顧客の 1 人がガス エンジン用の点火システムの開発を注文したときに始まり、すぐにその注文は実現しました。その後、いくつかの欠陥が発見され、装置は修正されました。その結果、1890 年までに、ロバート ボッシュ GmbH はすでに磁気点火システムの大量注文を処理しており、世界中から大量に届き始めました。

7 年後の 1897 年、ダイムラーが三輪車 De Dion Bouton 用の点火装置を開発する必要があったため、この装置は最終的に車両に採用されました。これにより、高回転で動作する自動車内燃機関の点火の問題がついに解決された。 5 年後の 1902 年、ロバート ボッシュの学生であるゴットロブ オノルドは、点火プラグを追加することでマグネト点火を改良し、この装置を汎用化しました。

では、マグネトーとは何でしょうか？それはどのように機能し、どのように機能するのでしょうか？すべてがとてもシンプルで、すべてが独創的です。マグネトーはインダクターの役割を果たすオルタネーターです 永久磁石外力により回転させられます。磁気ローターは、固定子巻線に EMF を誘導する回転交番磁束を生成します。

一般的な自動車点火システムのマグネトには、低電圧コイルと高電圧コイルが含まれています。低電圧コイルの回路にはブレーカーとコンデンサがあり、高電圧コイルの一方の端子はアースに接続され、もう一方の端子は点火プラグに接続されます。

コイルが巻かれている一般的な U 字型ヨークは、磁気回路を構成しています。 交流磁場 永久磁石を回転させることによって。多くの場合、単巻変圧器の巻線の作り方と同様に、高圧巻線の巻線の一部が低電圧巻線として使用されます。

磁石が回転すると、低電圧コイルに EMF が誘導されますが、コイルは機械的なスイッチによって短絡され、磁石がコアを通過するときにコアを貫通する変化する磁束によって引き起こされる誘導電流が発生します。フォースライン。磁束の変化は数ミリ秒続き、その結果、数アンペアの電流で自己閉鎖コイルが発生します。

ある時点で、ブレーカーの接点が開き、電流がコイルからコンデンサに流れ込み、結果として生じる低電圧発振回路で高調波発振が始まります。その周波数は約 1 kHz です。最初のループ発振周期の 4 分の 1 未満の間、接点が急速に開くため、ブレーカー接点間に遮断はなく、ブレーカー接点が開いた後でのみ、低電圧回路内の EMF が振幅に達します。

このとき、高圧巻線に接続された点火プラグが発生し、低圧回路のコンデンサのエネルギーが高圧回路の交流エネルギーに変換され、低圧回路の振動が継続します。 、シリンダー内の可燃性混合物には発火する時間があります。

磁気構造のインダクタンスとキャパシタンスの値により、振動は1ミリ秒以内に持続し、その後ブレーカーの接点が再び閉じ、電流上昇の次のサイクルが低電圧回路自体で始まります。

したがって、マグネトは、磁気ローターの回転の機械的エネルギーを電気エネルギー、特にろうそくの高電圧放電のエネルギーに変換する機能を持つ磁気電気機械であることがわかります。現在でも、内燃エンジン用の磁気ベースの点火システムを見つけることができます。

明らかに、永久磁石によって励磁され、通常は内燃エンジンの点火システムの高電圧変圧器に接続されている発電機のみがマグネトと呼ばれるため、すべての発電機がマグネトに起因するとは限りません。

マグネトが点火だけでなく、車両の車載ネットワークの電源も供給することがありますが、ほとんどの場合、マグネトは点火システムのみに供給します。一方、今日市場では、ステーターにいくつかの発電機コイルを備えた永久磁石発電機があり、そのような発電機はオートバイに適していますが、原則として普遍的です。

場合によっては、磁気コア上に配置された追加のコイルが、車載ネットワーク用の電力を生成する役割を果たします。フライホイールには磁石が配置されている場合があり、フライホイールには磁石の作動とオルタネーターの作動という 2 つの機能があります。このようなハイブリッドデバイスは、実際には「マグニート」と「ダイナモ」という言葉を組み合わせて「マグディーノ」と呼ばれています。

軽バイク、ジェット機、スノーモービル、船外機、船外機では、整流器や電圧レギュレーターと連携して動作する Magdino を見つけることができます。マグディーノの出力は 100 ワット以内とそれほど大きくありませんが、サイドライトやバッテリーの充電には十分です。 Magdino の利点は、小型で軽量であることです。

内燃ガソリンエンジンでは、バッテリーがまだ広く導入されていなかった頃、点火プラグに電流パルスを供給するためにマグネトーが長い間伝統的に使用されてきました。今日でもそのような解決策は見つかります。モペット、芝刈り機、チェーンソーの 2 ストロークまたは 4 ストローク エンジン。第二次世界大戦中、ドイツの戦車キャブレターエンジンには磁気点火システムが搭載されていました。

レシプロ航空機エンジンには各シリンダーに 1 対の点火プラグがあり、各セットの点火プラグは独自の磁石に接続されており、左右の点火プラグ セットには別々に電力が供給されます。このソリューションにより、燃料混合物のより効率的な燃焼が可能になり、一対の磁石の一方が故障した場合でも、もう一方の磁石が作動し続けるため、システムの信頼性が高まります。