Типы магнето, строение и принципы функционирования. Системы низкого и высокого напряжения.

Магнето высокого напряжения представляет собой магнито­электрическую машину, принцип действия которой основан на законе индукции токов.

Ток высокого напряжения в магнето получается следующим образом:

1. Механическая энергия, получаемая от двигателя, преобра­зуется при помощи индукции в электрическую энергию перемен­ного тока низкого напряжения (30 ÷ 40 В).

2. Переменный ток низкого напряжения трансформируется в ток высокого напряжения (12 000—18 000 В) и подается к све­чам цилиндров.

Преобразование механической энергии в электрическую до­стигается при пересечении проводниками силовых линий магнит­ного поля, вследствие чего в проводниках возникает индуктиро­ванная электродвижущая сила (ЭДС) и при наличии замкнутой электрической цепи — электрический ток.

Магнитное поле создается постоянными искусственными маг­нитами, неподвижными или приводимыми во вращение от ко­ленчатого вала двигателя при помощи шестеренчатой передачи.

Электрический ток низкого напряжения может быть получен следующими способами:

• перемещением проводника относительно магнитного по­тока неподвижного магнита;

• перемещением магнита относительно неподвижного про­водника;

• перемещением промежуточного, элемента, который создает изменение магнитного потока, при неподвижном проводнике и неподвижном магните.

В зависимости от способа получения тока низкого напряже­ния магнето делятся на следующие типы:

• с вращающимися обмотками и неподвижными магнитами;

• с вращающимися магнитами и неподвижными обмотками;

• с неподвижными магнитами и обмотками и вращающимся промежуточным элементом.

На современных авиационных двигателях применяются маг­нето типа БСМ с вращающимися магнитами и неподвижными обмотками. Условное обозначение БСМ расшифровывается так: Б — большая; С — серия; М — магнето, а цифра, приписанная к условному обозначению, например, БСМ-5, означает число ци­линдров двигателя, которое может обслуживать магнето. Маг­нето БСМ могут быть двухискровыми, т. е. дающими две искры, и четырехискровыми, дающими четыре искры за один оборот ро­тора магнето.

Магнето этого типа снабжены механизмом автоматического опережения зажигания и могут быть собраны как для правого, так и для левого вращения ротора.

На рис. 5.10 показана принципиальная схема магнето типа БСМ, в электрическую цепь которого для упрощения схемы включены переключатель 1 и одна запальная свеча 2. Штрихпунктирной линией М изображена масса корпуса магнето и дви­гателя.

Магнето БСМ состоит из двух основных систем — магнитной и электрической.

Магнитная система служит для создания переменного маг­нитного потока в сердечнике трансформатора и состоит из ро­тора 3, двух башмаков 4 и сердечника 5. Башмаки и сердечник являются магнитопроводами, а ротор представляет собой посто­янный четырехполюсный магнит. Ротор приводится в дви­жение от коленчатого вала через шестеренчатую передачу, валик 6 и центробежные грузики 7 механизма опережения зажи­гания.

Электрическая система состоит из двух цепей — цепи тока низкого напряжения и цепи тока высокого напряжения.

Обмотка 5, служащая для получения тока низкого напряже­ния, называется первичной; соответственно этому сам ток низ­кого напряжения носит название первичного тока.

Первичная обмотка одним концом 10 присоединена к сердеч­нику, а другим концом 11 — к прерывателю.

Прерыватель имеет два контакта, периодически размыкаю­щие и замыкающие цепь первичного тока. Неподвижный кон­такт 12 соединен с массой М, а подвижной 13 — с первичной обмоткой. В сомкнутом состоянии контакты удерживаются пру­жиной 14.

Размыкание контактов осуществляется кулачковой шайбой 15 с числом кулачков, равным числу цилиндров двигателя.

Таким образом, полная цепь низкого напряжения образуется первичной обмоткой, прерывателем и массой. Путь первичного тока в цепи показан на схеме стрелками.

Ток высокого напряжения индуктируется в обмотке 16. Эта обмотка называется вторичной, а появляющийся в ней ток — вторичным током.

Вторичная обмотка одним концом соединена с первичной обмоткой, а другим концом — с бегунком 17 распределителя 20. Последовательное соединение вторичной обмотки с первичной делается для того, чтобы использовать витки первичной обмотки при получении вторичного тока.

При помощи бегунка вторичный ток распределяется по све­чам отдельных цилиндров; для этого на бегунке имеется рабо­чий электрод, один конец 18 которого непрерывно связан с вто­ричной обмоткой, а другой 19 подходит последовательно к непо­движным электродам 25 распределителя 20, соединенным с про­водниками свечой. Число электродов распределителя равно числу цилиндров двигателя. Для правильной работы зажигания элек­троды распределителя последовательно присоединены (по на­правлению вращения бегунка) к свечам тех цилиндров, в кото­рых согласно принятому порядку зажигания должен происходить искровой разряд.

Бегунок имеет второй электрод 21 (пусковой), соединенный посредством медного кольца 22 с проводником 23 высокого на­пряжения от пусковой катушки.

Каждая свеча имеет два электрода, разделенных искровым зазором; один из этих электродов 24 (центральный) соединяется с одним из электродов 25 распределителя, а второй элек­трод 26 — с массой М. Таким образом, цепь тока высокого на­пряжения образуется вторичной обмоткой, бегунком, распредели­телем, свечой, массой и первичной обмоткой. Путь вторичного тока в цепи на схеме показан стрелками.

Работает система зажигания следующим образом.

Четырехполюсный постоянный магнит ротора, вращаясь между неподвижными полюсными башмаками, создает в сердеч­нике переменный магнитный поток, вследствие чего в располо­женных на сердечнике витках обмоток индуктируется перемен­ная по величине и направлению электродвижущая сила (вели­чина ЭДС прямо пропорциональна числу витков в обмотках и скорости изменения магнитного потока в сердечнике). При этом в первичной обмотке при замкнутых контактах прерывателя воз­буждается электрический ток, который вызывает в сердечнике появление дополнительного электромагнитного потока. Когда ток в первичной цепи достигает максимальной величины, прерыва­тель размыкается, вследствие чего магнитный поток, создавае­мый ротором в сердечнике, под действием исчезающего тока в первичной обмотке резко изменяется. Резкое изменение маг­нитного потока ротора индуктирует во вторичной и разомкнутой первичной обмотках большую ЭДС, причем интенсивность ин­дукции повышается наличием конденсатора 27. Так как обе обмотки соединены последовательно, то индуктированные ЭДС обеих обмоток складываются. Индуктированная ЭДС передается через бегунок на неподвижные электроды распределителя и да­лее на электроды свечей и, преодолевая сопротивление искро­вого зазора, образует искровой разряд, воспламеняющий смесь.

Один оборот бегунка происходит за два оборота коленчатого вала двигателя, а прерыватель (при максимальной силе первич­ного тока) размыкается при каждом подходе рабочего электрода бегунка к очередному электроду распределителя.

Так как все цилиндры двигателя обслуживаются одним маг­нето, то число оборотов ротора должно обеспечивать необходи­мое количество искровых разрядов за рабочий цикл двигателя, т. е. за два оборота коленчатого вала.

Передаточное число q от коленчатого вала к ротору магнето определяется по формуле

где i— число цилиндров двигателя;

е—число искр, вырабатываемых магнето за один оборот ротора;

2—коэффициент, вводимый в формулу только для четырех­тактных двигателей.

Чтобы прекратить искровые разряды в свечах, необходимо выключить зажигание. Для выключения зажигания устанавли­вается переключатель 1. Как видно из схемы, при замыкании переключателя первичная обмотка соединяется с массой М по­мимо прерывателя. Вследствие этого размыкание прерывателя не сопровождается разрывом первичной цепи, поэтому во вто­ричной обмотке не может индуктироваться ЭДС, достаточная для образования искровых разрядов в свечах. Путь первичного тока в цепи через переключатель на схеме показан пунктирными стрелками.