Магнето в мотоцикле что это
В 1887 году немецкий инженер и изобретатель Роберт Бош, владелец одноименной компании, разработал и запатентовал первую систему зажигания на основе магнето. Все началось с того, что один из клиентов компании заказал разработку системы зажигания для своего газового двигателя, и вскоре заказ был выполнен. Позже выявились некоторые недостатки, и устройство было доработано. В результате к 1890 году компания Robert Bosch GmbH уже выполняла крупные заказы на системы зажигания на принципе магнето, которые стали поступать отовсюду в огромном количестве.
Спустя семь лет, в 1897 году, устройство было в конце концов адаптировано и для транспортного средства, поскольку компании «Daimler» потребовалось разработать зажигание для трицикла De Dion Bouton. Так проблема зажигания для автомобильных двигателей внутреннего сгорания, работавших на высоких оборотах, была наконец решена. Еще через пять лет, в 1902 году, ученик Роберта Боша, Готтлоб Хонольд, усовершенствовал зажигание на магнето, добавив свечу зажигания, и таким образом сделал устройство универсальным.
Так что же такое магнето? Как оно устроено и работает? Все очень просто, как и все гениальное. Магнето представляет собой генератор переменного тока, в котором роль индуктора выполняет постоянный магнит, приводимый во вращение внешней силой. Магнитный ротор создает вращаясь переменный магнитный поток, который и наводит ЭДС в катушке статора.
Типичное магнето автомобильной системы зажигания содержит обмотки низкого и высокого напряжения. Обмотка низкого напряжения имеет в своей цепи прерыватель и конденсатор, а обмотка высокого напряжения соединена одним своим выводом с массой, и со свечей зажигания — другим своим выводом.
Общее П-образное ярмо, на которое намотаны катушки, представляет собой магнитопровод, в котором и возбуждается переменное магнитное поле посредством вращения постоянного магнита. Часто в качестве обмотки низкого напряжения используется часть витков обмотки высокого напряжения, подобно тому, как выполнены обмотки автотрансформаторов.
Когда магнит вращается, в обмотке низкого напряжения наводится ЭДС, но при этом обмотка накоротко замкнута механическим прерывателем, поэтому в ней возникает индукционный ток, вызванный изменяющимся магнитным потоком, пронизывающим сердечник, поскольку магнит пересекает его своими силовыми линиями. Изменение магнитного потока длится несколько миллисекунд, и в результате имеется замкнутая сама на себя катушка с током в несколько ампер.
В какой-то момент контакты прерывателя размыкаются, ток устремляется из обмотки в конденсатор, и начинаются гармонические колебания в образовавшемся колебательном контуре низкого напряжения, их частота составляет около 1 кГц. Поскольку контакты размыкаются быстро, менее чем за четверть периода колебаний контура первичной цепи, пробоя между контактами прерывателя не происходит, и только после размыкания контактов прерывателя, ЭДС в контуре низкого напряжения достигает амплитуды.
В этот момент на свече, подключенной к обмотке высокого напряжения, происходит искровой пробой, энергия конденсатора низковольтной цепи преобразуется в энергию переменного тока высоковольтной цепи, поскольку колебания в низковольтной цепи продолжаются, и горючая смесь в цилиндре успевает воспламениться.
Колебания длятся не более 1 миллисекунды, в силу значений индуктивности и емкости конструкции магнето, затем контакты прерывателя замыкаются вновь, и начинается очередной цикл нарастания тока в низковольтной цепи, шунтированной самой собой.
Таким образом мы видим, что магнето представляет собой магнитоэлектрическую машину, функция которой заключается в преобразовании механической энергии вращения магнитного ротора в электрическую энергию, в частности — в энергию высоковольтного разряда на свече зажигания. Сегодня еще можно встретить системы зажигания двигателей внутреннего сгорания на базе магнето.
Очевидно не каждый генератор можно отнести к магнето, поскольку к магнето относятся лишь те генераторы, которые возбуждаются от постоянных магнитов, и как правило соединенные с высоковольтным трансформатором системы зажигания двигателей внутреннего сгорания.
Бывает, что магнето обеспечивает не только зажигание, но и электроснабжение бортовой сети транспортного средства, однако чаще всего магнето питает только систему зажигания. Между тем, сегодня можно встретить на рынке генераторы на постоянных магнитах с несколькими генераторными катушками на статоре, такие генераторы подходят для мотоциклов, но в принципе они универсальны.
В некоторых случаях дополнительная обмотка, расположенная на сердечнике магнето, все же служит для генерации электричества для бортовой сети. Иногда магниты располагаются на маховике, который выполняет двойную функцию — возбуждение магнето и возбуждение генератора переменного тока. Такое гибридное устройство называется вообще-то «магдино» от сочетания слов «магнето» и «динамо».
На легких мотоциклах, гидроциклах, снегоходах, на лодочных подвесных моторах можно встретить именно магдино, работающие совместно с выпрямителями и регуляторами напряжения. Мощность магдино не велика, в пределах 100 ватт, но для бортового освещения и даже для зарядки аккумулятора этого вполне достаточно. Преимущество магдино — малые габариты и небольшой вес.
В бензиновых двигателях внутреннего сгорания магнето традиционно применялись с давних времен, обеспечивая импульс тока для свечи зажигания, когда еще батареи не были внедрены массово для этой цели. Даже сегодня такие решения можно встретить. Двухтактные или четырехтактные двигатели мопедов, газонокосилок, бензопил. Во Второй мировой войне карбюраторные двигатели немецких танков имели систему зажигания на магнето.
Поршневые авиационные двигатели имеют на каждом цилиндре пару свечей, и каждая группа свечей подключена к своему магнето — левая и правая группа свечей зажигания питаются раздельно. Такое решение позволяет более эффективно сжигать топливную смесь, а в случае отказа одного из пары магнето, второе остается в работе, это добавляет системе надежности.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Магнето. Устройство и работа. Виды и применение
Еще в 19 веке немецкий изобретатель Бош, который владел своей компанией, разработал на основе магнето первую схему системы зажигания. Со временем в конструкции выявлялись недостатки и производились доработки устройства. В итоге компания Бош в 1890 году уже выполняла большие заказы по изготовлению систем зажигания, основанных на этом принципе. Заказы поступали в большом количестве. В 1902 году ученик Боша – Хоннольд модернизировал эту конструкцию и сделал ее универсальной.
Магнето
Является устройством, служащим для преобразования вращательной энергии ротора в электрический ток, а именно, в разряд высокого напряжения на свечах зажигания в бензиновом моторе внутреннего сгорания. В настоящее время это устройство практически не используется, однако его еще можно увидеть на старых конструкциях автомобильных двигателей, или на пусковых двигателях тракторов.
Если сравнивать это устройство с генератором, то отличие состоит в том, что возбуждение происходит от постоянных магнитов. В зависимости от устройства, магнето может обеспечивать электричеством бортовую сеть транспортного средства, а не только запуск двигателя. Но обычно устройства такого вида используются только для воспламенения топливной смеси, так как их энергии недостаточно для других нужд.
Устройство и работа
Такая конструкция является генератором переменного тока. В нем в качестве индуктора выступает постоянный магнит, который приводится во вращение двигателем. Этот магнитный ротор при вращательном движении образует изменяемый магнитный поток, наводящий электродвижущую силу в катушке статора.
На автомобиле это устройство имеет две обмотки: высокого и низкого напряжения. Низковольтная обмотка соединена с конденсатором и контактным прерывателем, а высоковольтная обмотка соединяется одним концом на массу, а другим со свечей зажигания.
Катушки расположены на общем магнитопроводе П-образной формы, в котором происходит возбуждение переменного магнитного поля путем вращательного движения постоянного магнита. Обычно низковольтная обмотка является частью высоковольтной обмотки, по аналогии устройства автотрансформатора.
Работа магнето происходит следующим образом. При вращении постоянного магнита, в низковольтной обмотке образуется электродвижущая сила. Эта обмотка замкнута контактами прерывателя, вследствие чего в ней появляется индукционный ток, образованный переменным магнитным потоком в магнитопроводе, так как постоянный магнит пересекает его силовыми линиями. Магнитный поток изменяется в течение нескольких долей секунды, в результате в замкнутой катушке протекает большой ток.
В определенный момент прерыватель размыкает свои контакты, и ток обмотки устремляется в конденсатор, в результате чего образуются гармонические колебания низкого напряжения. Так как контакты размыкаются с большой скоростью, то между ними не происходит пробоя. Только после их размыкания электродвижущая сила в контуре достигает своей амплитуды.
В это мгновение на свече зажигания, которая подключена к высоковольтной обмотке, возникает пробой искры, энергия конденсатора переходит в переменный ток высокого напряжения, потому что в низковольтной цепи колебания продолжаются, и топливная смесь в двигателе успевает воспламениться.
Длительность колебаний составляет не больше одной миллисекунды, что обуславливается величиной емкости и индуктивности устройства. Далее прерыватель вновь замыкает свои контакты, и весь цикл повторяется.
В результате можно сказать, что магнето является магнитоэлектрической машиной, которая преобразует вращательное движение постоянного магнита в электрический ток. Некоторые исполнения этого устройства оснащены дополнительной обмоткой, находящейся на магнитопроводе. Эта обмотка служит для выработки электрического тока для бортовой сети мотоцикла или другого средства передвижения. Постоянные магниты, расположенные на маховике, могут исполнять две задачи – возбуждение высокого напряжения для искры на свече зажигания, и возбуждение генератора. Это комбинированное устройство называют «магдино».
Разновидности
Устройства делятся по нескольким факторам.
По направлению вращения:
По количеству искр за оборот ротора:
По габаритным размерам:
Где используется магнето
Чаще всего на лодочных моторах, мотоциклах, мопедах встречаются магдино, функционирующие вместе с регуляторами напряжения и выпрямительными мостами. Их мощность небольшая и может достигать всего 100 Вт, однако для работы габаритных фонарей или зарядки аккумуляторной батареи этого хватает. Достоинством магдино являются малый вес и небольшие габаритные размеры.
В бензиновых моторах магнето обычно использовались с давних времен, создавая искру в свече зажигания, в то время, когда аккумуляторы еще не были так распространены. В настоящее время такие конструкции до сих пор встречаются. Во время войны в немецких танках были установлены карбюраторные моторы, в которых использовали такую систему зажигания.
Самолетные поршневые моторы имеют две свечи на каждом цилиндре. Отдельная группа свечей работает от отдельного магнето – правая и левая группа подсоединены отдельно. Это дает возможность наиболее эффективно работать двигателю, а также повышает надежность работы системы зажигания.
Свет от магнето – реально! Часть 1: Диагностика, ремонт и настройка магнето
Более года я собирал информацию с разных источников на эту тему. Что только не слышал. И бред это, и вовсе не реально. Другие же отвечали тем же бредом (типа итак светит) – школота! Пока сам не наткнулся на одного человека в интернете, у которого руки поистине золотые. Переписывались мы с ним достаточно долго ввиду того, что опыта как у автоэлектрика у меня практически нет, и для того, чтобы информацию предоставить для вас, я должен был ей сам обладать на все 100%.
Итак, приступим. Для переделки магнето нужно будет настроить и оттестировать имеющуюся (об этом часть 1 статьи), затем ее немного модернизировать (об этом часть 2 статьи) и только потом приступить к электронике, позволяющей добыть свет от данного узла (об этом часть 3 статьи). Эта переделка не будет стоить вам практически ничего. Результат – будет лупить искра как в электрошокере! И плюс к этому – свет! Прежде чем ваять что-то из имеющегося у вас магнето, давайте попробуем понять принцип ее работы.
Схема зажигания от магнето: 1 – магнит; 2 – якорь; 3 – индукционная катушка; 4 – выключатель зажигания; 5 – свеча зажигания; 6 – конденсатор; 7 – прерыватель
Магнето устроено просто и состоит из источника электрического тока, представляющего собой небольшой магнитоэлектрический генератор, вырабатывающий ток низкого напряжения, который при помощи индукционной катушки трансформатора преобразуется в ток высокого напряжения. Магнитное силовое поле у магнето образуется постоянным магнитом. Устанавливаемые на мотоциклах магнето имеют вращающийся магнит и неподвижную индукционную катушку — трансформатор. При вращении магнита его полюса вращаются между стоек трансформатора, благодаря чему магнитные силовые линии, меняясь по силе и по направлению, проходят через стойки и сердечник индукционной катушки и то исчезают, то вновь появляются. За счет этого в первичной обмотке индуцируется ток низкого напряжения. В момент размыкания контактов прерывателя первичная цепь разрывается и во вторичной обмотке индуцируется ток высокого напряжения.
Сооружение испытательного стенда
Проверим имеющуюся магнето на работопригодность и как следует отрегулируем. Для обеспечения эффективности выполняемой работы для магнето нужно будет сконструировать привод. Будем делать настольный испытательный стенд. Для проведения данной операции нам потребуется:
И помните! Не допускайте высоких оборотов и не относите бронепровод от корпуса магнето более чем на 10мм – это грозит выходу из строя высоковольтной обмотки катушки! И подолгу не крутите! Только кратковременно!
При включении дрели вал магнето начинает вращаться и приводить конструкцию в рабочее состояние. Прислоните свечу к корпусу магнето и посмотрите, насколько качественная искра образуется на электродах свечи. Если искра слабая, попробуйте отсоединить свечу, снимите с бронепровода наконечник. Зачистите конец бронепровода на 2мм. При включенной дрели смотрите, поднося к корпусу магнето, насколько эффективна искра. Пробуйте поменять обороты на более высокие (приближенные к оборотам двигателя мото). На моем магнето без усовершенствований искра прошивает 7-10 мм! Искра должна быть бело-голубой, без проскоков. Вырабатывается с характерным потрескивающим звуком. Если с этим у вас все в порядке, можете сразу переходить к Части 2 статьи.
Если вас не устраивает работа магнето (искра слабая, искра проскакивает, искра через раз, при повышении оборотов искра вообще пропадает), будем настраивать магнето.
Диагностика и настройка магнето
Для проведения данной процедуры вам потребуется:
Итак, если вас не устроила работа магнето, детали, на которые следует обратить внимание: провода, свеча, конденсатор, контакты и катушка. Можете периодически извлекать магнето из стенда. Первое, с чего начните – это осмотр конструкции магнето. Снимите крышку. Нет ли случайно поврежденных проводов и их изоляции, излишней грязи или замасленности в корпусе, следов дробления металла устройства? Ровно ли прилегают контакты в процессе вращения друг к другу, и образуется ли между ними зазор равный 0,7-1,0мм? Можете воспользоваться подсветкой и лупой.
Свеча и бронепровод
Первое – колпачок бронепровода. Советую от таких (см. фото) вообще отказаться. Поставьте электрический зажим «крокодил» мини. Он отражен на фото в заголовке статьи.
Второе, с чего обычно начинают проверку магнето, это бронепровод: его крепление в посадочном гнезде магнето и цоколь под свечу. Простым способом проверить провод является зачистка с обоих концов любого автомобильного провода зажигания, подходящего по своей длине, примерно на 2 мм с каждого конца. Я использую силиконовый от неоновых ВВ трансформаторов (с неоновой рекламы). Вставьте такой провод вместо существующего, закрепите один его конец в гнезде магнето, второй поднесите к корпусу (массе) примерно на 5 мм. Если от второго зачищенного конца бронепровода или от крокодила высекается искра на массу с расстояния 5 мм – это удовлетворительно.
Если неполадка устранена, замените бронепровод на другой, рабочий. Еще раз проверьте запуск со свечой. Свечу на массу. Присоедините к ней бронепровод. Установите зазор свечи между электродами 0,4-0,6 мм. Запускайте стенд. Без перебоев должна быть искра сильная, светлая, голубого цвета от бокового электрода на центральный. Искра не должна бить на изолятор, вбок, высекаться «через раз». Если у вас все в порядке, переходите к Части 2. Если нет, то…
…проверяем свечу зажигания
Неисправности зажигательных свечей проявляются в виде ослабления или полного исчезновения искрообразования.
Неисправности зажигательной свечи могут быть обнаружены при наружном осмотре:
Исправность свечи проверяется на искру. Для этого надо свечу подсоединить к проводу высокого напряжения и положить ее корпусом на массу так, чтобы был надежный контакт. Запустить механизм вращения. Если искры не будет, то это при исправной системе зажигания указывает на неисправность свечи. Неисправную свечу необходимо заменить.
Конденсатор
Конденсатор предохраняет контакты прерывателя от быстрого обгорания, а также повышает напряжение во вторичной обмотке индукционной катушки. Конденсатор состоит из двух обкладок (полос алюминиевой фольги) и изоляции в виде двух полос тонкой парафинированной бумаги. Все это скатано в виде рулончика и помещено в цилиндрический металлический корпус. Одна обкладка соединена с корпусом конденсатора, другая — с его изолированным выводом. Таким образом, конденсатор прост по устройству, но зачастую малейшая его неисправность приносит много хлопот водителю.
Неисправности конденсатора:
Повреждение изоляции обкладок приводит к прекращению работы зажигания, а обрыв соединений обкладок с корпусом или выводом ведет к потере емкости. При неисправном конденсаторе возникает сильное искрение на контактах прерывателя. Искра между электродами зажигательной свечи ослабевает.
Утечка электрического тока приводит к ослаблению искры, двигатель работает с перебоями.
Если при работающей магнето на контактах наблюдается искра (а ее не должно быть), то замените конденсатор на другой, заведомо рабочий. Если тяжело его купить в магазине, воспользуйтесь обычным автомобильным. Емкость его должна быть в пределах 0,17-0,25мкФ. Ненужный крепеж автомобильного конденсатора 
легко отламывается плоскогубцами. Иногда, приходится корпус конденсатора подровнять на наждаке. Не перегревайте его в данном процессе. Иногда мне приходилось даже ставить и второй конденсатор. Так контакты не подгорают, искры между ними нет. Подключаю оба параллельно. Корпус автомобильного конденсатора крепил к корпусу магнето (это уже кто как сможет), а провод от конденсатора подсоединял на общую клемму, туда же, где подсоединен и основной конденсатор. Единственный минус этого – выступающий наружу конденсатор, который в процессе эксплуатации легко задеть, сломать. Пробуйте бронепроводом на массу. Выдает ток? Все хорошо? Переходите к части 2 статьи. Если нет, идем далее.
Контакты прерывателя
Неисправности прерывателя:
Пригоревшие контакты необходимо зачистить плоской абразивной пластинкой или плоским напильником с мелкой (бархатной) насечкой. Не рекомендуется зачищать контакты наждачной или стеклянной бумагой, так как от них не получается гладкой поверхности, а контакты с неровной поверхностью быстро изнашиваются 
вследствие усиленного их подгорания. Отпаявшуюся вольфрамовую пластинку молоточка надо припаять, зазор между контактами проверить и отрегулировать, поврежденную шинку исправить или заменить.
Опытные владельцы старых ВАЗов знают, что первая причина отказа системы зажигания – контакты. С них всегда начинался осмотр. Потом уже все остальное. Так и в данном случае. Контакты должны плотно прилегать друг к другу, когда выступ эксцентрика их не толкает. Поверхности контактов не должны быть выпуклыми, подгоревшими. А когда эксцентрик их размыкает, максимальный зазор должен составлять 1-1,5 мм.
Подрегулировать этот зазор можно, слегка ослабив верхний винт их крепления вращением нижнего регулировочного винта. Не забудьте закрепить заново верхним. Снимите контакты, при этом не потеряв стопорное кольцо с вала, на котором они стоят. Зачистите контакты от налета. Если есть выемки на поверхности контактов – это следствие их подгорания в процессе работы. Обточить всю поверхность до исчезновения выемок. Если зачищать придется много, можно воспользоваться сначала боковой поверхностью наждака, затем «заполировать» поверхность более тонкими абразивами.
Лучше контакты, конечно, заменить на новые. Но я их в магазинах не встречал (для магнето). Зачищать контакты можно ровно столько, сколько еще существует на них вольфрамовая напайка. Пока ее не сточите – пользуйтесь. Установите контакты на место, зафиксируйте их на валу стопорным кольцом. Установите нужный зазор.
Бывает, на низких и средних оборотах магнето работает хорошо, а на высоких оборотах искра идет в разнос, выдает перебои. Тут верное средство – смотреть пружину контактов (металлическая узкая полоска, загнутая полумесяцем). Выправьте ее слегка в обратную сторону. Пружина в таких случаях не дает должного отпора на высоких оборотах и кулачки не всегда или вообще не успевают размыкаться. Вращайте на стенде магнето и подносите конец бронепровода массе. Как искра? Если все отлично, переходите к части 2 статьи. Если не помогло, идем далее. Осмотрите провода. Оголенные можно обмазать лаком для ногтей или заизолировать. Осмотрите пайки. Если требуется, подпаяйте.
Катушка (трансформатор)
Как правило, катушка не ремонтируется. И она, как правило, реже всего выходит из строя и нуждается в замене. Но все же катушка катушке рознь! Бывает, что от одной ток как молния, с другой нет.
И никогда не выкидывайте заведомо нерабочую катушку! С нее еще много чего можно сделать для вашего мотоцикла! Например, освещение! Но об этом — Часть 3.
В самом начале данной части статьи мы ознакомились с устройством катушки. Она имеет две обмотки: низковольтную (намотана первичной на сердечник и имеет около 400 витков) и высоковольтную (вторичная, намотана поверх первичной и имеет около 18000 витков). Основная беда такой катушки – образование КЗ (короткозамкнутых витков) в высоковольтной обмотке. Это и приводит катушку в негодность. Замените катушку. Или давайте будем усовершенствовать магнето, чтоб никогда больше не сталкиваться с проблемой данной катушки! ( Об этом часть 2).
Пока рассмотрим версию, что вы заменили катушку на другую. Зачистите медный контакт катушки нулевкой. Осмотрите провод и места пайки. Если требуется – подпаяйте. Собирайте магнето и опять на стенд! Установите все нужные зазоры, о которых мы говорили. Запускайте! Искра должна быть! Меняйте обороты вращения! Сейчас все должно быть отлично, но может быть еще один вариант…
… ротор (вращающийся магнит)
Осмотрите ротор магнето. Он не должен быть раскрошен, разбит в процессе эксплуатации. Еще говорят о том, что он может время от времени размагнититься. И о том, что его можно заново намагнитить. Но об этом я не знаю, если честно. Замените ротор, если так все плохо. Удалите осколки металла в корпусе магнето, осмотрите и смажьте подшипники. Люфт подшипников (тем более их нерабочесть) может приводить к разрушению механики магнето и, естественно, к выдаче недостаточного тока.
Внимание! Это важно!
Регулировка эксцентрика
Для настройки искрообразования (силы тока) магнето нужно вращать ослабленный эксцентрик (кулачок) относительно его вала и добиваться наибольшей мощности тока.
Стенд: дрель вращается, конец зачищенного бронепровода при этом подносим к корпусу магнето на расстояние 5мм. Если ток недостаточный или его вообще нет – сейчас приступим к настройке кулачка (он же эксцентрик). Останавливаем дрель. Кулачок крепится на валу одним винтом с шайбой в центре вала.
Ослабляем винт. Вставив отвертку в пазы кулачка, поворачиваем кулачок относительно его оси на валу примерно на 1мм по часовой стрелке. Закрепляем кулачок винтом. Включаем дрель. Смотрим на искру. Она должна быть на расстоянии 5-7 мм до корпуса. Выключаем дрель.
Данную процедуру нужно повторять до тех пор, пока вы не получите наилучший результат. На полную настройку эксцентрика у меня уходит от 20 мин до часа. Но это стоит того! При достижении наилучшего результата, на этом смонтированном стенде можно еще подрегулировать силу тока путем подстройки размера зазора контактов, подбора конденсатора. При условии, что контакты не сгорели, ровные и гладкие, а конденсатор и катушка рабочие, искра будет как молния!