Magneto – Gerät und Wirkprinzip

Im Jahr 1887 entwickelte und patentierte der deutsche Ingenieur und Erfinder Robert Bosch, Inhaber des gleichnamigen Unternehmens, das erste magnetische Zündsystem. Alles begann damit, dass einer der Kunden des Unternehmens die Entwicklung eines Zündsystems für seinen Gasmotor in Auftrag gab und der Auftrag bald ausgeführt wurde. Später wurden einige Mängel entdeckt und das Gerät modifiziert. So erfüllte die Robert Bosch GmbH bereits 1890 Großaufträge für Magnetzündsysteme, die in großen Mengen aus aller Welt eintrafen.

Sieben Jahre später, im Jahr 1897, wurde das Gerät schließlich für ein Fahrzeug adaptiert, da Daimler eine Zündung für das Dreirad von De Dion Bouton entwickeln musste. Damit war das Problem der Zündung von Verbrennungsmotoren im Automobilbereich mit hohen Drehzahlen endgültig gelöst. Fünf Jahre später, im Jahr 1902, verbesserte Gottlob Honnold, ein Schüler von Robert Bosch, die Magnetzündung durch den Einbau einer Zündkerze und machte das Gerät damit universell.

Was ist also ein Magnetzünder? Wie funktioniert es und wie funktioniert es? Alles ist sehr einfach, wie alles genial. Magneto ist ein Generator, der die Rolle eines Induktors spielt Dauermagnetdurch eine äußere Kraft in Rotation versetzt. Der magnetische Rotor erzeugt einen rotierenden magnetischen Wechselfluss, der eine EMK in der Statorwicklung induziert.

Ein typischer Magnetzünder eines Kfz-Zündsystems enthält Nieder- und Hochspannungsspulen. Die Niederspannungsspule verfügt über einen Unterbrecher und einen Kondensator in ihrem Stromkreis, und die Hochspannungsspule ist an einem ihrer Anschlüsse mit Masse und an ihrem anderen Anschluss mit den Zündkerzen verbunden.

Das gemeinsame U-förmige Joch, auf das die Spulen gewickelt sind, ist ein Magnetkreis, in dem magnetisches Wechselfeld durch Drehen eines Permanentmagneten. Oft werden Teile der Windungen der Hochspannungswicklung als Niederspannungswicklungen verwendet, ähnlich wie die Wicklungen von Spartransformatoren hergestellt werden.

Während sich der Magnet dreht, wird in der Niederspannungsspule eine EMF induziert, die Spule wird jedoch durch einen mechanischen Schalter kurzgeschlossen, sodass sie einen induzierten Strom erfährt, der durch den sich ändernden magnetischen Fluss verursacht wird, der den Kern durchdringt, wenn der Magnet ihn mit seinem Kern kreuzt Kraftlinien. Die Änderung des magnetischen Flusses dauert einige Millisekunden und es entsteht eine selbstschließende Spule mit einem Strom von mehreren Ampere.

Irgendwann öffnen sich die Kontakte des Leistungsschalters, der Strom strömt von der Spule zum Kondensator und im resultierenden Niederspannungsschwingkreis beginnen harmonische Schwingungen, deren Frequenz etwa 1 kHz beträgt.Da sich die Kontakte für weniger als ein Viertel der ersten Schleifenschwingungsperiode schnell öffnen, gibt es keine Unterbrechung zwischen den Unterbrecherkontakten und erst nach dem Öffnen der Unterbrecherkontakte erreicht die EMF im Niederspannungskreis ihre Amplitude.

In diesem Moment wird die Zündkerze mit der Hochspannungswicklung verbunden, die Energie des Kondensators des Niederspannungskreises wird in Wechselstromenergie des Hochspannungskreises umgewandelt, während die Schwingungen im Niederspannungskreis weitergehen , und das brennbare Gemisch im Zylinder hat Zeit, sich zu entzünden.

Aufgrund der Induktivitäts- und Kapazitätswerte der Magnetstruktur dauern die Schwingungen nicht länger als 1 Millisekunde, dann schließen sich die Unterbrecherkontakte wieder und der nächste Zyklus des Stromanstiegs beginnt im von selbst bewegten Niederspannungskreis.

Wir sehen also, dass der Magnetzünder eine magnetoelektrische Maschine ist, deren Funktion darin besteht, die mechanische Rotationsenergie des Magnetrotors in elektrische Energie umzuwandeln, insbesondere die Energie einer Hochspannungsentladung an einer Kerze. Auch heute noch gibt es magnetbasierte Zündsysteme für Verbrennungsmotoren.

Offensichtlich kann nicht jeder Generator einem Magnetzünder zugeordnet werden, da nur solche Generatoren als Magnetzünder bezeichnet werden, die durch Permanentmagnete erregt werden und üblicherweise an einen Hochspannungstransformator der Zündanlage von Verbrennungsmotoren angeschlossen sind.

Es kommt vor, dass der Magnetzünder nicht nur die Zündung, sondern auch die Stromversorgung des Bordnetzes des Fahrzeugs übernimmt, meistens versorgt der Magnetzünder jedoch nur die Zündanlage.Mittlerweile findet man auf dem Markt Permanentmagnetgeneratoren mit mehreren Generatorspulen am Stator, solche Generatoren sind für Motorräder geeignet, im Prinzip aber universell einsetzbar.

In manchen Fällen dient noch eine zusätzliche Spule auf dem Magnetkern der Stromerzeugung für das Bordnetz. Manchmal befinden sich am Schwungrad Magnete, die die Doppelfunktion haben, den Magneten zu betätigen und die Lichtmaschine zu aktivieren. Ein solches Hybridgerät wird eigentlich „Magdino“ genannt, eine Kombination der Wörter „Magneto“ und „Dynamo“.

Auf leichten Motorrädern, Jets, Schneemobilen, Außenbordmotoren und Außenbordmotoren können Sie Magdinos finden, die mit Gleichrichtern und Spannungsreglern zusammenarbeiten. Die Leistung des Magdino ist mit 100 Watt nicht besonders groß, reicht aber für die Seitenbeleuchtung und sogar zum Laden des Akkus völlig aus. Der Vorteil von Magdino ist seine geringe Größe und sein geringes Gewicht.

In Benzin-Verbrennungsmotoren wurde lange Zeit traditionell ein Magnetzünder verwendet, der einen Stromimpuls an die Zündkerze lieferte, als Batterien für diesen Zweck noch nicht weit verbreitet waren. Auch heute noch sind solche Lösungen zu finden. Zweitakt- oder Viertaktmotoren von Mopeds, Rasenmäher, Kettensägen. Im Zweiten Weltkrieg verfügten deutsche Panzervergasermotoren über ein magnetisches Zündsystem.

Hubkolben-Flugzeugmotoren haben an jedem Zylinder ein Paar Zündkerzen, und jeder Satz Zündkerzen ist mit einem eigenen Magneten verbunden – der linke und der rechte Satz Zündkerzen werden separat mit Strom versorgt. Diese Lösung ermöglicht eine effizientere Verbrennung des Kraftstoffgemisches und im Falle eines Ausfalls eines Magnetpaares bleibt der zweite in Betrieb, was die Zuverlässigkeit des Systems erhöht.