Magneto - apparaat en werkingsprincipe

In 1887 ontwikkelde en patenteerde de Duitse ingenieur en uitvinder Robert Bosch, eigenaar van het gelijknamige bedrijf, het eerste magnetische ontstekingssysteem. Het begon allemaal toen een van de klanten van het bedrijf opdracht gaf tot de ontwikkeling van een ontstekingssysteem voor hun gasmotor, en al snel werd de bestelling uitgevoerd. Later werden enkele gebreken ontdekt en werd het apparaat aangepast. Als gevolg hiervan vervulde Robert Bosch GmbH in 1890 al grote bestellingen voor magnetische ontstekingssystemen, die van overal in grote hoeveelheden begonnen aan te komen.

Zeven jaar later, in 1897, werd het apparaat uiteindelijk aangepast voor een voertuig, omdat Daimler een ontsteking moest ontwikkelen voor de De Dion Bouton driewieler. Aldus werd het probleem van de ontsteking voor auto's met inwendige verbranding die met hoge toerentallen werken eindelijk opgelost. Vijf jaar later, in 1902, verbeterde een leerling van Robert Bosch, Gottlob Honnold, de magneetontsteking door een bougie toe te voegen en maakte zo het apparaat universeel.

Dus wat is een magneto? Hoe werkt het en hoe werkt het? Alles is heel eenvoudig, zoals alles ingenieus. Magneto is een dynamo waarin de rol van een inductor wordt gespeeld permanente magneetin rotatie gebracht door een externe kracht. De magnetische rotor creëert een roterende alternerende magnetische flux die een EMF induceert in de statorwikkeling.

Een typische magneet voor een auto-ontstekingssysteem bevat laag- en hoogspanningsspoelen. De laagspanningsspoel heeft een onderbreker en een condensator in zijn circuit, en de hoogspanningsspoel is verbonden met aarde op een van zijn aansluitingen en met de bougies op de andere aansluiting.

Het gebruikelijke U-vormige juk waarop de spoelen zijn gewikkeld, is een magnetisch circuit waarin wisselend magnetisch veld door een permanente magneet te laten draaien. Vaak wordt een deel van de windingen van de hoogspanningswikkeling gebruikt als laagspanningswikkelingen, vergelijkbaar met hoe de wikkelingen van autotransformatoren worden gemaakt.

Terwijl de magneet roteert, wordt een EMF geïnduceerd in de laagspanningsspoel, maar de spoel wordt kortgesloten door een mechanische schakelaar zodat deze een geïnduceerde stroom ervaart die wordt veroorzaakt door de veranderende magnetische flux die de kern binnendringt wanneer de magneet deze kruist met zijn kracht lijnen. De verandering in magnetische flux duurt enkele milliseconden en als resultaat ontstaat er een zelfsluitende spoel met een stroom van enkele ampères.

Op een gegeven moment gaan de onderbrekercontacten open, stroomt de stroom van de spoel naar de condensator en beginnen harmonische oscillaties in het resulterende laagspanningsoscillatiecircuit, hun frequentie is ongeveer 1 kHz.Omdat de contacten snel openen, gedurende minder dan een kwart van de oscillatieperiode van de eerste lus, is er geen onderbreking tussen de onderbrekercontacten en pas nadat de onderbrekercontacten zijn geopend, bereikt de EMF in het laagspanningscircuit de amplitude.

Op dit moment vindt de bougie die is aangesloten op de hoogspanningswikkeling plaats, de energie van de condensator van het laagspanningscircuit wordt omgezet in wisselstroomenergie van het hoogspanningscircuit, terwijl de oscillaties in het laagspanningscircuit doorgaan en het brandbare mengsel in de cilinder heeft tijd om te ontbranden.

Trillingen duren niet langer dan 1 milliseconde, vanwege de inductantie- en capaciteitswaarden van de magnetische structuur, daarna sluiten de onderbrekercontacten weer en begint de volgende cyclus van stroomstijging in het zelfbewogen laagspanningscircuit.

We zien dus dat de magneto een magneto-elektrische machine is waarvan de functie is om de mechanische rotatie-energie van de magnetische rotor om te zetten in elektrische energie, met name de energie van een hoogspanningsontlading op een kaars. Tegenwoordig vindt u nog steeds op magneten gebaseerde ontstekingssystemen voor verbrandingsmotoren.

Het is duidelijk dat niet elke generator kan worden toegeschreven aan een magneto, aangezien alleen die generatoren die worden bekrachtigd door permanente magneten en meestal zijn aangesloten op een hoogspanningstransformator van het ontstekingssysteem van verbrandingsmotoren, magneto worden genoemd.

Het komt voor dat de magneto niet alleen voor de ontsteking zorgt, maar ook voor de voeding van het boordnet van het voertuig, maar meestal levert de magneto alleen het ontstekingssysteem.Ondertussen zijn er tegenwoordig op de markt permanentmagneetgeneratoren te vinden met meerdere generatorspoelen op de stator, dergelijke generatoren zijn geschikt voor motorfietsen, maar in principe universeel.

In sommige gevallen dient een extra spoel op de magnetische kern nog steeds om elektriciteit op te wekken voor het boordnet. Magneten bevinden zich soms op het vliegwiel, dat de dubbele functie heeft van het activeren van de magneet en het activeren van de dynamo. Zo'n hybride apparaat heet eigenlijk «magdino» van een combinatie van de woorden «magneto» en «dynamo».

Op lichte motorfietsen, jets, sneeuwscooters, buitenboordmotoren, buitenboordmotoren kunt u Magdinos vinden die samenwerken met gelijkrichters en spanningsregelaars. Het vermogen van de magdino is niet geweldig, binnen 100 watt, maar het is voldoende voor zijverlichting en zelfs voor het opladen van de batterij. Het voordeel van Magdino is het kleine formaat en het lage gewicht.

In benzinemotoren met verbrandingsmotor werd traditioneel lange tijd een magneto gebruikt, die een stroompuls aan de bougie gaf, toen batterijen voor dit doel nog niet op grote schaal werden geïntroduceerd. Zelfs vandaag de dag zijn dergelijke oplossingen te vinden. Tweetakt- of viertaktmotoren van bromfietsen, grasmaaiers, kettingzagen. In de Tweede Wereldoorlog hadden Duitse tankmotoren met carburateur een magnetisch ontstekingssysteem.

Heen en weer bewegende vliegtuigmotoren hebben een paar bougies op elke cilinder en elke set bougies is verbonden met zijn eigen magneet - de linker en rechter bougies worden afzonderlijk van stroom voorzien. Deze oplossing maakt een efficiëntere verbranding van het brandstofmengsel mogelijk, en in het geval dat een van de magneten uitvalt, blijft de tweede in werking, wat de betrouwbaarheid van het systeem ten goede komt.