17-02-2022  (124 lectures) Categoria: Articles

Magneto (ignició)

Salta a la navegacióSalta a la cerca

magneto del motor d'un roadster del 1927
Circuit d¬īuna magneto Bosch, 1911.
magneto simple de baixa tensió, per a un motor monocilíndric.
Armadura d'una magneto d'alta tensió.
Secci√≥ transversal d¬īuna magneto d¬īalta tensi√≥, amb distribu√Įdor.
magneto Renault.

Una magneto, o magneto d'alta tensió, és un dispositiu electromecànic que proporciona impulsos de corrent d'alt voltatge per alimentar el sistema d'ignició de diferents tipus de motors d'explosió, com els que utilitzen gasolina, etanol o gasos combustibles.[1]

L'√ļs de les magnetos d'ignici√≥ ha quedat limitat principalment a motors que no disposen d'una font de subministrament el√®ctric (habitualment una bateria), com ara¬†tallagespes i¬†motoserres, encara que √©s √†mpliament utilitzat en motors¬†aeron√†utics de pist√≥, que normalment disposen de la seva propi sistema de subministrament el√®ctric. En aquest cas, la capacitat d'autogeneraci√≥ el√®ctrica de la magneto s'utilitza com a mesura de seguretat per augmentar la fiabilitat dels motors davant d'una fallada el√®ctrica: per disseny, la magneto continua operant mentre giri el motor.

L'√ļs de la magneto va ser massiu a la ind√ļstria de l'autom√≤bil fins que va ser substitu√Įda progressivament pel¬†delco a partir dels anys 1930, a mesura que els cotxes van anar disposant de¬†bateries el√®ctriques fiables.

Contingut

Història

Produir el salt d'una espurna elèctrica entre els borns d'una bugia, particularment a la cambra de combustió d'un motor d'alta compressió, requereix un voltatge més gran (o tensió més alta ) de la que es pot aconseguir amb un generador elèctric normal (dinamo o alternador).[2] La magneto d'alta tensió combina una font de corrent altern i un transformador . El generador de la magneto produeix un corrent de baix voltatge i gran intensitat, que el mateix transformador del dispositiu converteix en un corrent d'alt voltatge, que malgrat la seva menor intensitat, és molt més adequat per produir espurnes a les bugies.[2]

Andr√© Boudeville va idear la magneto d'alta tensi√≥, per√≤ el seu disseny no inclo√Įa un¬†condensador, cosa que limitava l'efic√†cia del seu sistema. Van ser Frederick Richard Simms i Robert Bosch els primers a desenvolupar un dispositiu pr√†ctic i plenament operatiu.[3]

La ignici√≥ per magneto es va introduir el 1899 al Daimler Ph√∂nix, seguit per¬†Benz, Mors, Turcat-Mery, i Nesseldorf .[4] Cada cop m√©s cotxes van adoptar la magneto, fins que aproximadament el 1918, el sistema es va imposar tant en dispositius de baix voltatge (utilitzats per alimentar les¬†bobines secund√†ries que alimentaven les bugies), com en dispositius d'alt voltatge (per alimentar directament les bugies, similar a les bobines d'ignici√≥ introdu√Įdes per Bosch el 1903).[4]

Funcionament

magneto sense contactes MB-1 d'una serra mecànica URAL:



1 - Volant d'inèrcia de la motoserra (amb dos parells d'imants permanents) 2 - Disc del volant de la motoserra (amb el ventilador centrífug de la fulla) 3 - Bobina primària (generador de baixa tensió) 4 - Marca per a l'ajust del angle d'avenç de l'encesa 5 - Condensador 6 - Bobina secundària (transformador d'alta tensió) 7 - Bobina de control del circuit interruptor electrònic 8 - Circuit interruptor electrònic (integrat en resina epoxi) 9 - Cable de l'apagat: posat en contacte amb la " massa", atura el motor 10 - Cable d'alta tensió 11 - Pipeta de la bugia 12 - Bugia

En el tipus conegut com a¬†magneto d'indu√Įt (¬†shuttle magnet en angl√®s) el motor fa rotar una bobina entre els pols d'un¬†imant . A la¬†magneto d'inductor, √©s l'¬†imant el que gira al voltant d'una bobina estacion√†ria.

D'acord amb el moviment de l'imant pel que fa a la bobina, es produeix un canvi en el flux del camp magn√®tic de l'imant a trav√©s de les espires de la bobina, induint una¬†for√ßa electromotriu, cosa que alhora es tradueix en un flux de¬†corrent el√®ctric . Una o m√©s vegades per volta, just quan el pol de l'imant s'aparta de la bobina i el flux magn√®tic comen√ßa a disminuir, una¬†lleva exc√®ntrica obre un interruptor (dotat d'un moll de tornada), tallant de forma brusca el corrent (als models moderns, aquest dispositiu ha estat substitu√Įt per un circuit electr√≤nic de tall sense parts m√≤bils, que no requereix manteniment). Aix√≤ causa que el¬†camp electromagn√®tic en la bobina prim√†ria col¬∑lapsi bruscament, induint un bec de voltatge (d'acord amb la¬†llei de Faraday ) a trav√©s de la citada bobina prim√†ria.

Per evitar que es formin espurnes indesitjables entre els borns de l'interruptor quan s'obre, es disposa un condensador en paral·lel, que absorbeix l'energia emmagatzemada a la bobina primària. Així, augmenta el temps disponible perquè l'interruptor estigui plenament obert.[5] La funció del condensador és similar a la que exerceix en un circuit commutador en un convertidor d'entrada .

Una segona bobina, amb moltes m√©s espires que la prim√†ria, est√† atropellada sobre el mateix nucli de ferro per formar un¬†transformador el√®ctric. La relaci√≥ del nombre d'espires entre les dues bobines marca el voltatge indu√Įt a la bobina secund√†ria, assolint-se un valor molt alt, suficient per formar un arc el√®ctric entre els borns de la bugia. Mentre que el voltatge de la bobina prim√†ria pot ascendir a diversos centenars de volts,¬†[5] [6] el voltatge a la bobina secund√†ria pot aconseguir f√†cilment diverses desenes de milers de volts, at√®s que la bobina secund√†ria normalment t√© de l'ordre de 100 vegades m√©s espires que la bobina prim√†ria.[5]

El condensador i la bobina formen un circuit ressonant, on l'energia passa del condensador a la bobina i viceversa. A causa de les pèrdues inevitables al sistema, aquesta oscil·lació decau ràpidament. Això dissipa l'energia que roman emmagatzemada al condensador a temps perquè quan es tanqui de nou el circuit, el condensador s'hagi descarregat i estigui llest per repetir el cicle.

En models de magneto més evolucionats, la lleva que tanca el circuit pot ser accionada per un sistema extern per regular l'avenç de la ignició. Sol estar basat en dues masses centrífugues, que en augmentar el règim de gir s'allunyen de l'eix de rotació, fent variar la posició angular relativa de la lleva que acciona l'interruptor respecte a l'eix de la magneto (i per tant, també respecte al motor). D'aquesta manera, s'aconsegueix ajustar de forma automàtica i gradual l'avenç òptim de l'instant en què es produeix l'espurna durant el cicle de combustió.

Serveix per variar progressivament l'aven√ß en augmentar el nombre de revolucions: En els sistemes moderns, la magneto nom√©s inclou el sistema de baixa tensi√≥, que es connecta a una¬†bobina d'ignici√≥ externa, que disposa dels seus dos propis debanats (primari i secundari) per generar l'alt voltatge requerit per les bugies. Aquest muntatge √©s conegut com un sistema d'ignici√≥ amb transfer√®ncia d'energia. Inicialment, es va utilitzar aquest sistema perqu√® √©s m√©s f√†cil a√Įllar correctament la bobina secund√†ria quan se situa separada a l'exterior, que quan est√† integrada interiorment a la construcci√≥ de la magneto (les primeres magnetos muntaven les bobines externament a les parts rotatives per a√Įllar-les m√©s f√†cilment, fins i tot a costa de la seva efic√†cia). Posteriorment, l'a√Įllament dels materials ha millorat fins al punt que construir magnetos integrades √©s relativament f√†cil, per√≤ els sistemes de¬†transfer√®ncia d'energia segueixen sent utilitzats quan la fiabilitat √©s un factor clau, com els motors d'aviaci√≥.

Impulsor d'acoblament

magneto del motor bicilíndric d'una motobomba.

El fet que la magneto produeix baixos voltatges a velocitats redu√Įdes, dificulta l'arrencada del motor.[7] Per tant, algunes magnetoes disposen d'un impulsor d'acoblament, un sistema mec√†nic que regula la connexi√≥ entre el motor i l'eix de la magneto, dotat d'un acumulador mec√†nic equipat amb moll espiral. Un cop atropellada la molla, el mecanisme allibera moment√†niament l'acoblament entre el motor i la magneto, de manera que aquesta pot girar lliurement a gran velocitat impulsada pel moll espiral. En un moment donat, l'acoblament posa en moviment el motor i es pot iniciar el proc√©s d'ignici√≥, ja que la magneto √©s capa√ß de generar espurnes amb prou intensitat.[7]

Aviació

Atès que no requereix cap bateria o una altra font d'energia elèctrica, la magneto és un sistema d'ignició autoalimentat compacte i fiable, motiu pel qual es continua utilitzant en moltes aplicacions d' aviació general .

Des de l'inici de la¬†Primera Guerra Mundial el 1914, els motors d'aviaci√≥ estaven dotats d'equips redundants per evitar fallades (fins i tot a costa d'augmentar-ne el pes); aix√≠, cada¬†cilindre estava habitualment dotat de dues¬†bugies, cadascuna connectada amb un sistema de magneto independent. Addicionalment, es millorava el rendiment del motor optimitzant el proc√©s de combusti√≥. Les bugies bessones proporcionen dos punts d'ignici√≥ dins del cilindre, reduint el temps necessari per a la combusti√≥ i reduint les pressions i temperatures necess√†ries per a un √≤ptim aprofitament del carburant. A mesura que augmenta la pressi√≥ dins del cilindre, tamb√©¬†augmenta la temperatura ; i amb una sola bugia, el combustible sense cremar fora del front de flama inicial pot autoinflamar-se, produint una deflagraci√≥ separada i desincronitzada respecte a la produ√Įda per la bugia. Aix√≤ porta a un brusc augment de pressi√≥ al cilindre, produint al motor el caracter√≠stic fenomen denominat "¬†picat de bieles ". Un¬†octanatge del combustible m√©s alt allarga el lapse d'auto-ignition a una temperatura i pressi√≥ donades, reduint el "tableteig" del motor. De la mateixa manera, la ignici√≥ m√©s eficient proporcionada per les bugies bessones permet disminuir l'octanatge del combustible requerit pel motor. Com que les dimensions de les cambres de combusti√≥ determinen el temps necessari per cremar la c√†rrega de combustible a cada cicle, la doble ignici√≥ era especialment important en els¬†motors d'aeronau amb cilindres de gran di√†metre utilitzats durant la¬†Segona Guerra Mundial .

Automòbils

Alguns motors d'aviaci√≥ igual que alguns cotxes de luxe primerencs van disposar de sistemes de bugies duals, utilitzant per una banda una magneto, en combinaci√≥ amb un conjunt format per una bobina, una¬†dinamo i un circuit de bateria. Amb aquesta soluci√≥, es facilitava l'arrencada autom√†tica, at√®s que el sistema de maneta manual era insuficient per a l'arrencada de grans motors per operar el sistema de magneto, fins i tot amb un impulsor d'acoblament. Quan es va millorar la fiabilitat de les bateries i es va estendre l'√ļs dels motors d'arrencada, la magneto va deixar d'utilitzar-se als autom√≤bils, per√≤ encara es pot trobar en alguns motors esportius o de competici√≥.[8][9]

Referències

  1. ‚ÜĎ Selimo Romeo Bottone.¬†Magnetos for Automobilists, how Made and how Used: A Handbook of Practical Instruction in the Manufacture and Adaptation of the Magneto to the Needs of the Motorist. C. Lockwood and son, 1907.
  2. ‚ÜϬ†Anar a :2,0 2,1 Cauldwell, O.¬†Aero Engines: for Pilots and Ground Engineers. Pitman, 1941, p.¬†88.
  3. ‚ÜĎ Kohli, P.L..¬†Automotive Electrical Equipment. Tata McGraw-Hill, 1993.¬†ISBN 0-07-460216-0.
  4. ‚ÜϬ†Anar a :4,0 4,1 G. N. Georgano, G.N..¬†Cars: Early and Vintage, 1886-1930. London: Grange-Universal, 1985.
  5. ‚ÜϬ†Anar a :5,0 5,1 5,2 http://www.continentalmotors.aero/WorkArea/DownloadAsset.aspx?id=2147483664
  6. ‚ÜĎ http://www.smokstak.com/articles/capacitors.html
  7. ‚ÜϬ†Anar a :7,0 7,1 Kroes, Michael.¬†Aircraft Powerplants. New York: Glencoe, 1995, p.¬†180.
  8. ‚ÜĎ Custom Auto Electrickery: How to Work with and Understand Auto Electrical Systems. MBI Publishing Company, 2006, p.¬†59.¬†ISBN 0-949398-35-7.
  9. ‚ÜĎ Small-block Chevy performance: modifications and dyno-tested combinations for high performance street and racing use. Penguin, 1996, p.¬†122.¬†ISBN 1-55788-253-3.

Enllaços externs

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Magneto
  • ¬ęMAGNETO - Definici√≥n - Significado¬Ľ (en castell√†).¬†MotorGiga, 1998. [Consulta: 20 maig 2017].>>>¬†Informaci√≥ molt completa, amb nombrosos gr√†fics, sobre les caracter√≠stiques de la magnet i el seu funcionamen




versió per imprimir