万磁王——装置和作用原理
1887 年,同名公司的所有者、德国工程师和发明家罗伯特博世开发了第一个磁力点火系统并获得了专利。一切始于该公司的一位客户订购为其燃气发动机开发点火系统,并很快完成了订单。后来发现了一些缺陷并修改了设备。因此,到 1890 年,罗伯特博世有限公司已经完成了磁力点火系统的大订单,这些订单开始从各地大量运抵。
七年后,即 1897 年,该设备最终被用于车辆,因为戴姆勒需要为 De Dion Bouton 三轮车开发点火装置。至此,汽车内燃机在高转速下的点火问题终于得到解决。五年后,即 1902 年,罗伯特·博世 (Robert Bosch) 的学生戈特洛布·霍诺德 (Gottlob Honnold) 通过添加火花塞改进了磁电机点火装置,从而使该装置普及。
那么什么是磁电机?它是如何工作的,它是如何工作的?一切都很简单,喜欢一切都别出心裁。 Magneto 是一种交流发电机,其中扮演电感器的角色 永久磁铁受外力驱动旋转。磁性转子产生旋转的交变磁通量,从而在定子绕组中感应出 EMF。
典型的汽车点火系统磁电机包含低压和高压线圈。低压线圈在其电路中有一个断路器和一个电容器,高压线圈的一个端子接地,另一端子连接火花塞。
缠绕线圈的普通 U 形磁轭是一个磁路,其中 交变磁场 通过旋转永磁体。通常,高压绕组的部分匝用作低压绕组,类似于自耦变压器绕组的制作方式。
当磁铁旋转时,在低压线圈中感应出 EMF,但线圈被机械开关短路,因此当磁铁穿过铁心时,线圈会经历变化的磁通量引起的感应电流。力线。磁通量的变化持续几毫秒,因此有一个电流为几安培的自闭合线圈。
在某一时刻,断路器触点打开,电流从线圈涌向电容器,由此产生的低压振荡电路开始谐振,其频率约为 1 kHz。由于触头快速打开,在不到四分之一的第一个环路振荡周期内,断路器触头之间没有断开,只有在断路器触头打开后,低压电路中的电动势才会达到振幅。
此时,连接在高压绕组上的火花塞发生,低压电路电容器的能量转换为高压电路的交流电能,低压电路继续振荡,气缸内的可燃混合物有时间点燃。
由于磁性结构的电感和电容值,振荡持续不超过 1 毫秒,然后断路器触点再次闭合,下一个电流上升周期开始在自身移动的低压电路中。
由此可见,磁电机是一种磁电机,其作用是将磁转子转动的机械能转化为电能,具体地说就是将蜡烛上高压放电的能量。今天,您仍然可以找到用于内燃机的基于磁电机的点火系统。
显然,并不是每台发电机都可以归为磁电机,因为只有那些由永磁体励磁并且通常连接到内燃机点火系统的高压变压器的发电机才称为磁电机。
碰巧磁电机不仅提供点火,还提供车辆车载网络的电源,但大多数情况下磁电机只为点火系统供电。同时,今天市场上可以找到定子上有多个发电机线圈的永磁发电机,这种发电机适用于摩托车,但原则上它们是通用的。
在某些情况下,位于磁芯上的附加线圈仍用于为车载网络发电。磁铁有时位于飞轮上,飞轮具有驱动磁铁和激活交流发电机的双重功能。这种混合设备实际上被称为“magdino”,由“magneto”和“dynamo”这两个词组合而成。
在轻型摩托车、喷气式飞机、雪地摩托、舷外机、舷外机上,您会发现 Magdinos 与整流器和稳压器一起工作。 magdino的功率不是很大,在100瓦以内,但是侧光甚至给电池充电都足够了。 Magdino 的优点是体积小、重量轻。
在内燃汽油发动机中,传统上长期使用磁电机,为火花塞提供电流脉冲,当时电池尚未广泛用于此目的。即使在今天也可以找到这样的解决方案。轻便摩托车、割草机、链锯的二冲程或四冲程发动机。在第二次世界大战中,德国坦克化油器发动机具有磁点火系统。
往复式飞机发动机的每个气缸上都有一对火花塞,每组火花塞都与自己的磁铁相连——左右两套火花塞分别供电。该解决方案允许燃料混合物更有效地燃烧,并且在一对磁铁中的一个发生故障的情况下,第二个磁铁继续运行,这增加了系统的可靠性。