Магнето является источником и распределителем тока высокого напряжения, используемого в карбюраторных двигателях для зажигания рабочей смеси. Принцип действия его показан на рисунке 59. Когда полюсные наконечники вращающегося магнита (ротора) 5 расположены против башмаков магнитопроводов 4, почти все магнитные силовые линии замыкаются через сердечник трансформатора 15. Если ротор повернется на 90° (нейтральное положение), магнитные силовые линии замыкаются через воздушный зазор между полюсными наконечниками и башмаками. Когда ротор поворачивается в нпейтральное положение, магнитные силовые линии пересекают витки первичной 14 и вторичной 13 обмоток трансформатора, в результате чего в них индуктируется электродвижущая сила (э. д. с).

Рис. 59. Принципиальная схема магнето на двигателе трактора:
1—подвижный контакт прерывателя; 2—неподвижный контакт прерывателя; 3—кулачок прерывателя; 4—башмак магнитопровода; 5—ротор; 6—шестерня ротора (ведущая); 7—шестерня распределителя (ведомая); 8—запальные свечи; 9—провод высокого напряжения; 10—неподвижный электрод распределителя; 11—подвижный электрод распределителя; 12—пружинный контакт распределителя; 13—вторичная обмотка трансформатора; 14—первичная обмотка трансформатора; 15—сердечник (магнитопровод) трансформатора; 16—конденсатор.

При замкнутых контактах 1 и 2 прерывателя под действием э. д. с. в первичной обмотке протекает ток, который создает свои магнитный поток вокруг сердечника трансформатора. В момент размыкания контактов ток в первичной цепи исчезает и магнитное поле резко сокращается. При этом во вторичной обмотке индуктируется э. д. с , достигающая 10—25 тыс. вольт. Так как в этот момент подвижный электрод распределителя находится напротив одного из неподвижных, то во вторичной цепи пойдет ток высокого напряжения по следующему пути: вторичная обмотка трансформатора 13, пружинный контакт 12 распределителя, воздушный искровой промежуток между подвижным 11 и неподвижным 10 электродами распределителя, провод высокого напряжения 9, электрод свечи 8 и искровой промежуток свечи, масса двигателя и магнето, первичная обмотка 14, вторичная обмотка.

В момент размыкания контактов прерывателя магнитные силовые линии пересекают также и первичную обмотку трансформатора и поэтому в пей наводится э. д. с. самоиндукции. Ее напряжение (200—300 В) оказывается достаточным, чтобы пробить воздушный зазор между размыкающимися контактами, поэтому в первичной цепи некоторое время может проходить ток самоиндукции. Он замедляет исчезновение магнитного поля, а следовательно, уменьшает э. д. с. во вторичной цепи. Кроме того, искрение в контактах прерывателя приводит к обгоранию их. Чтобы избежать этого, параллельно контактам прерывателя подключен конденсатор 16, благодаря которому в момент размыкания контактов ток самоиндукции не проходит в виде искры между контактами, а идет на зарядку конденсатора.

Ток, проходящий в первичной цепи, достигнет наибольшей величины, когда ротор повернется от нейтрального положения па некоторый угол. Именно в этот момент, чтобы получить наибольшую э. д. с. во вторичной цепи, прерыватель должен разомкнуть первичную цепь. Угол поворота ротора от нейтрального положения до момента размыкания контактов прерывателя называется абрисом магнето. Величина его для различных типов магнето колеблется от 8 до 18°.

Виды магнето двигателя трактора

В зависимости от направления вращения ротора магнето различают:

• правого
• левого вращения.

По числу искр, которые может дать магнето за один оборот ротора, магнето бывают:

• одноискровыми
• двухискровыми.

По размерам магнето обычно делят на две группы:

• малогабаритные
• с нормальными габаритами.

Тракторное магнето с нормальными габаритами предназначено для двигателей с числом цилиндров не менее четырех. Временно магнето этого типа использовалось на двигателях Д-14 и Д-24.

Принцип работы магнето

Магнето представляет собой аппарат переменного тока (с возбуждением от постоянных магнитов), в котором объединены источник тока, трансформатор, прерыватель и распределитель.

По устройству магнето разделяются на следующие основные типы:

1) с неподвижным магнитом и вращающейся обмоткой;

2) с вращающимся постоянным магнитом и неподвижной обмоткой;

3) с вращающимся магнитным коммутатором, в котором магнит и обмотки неподвижны.

Магнето с вращающимся магнитом (рис. 45) применяется чаще, чем другие типы, так как они имеют более простое устройство из-за отсутствия скользящих контактов.

Магнитный поток магнето замыкается через железный сердечник 5, на котором размещены первичная 3 и вторичная 4 обмотки. При вращении ротора 6 магнитный поток, создаваемый током первичной обмотки, будет изменяться как по величине, так и по направлению.

Изменяющийся магнитный поток индуктирует э. д. с. в обеих обмотках сердечника (э. д. с. вращения). Э. д. с. вращения будет достигать максимума в моменты наибольшей скорости изменения магнитного потока (2 раза за один оборот двухполюсного магнита). Э. д. с. вращения в первичной обмотке сердечника при высоких числах оборотов достигает 50-100 в, а во вторичной 2000-3000 в. Однако такая э. д. с. явно недостаточна для образования искры в свече зажигания; кроме того, создаваемая ею искра не всегда проскакивала бы точно в один и тот же заданный момент.

Рис. 45. Принципиальная схема зажигания от магнето: 1 - конденсатор; 2 - прерыватель; 3 - первичная обмотка; 4-вторичная обмотка; 5 - сердечник; 6 - ротор; 7 - свеча зажигания

Для увеличения вторичного напряжения и для возможности точного обеспечения момента получения искры в первичную цепь включен прерыватель 2 тока, контакты которого замыкают первичную цепь тогда, когда э. д. с. в первичной обмотке близка к нулю.

После замыкания контактов э. д. с. в первичной обмотке начинает возрастать, это ведет к возрастанию в ней тока на период поворота якоря на 90°. Ток в первичной обмотке достигает своего наибольшего значения тогда, когда ротор повернется на угол, несколько превышающий 90°, т. е. с некоторым запаздыванием от максимального значения э. д. с. холостого хода. При размыкании контактов прерывателя ток в первичной цепи быстро падает до нуля, а энергия магнитного поля первичной обмотки при этом переходит в электрическую энергию искры на свече 7 зажигания. Таким образом, рабочий процесс магнето разбивается на следующие этапы: возбуждение переменного тока низкого напряжения в первичной обмотке, разрыв первичной цепи, прекращение поступления тока в первичную цепь и возбуждение тока во вторичной цепи, искровой пробой в свече зажигания через распределитель тока высокого напряжения.

Для получения от магнето максимального вторичного напряжения нужно, чтобы прерыватель разомкнул первичную цепь в тот момент, когда индуктированный в ней ток достигает наибольшего значения. Это происходит при определенном положении ротора относительно сердечника. Угол, определяющий положение ротора магнето в момент размыкания контактов прерывателя, называют абрисом магнето. Абрис устанавливается в зависимости от назначения магнето в пределах 7-14°.

Ток первичной цепи системы зажигания от магнето и интенсивность искры возрастают с увеличением числа оборотов ротора. Однако при больших числах оборотов ротора этот ток не будет возрастать, что объясняется значительным повышением индуктивного сопротивления обмотки при увеличении частоты тока.

Системы зажигания от магнето

Помимо рассмотренных ранее систем батарейного зажигания, для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах пусковых карбюраторных двигателей тракторов применяют систему зажигания от магнето. Она состоит из магнето, свечей зажигания и проводов высокого напряжения. Устройство магнето различных марок примерно одинаковое. Отличаются магнето размерами, расположением и конфигурацией отдельных деталей.

Рис. 181. Схема устройства и действия магнето

Магнето - это электромагнитная машина, которая вырабатывает ток низкого напряжения, преобразует его в ток высокого напряжения и распределяет по свечам зажигания. Работая без постороннего источника электрической энергии, магнето объединяет в себе генератор переменного тока низкого напряжения, прерыватель, конденсатор и трансформатор тока высокого напряжения с распределителем (в магнето одноцилиндрового двигателя распределителя тока нет).

На тракторных двигателях наибольшее распространение получило магнето с неподвижными обмотками и вращающимся магнитом. Магнето бывают правого и левого вращения, а по числу искр за один оборот ротора они делятся на двухискровые, четырехискровые и шестиискровые.

Магнето с вращающимся магнитом имеет неподвижный П-образный магнитопровод (рис. 181), между полюсными наконечниками которого вращается двухполюсный или многополюсный магнит 1. В верхней части магнитопровода установлен сердечник магнитопровода с первичной и вторичной обмотками, которые образуют трансформатор тока высокого напряжения. Один из концов первичной обмотки присоединяют к сердечнику, т. е. к массе, а второй - к неподвижной изолированной клемме пе-рывателя 3. Вторичная обмотка одним концом соединяется с первичной обмоткой и через нее с массой, а вторым - с зажимом свечи зажигания.

Магнит находится в корпусе магнето и приводится во вращение от коленчатого вала двигателя. На одном валу. Общие сведения с магнитом находится кулачок прерывателя 3. Параллельно контактам пре- Для проворачивания коленчатого ва-рывателя подключен конденсатор, ла двигателя в период пуска применяет-уменьшающий искрение в контактах пре- ся стартер, питаемый от аккумулятор-рывателя и увеличивающий напряжение ной батареи. Стартер представляет со-во вторичной обмотке. бой электродвигатель постоянного тока Первичная обмотка и вращающийся последовательного возбуждения с мехамагнит образуют в магнето генератор низмом привода и включающим уст-переменного тока низкого напряжения, ройством.

У стартера обмотка возбуждения соединена последовательно с обмоткой якоря. Электродвигатели такого типа развивают максимальный пусковой момент при торможении якоря. Это качество необходимо в начальный период вращения двигателя при пуске, когда момент сопротивления вращения имеет также максимальную величину. Обмотки якоря и обмотки возбуждения стартера обладают минимальным сопротивлением, так как имеют незначительную длину и большое сечение. При включении стартера или полном торможении якоря величина пускового тока у стартеров различного типа достигает 300-800 А. По мере возрастания частоты вращения коленчатого вала крутящий момент, а вместе с ним и мощность, развиваемая стартером, уменьшаются. Мощность стартера зависит от типа и размеров двигателя и может достигать кВт.

Двигатели современных транспортных средств состоят из множества различных механизмов и компонентов. И ни один из них не является лишним — каждый узел выполняет определенную функцию, так или иначе влияющую на работу мотора в целом. Из этого материала вы узнаете, какое у магнето устройство и принцип работы, и зачем этот элемент нужен.

[ Скрыть ]

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, 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

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

Видео «Как установить и отрегулировать магнето?»

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

П ри 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.

П ри 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) [рис. 1] 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;

17) – Клемма дистанционного выключателя зажигания;

18) – Конденсатор;

19) – Пластмассовый наконечник;

20) – Резистор подавления радиопомех.

О дновременно 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.

Е сли 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) [рис. 2, а)] 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.

З ажигание выключают, соединяя первичную обмотку катушки с корпусом («массой») кнопкой (15) [рис. 1] магнето либо выносным выключателем (17).