Magneto — dispositivo e princípio de ação

Em 1887, o engenheiro e inventor alemão Robert Bosch, proprietário da empresa de mesmo nome, desenvolveu e patenteou o primeiro sistema de ignição magnética. Tudo começou quando um dos clientes da empresa encomendou o desenvolvimento de um sistema de ignição para seu motor a gasolina, e logo o pedido foi atendido. Mais tarde, algumas falhas foram descobertas e o dispositivo foi modificado. Como resultado, em 1890, a Robert Bosch GmbH já estava atendendo a grandes pedidos de sistemas de ignição magnética, que começaram a chegar em grandes quantidades de todo o mundo.

Sete anos depois, em 1897, o dispositivo acabou sendo adaptado para um veículo, pois a Daimler precisava desenvolver uma ignição para o triciclo De Dion Bouton. Assim, o problema da ignição para motores de combustão interna de automóveis operando em altas rotações foi finalmente resolvido. Cinco anos depois, em 1902, um aluno de Robert Bosch, Gottlob Honnold, melhorou a ignição magnética adicionando uma vela de ignição e assim tornou o dispositivo universal.

Então, o que é um magneto? Como funciona e como funciona? Tudo é muito simples, como tudo engenhoso. Magneto é um alternador no qual o papel de um indutor é desempenhado ímã permanenteacionado em rotação por uma força externa. O rotor magnético cria um fluxo magnético rotativo alternado que induz um EMF no enrolamento do estator.

Um magneto de sistema de ignição automotivo típico contém bobinas de baixa e alta tensão. A bobina de baixa tensão possui um disjuntor e um capacitor em seu circuito, e a bobina de alta tensão é ligada ao terra em um de seus terminais e às velas em seu outro terminal.

O jugo comum em forma de U no qual as bobinas são enroladas é um circuito magnético no qual campo magnético alternado girando um imã permanente. Freqüentemente, parte das voltas do enrolamento de alta tensão é usada como enrolamento de baixa tensão, semelhante à forma como são feitos os enrolamentos dos autotransformadores.

À medida que o ímã gira, um EMF é induzido na bobina de baixa tensão, mas a bobina sofre um curto-circuito por um interruptor mecânico, de modo que experimenta uma corrente induzida causada pela mudança do fluxo magnético que penetra no núcleo à medida que o ímã o cruza com seu linhas de força. A mudança no fluxo magnético dura alguns milissegundos e, como resultado, há uma bobina de fechamento automático com uma corrente de vários amperes.

Em algum momento, os contatos do disjuntor se abrem, a corrente passa da bobina para o capacitor e as oscilações harmônicas começam no circuito oscilante de baixa tensão resultante, sua frequência é de cerca de 1 kHz.Como os contatos se abrem rapidamente, por menos de um quarto do primeiro período de oscilação do loop, não há interrupção entre os contatos do disjuntor e somente após a abertura dos contatos do disjuntor é que a EMF no circuito de baixa tensão atinge a amplitude.

Neste momento ocorre a ligação da vela ao enrolamento de alta tensão, a energia do capacitor do circuito de baixa tensão é convertida em energia de corrente alternada do circuito de alta tensão, pois as oscilações no circuito de baixa tensão continuam , e a mistura combustível no cilindro tem tempo para inflamar.

As oscilações não duram mais que 1 milissegundo, devido aos valores de indutância e capacitância da estrutura magnética, então os contatos do disjuntor fecham novamente e o próximo ciclo de aumento de corrente começa no circuito de baixa tensão movido por ele mesmo.

Assim, vemos que o magneto é uma máquina magnetoelétrica cuja função é converter a energia mecânica de rotação do rotor magnético em energia elétrica, mais especificamente a energia de uma descarga de alta tensão em uma vela. Hoje, você ainda pode encontrar sistemas de ignição baseados em magneto para motores de combustão interna.

Obviamente, nem todo gerador pode ser atribuído a um magneto, pois apenas aqueles geradores excitados por ímãs permanentes e geralmente conectados a um transformador de alta tensão do sistema de ignição de motores de combustão interna são chamados de magneto.

Acontece que o magneto fornece não apenas a ignição, mas também a alimentação da rede de bordo do veículo, mas na maioria das vezes o magneto fornece apenas o sistema de ignição.Enquanto isso, hoje no mercado você pode encontrar geradores de ímãs permanentes com várias bobinas geradoras no estator, tais geradores são adequados para motocicletas, mas em princípio são universais.

Em alguns casos, uma bobina adicional localizada no núcleo magnético ainda serve para gerar eletricidade para a rede de bordo. Às vezes, os ímãs estão localizados no volante, que tem a dupla função de acionar o ímã e ativar o alternador. Esse dispositivo híbrido é na verdade chamado de «magdino» a partir de uma combinação das palavras «magneto» e «dínamo».

Em motos leves, jets, motos de neve, motores de popa, você encontra Magdinos trabalhando em conjunto com retificadores e reguladores de tensão. A potência do magdino não é grande, dentro de 100 watts, mas é suficiente para iluminação lateral e até para carregar a bateria. A vantagem do Magdino é seu tamanho pequeno e baixo peso.

Nos motores a gasolina de combustão interna, o magneto foi tradicionalmente usado por muito tempo, fornecendo um pulso de corrente à vela de ignição, quando as baterias ainda não eram amplamente introduzidas para esse fim. Ainda hoje essas soluções podem ser encontradas. Motores de dois ou quatro tempos de ciclomotores, cortadores de grama, motosserras. Na Segunda Guerra Mundial, os motores carburados de tanques alemães tinham um sistema de ignição magnética.

Os motores alternativos de aeronaves têm um par de velas de ignição em cada cilindro, e cada conjunto de velas de ignição é conectado a seu próprio ímã - os conjuntos de velas esquerdo e direito são alimentados separadamente. Esta solução permite uma combustão mais eficiente da mistura de combustível, e em caso de falha de um dos pares de ímãs, o segundo permanece em operação, o que agrega confiabilidade ao sistema.