Magneto — uređaj i princip djelovanja
Godine 1887. njemački inženjer i izumitelj Robert Bosch, vlasnik istoimene tvrtke, razvio je i patentirao prvi sustav magnetskog paljenja. Sve je počelo kada je jedan od kupaca tvrtke naručio razvoj sustava paljenja za njihov plinski motor, a narudžba je ubrzo i ispunjena. Kasnije su otkriveni neki nedostaci i uređaj je modificiran. Kao rezultat toga, do 1890. Robert Bosch GmbH je već ispunjavao velike narudžbe za magnetske sustave paljenja, koji su počeli pristizati u ogromnim količinama sa svih strana.
Sedam godina kasnije, 1897., uređaj je konačno prilagođen za vozilo, jer je Daimler trebao razviti paljenje za tricikl De Dion Bouton. Time je konačno riješen problem paljenja automobilskih motora s unutarnjim izgaranjem koji rade na visokim okretajima. Pet godina kasnije, 1902., učenik Roberta Boscha, Gottlob Honnold, poboljšao je magnetsko paljenje dodavanjem svjećice i tako uređaj učinio univerzalnim.
Dakle, što je magneto? Kako to radi i kako djeluje? Sve je vrlo jednostavno, kao i sve genijalno. Magneto je alternator koji ima ulogu induktora trajni magnettjeran u rotaciju vanjskom silom. Magnetski rotor stvara rotirajući izmjenični magnetski tok koji inducira EMF u namotu statora.
Tipični magnet za automobilski sustav paljenja sadrži zavojnice niskog i visokog napona. Niskonaponska zavojnica ima prekidač i kondenzator u strujnom krugu, a visokonaponska zavojnica spojena je na masu na jednom od svojih priključaka i na svjećice na drugom priključku.
Uobičajeni jaram u obliku slova U na koji su namotane zavojnice je magnetski krug u kojem izmjenično magnetsko polje rotiranjem permanentnog magneta. Često se dio zavoja visokonaponskog namota koristi kao niskonaponski namoti, slično kao što se izrađuju namoti autotransformatora.
Kako se magnet okreće, EMF se inducira u niskonaponskoj zavojnici, ali je zavojnica kratko spojena mehaničkim prekidačem tako da doživljava induciranu struju uzrokovanu promjenom magnetskog toka koji prodire kroz jezgru dok magnet prelazi preko nje svojim linije sila. Promjena magnetskog toka traje nekoliko milisekundi i kao rezultat dolazi do samozatvarajuće zavojnice sa strujom od nekoliko ampera.
U nekom trenutku se kontakti prekidača otvaraju, struja juri od zavojnice do kondenzatora, a harmonijske oscilacije počinju u rezultirajućem niskonaponskom oscilirajućem krugu, njihova frekvencija je oko 1 kHz.Budući da se kontakti brzo otvaraju, za manje od četvrtine perioda titranja prve petlje, nema prekida između kontakata prekidača i tek nakon što se kontakti prekidača otvore, EMF u niskonaponskom krugu doseže amplitudu.
U ovom trenutku dolazi do svjećice spojene na visokonaponski namot, energija kondenzatora niskonaponskog kruga pretvara se u energiju izmjenične struje visokonaponskog kruga, dok se oscilacije u niskonaponskom krugu nastavljaju , a zapaljiva smjesa u cilindru ima vremena da se zapali.
Oscilacije ne traju više od 1 milisekunde, zbog vrijednosti induktiviteta i kapacitivnosti magnetske strukture, zatim se kontakti prekidača ponovno zatvore i sljedeći ciklus porasta struje počinje u niskonaponskom krugu koji se sam pomiče.
Dakle, vidimo da je magneto magnetoelektrični stroj čija je funkcija pretvaranje mehaničke energije rotacije magnetskog rotora u električnu energiju, točnije energiju visokonaponskog izboja na svijeći. Danas još uvijek možete pronaći magnetske sustave paljenja za motore s unutarnjim izgaranjem.
Očito, ne može se svaki generator pripisati magnetu, budući da se magnetom nazivaju samo oni generatori koji su pobuđeni trajnim magnetima i obično su spojeni na visokonaponski transformator sustava paljenja motora s unutarnjim izgaranjem.
Dešava se da magnet osigurava ne samo paljenje, već i napajanje mreže u vozilu, ali najčešće magnet opskrbljuje samo sustav paljenja.U međuvremenu, danas na tržištu možete pronaći generatore s trajnim magnetima s nekoliko zavojnica generatora na statoru, takvi su generatori prikladni za motocikle, ali u načelu su univerzalni.
U nekim slučajevima dodatna zavojnica smještena na magnetskoj jezgri i dalje služi za proizvodnju električne energije za mrežu u vozilu. Magneti se ponekad nalaze na zamašnjaku, koji ima dvostruku funkciju pokretanja magneta i aktiviranja alternatora. Takav hibridni uređaj zapravo se zove «magdino» od kombinacije riječi «magneto» i «dinamo».
Na lakim motociklima, jetovima, motornim sanjkama, izvanbrodskim motorima, izvanbrodskim motorima, možete pronaći Magdinos koji radi zajedno s ispravljačima i regulatorima napona. Snaga magdina nije velika, unutar 100 vata, ali je sasvim dovoljna za bočno osvjetljenje, pa čak i za punjenje baterije. Prednost Magdina je njegova mala veličina i mala težina.
U benzinskim motorima s unutarnjim izgaranjem, magnet se tradicionalno koristio dugo vremena, dajući strujni impuls svjećici, dok baterije još nisu bile široko uvedene u tu svrhu. I danas se mogu naći takva rješenja. Dvotaktni ili četverotaktni motori od mopeda, kosilica, motornih pila. U Drugom svjetskom ratu njemački tenkovski karburatorski motori imali su magnetski sustav paljenja.
Klipni zrakoplovni motori imaju par svjećica na svakom cilindru, a svaki set svjećica povezan je s vlastitim magnetom — lijevi i desni set svjećica napajaju se odvojeno. Ovo rješenje omogućuje učinkovitije sagorijevanje gorive smjese, au slučaju kvara jednog od para magneta, drugi ostaje u funkciji, što dodatno povećava pouzdanost sustava.