Sähköoppia mopoilijalle – magneeton ja sytytyksen teoriaa

Magneeton teoriaa

Magneetto on nimitys sähkögeneraattorille. Laite on vanhaa ja luotettavaa sekä edullista tekniikkaa ja siksi erittäin käytetty pienkoneissa ja myös mopoissa. Magneeton tehtävä on tuottaa virtaa mopon sähköjärjestelmään. Mopon ja sen käytön kannalta keskeisimmät virrat ovat sytytysvirta sekä valojen ja myös nykymopojen muiden järjestelmien tarvitsema virta. Nykymopoissa käytetään energiavarastona akkua ja keskeinen virta on siksi myös akun tarvitsema latausvirta.

Magneeton toiminnan ymmärtämistä helpottaa sähkötekniikan perusteiden ymmärtäminen. Sähkötekniikkasivulla (ks. sivu ”Sähköoppia mopoilijalle”) on selitetty käsitteet tasa- ja vaihtosähkö, energia, virta, jännite, resistanssi. Magneetossa syntyy vaihtovirtaa, joka tasasuunnataan akkua varten.

Magneeton toiminta perustuu ilmiöön nimeltä induktio. Vauhtipyörässä on magneetteja, joiden välissä on magneettikenttä. Vauhtipyörän pyöriessä magneettikenttä ”leikkaa” puolan johdotusta (käämi), jolloin käämiin indusoituu sähköä, joka johdetaan virtapiirissä eteenpäin hyötykäyttöön. Sähkövirran synnyssä käsite ”johdin magneettikentässä” on keskeinen. Joko johtimen tulee liikkua magneettikentässä tai magneettikentän tulee liikkua johtimen suhteen. Virta ja jännite riippuvat johdon määrästä (kierrosten lukumäärä käämissä), magneettien pyörimisnopeudesta ja magneettivuon voimakkuudesta.

Magneeton periaatekuva (lähde: edu.fi)

1. Vauhtipyörä ja magneetit, jotka ovat joko kiinto- tai sähkömagneetteja
2. Magneettivuo
3. Puolan rautasydän
4. Puolan käämitys
5. Ulkoinen virtapiiri.

Huomionarvoista on, että magneetto toimii myös lähes poikkeuksetta moottorin vauhtipyöränä, joka mahdollistaa moottorin tasaisen ja vääntöä tuottavan käynnin.

Sytytyksen teoriaa

Suzuki PV sytytysjärjestelmä

Sähkömittauksista ja vioista kerrotaan omassa artikkelissaan.

Magneeton tuottamaa sytytysvirtaa käytetään energiapurkauksen (sytytystulpan kipinä) tuottamiseen. Energia purkautuu sytytystulpassa puristustahdin loppupuolella sytyttäen sylinterissä polttonesteen ja ilman seoksen.

Sytytysvirta on sähköteknisesti erittäin pieni (alle milliampeereja), mutta tämä vähäinen virta suuren jännitteen kanssa luo riittävän sytytystehon, joka sytyttää edellä mainitun hyvin räjähdysherkän seoksen.

Sytyttämiseen siis tarvitaan kipinä, silminkin havaittavissa oleva ns. valokaari. Kun jännite ylittää sytytystulpan läpilyöntijänniterajan, sytytyspuolaan varastoitunut energia purkautuu kipinänä tulpan ilmavälissä. Tarvittavan korkea jännite sytytystulppaan saadaan sytytyspuolasta, josta tarkemmin seuraavassa.

Sytytyspuola on rakenteeltaan muuntaja (sisältää ensiö- ja toisiokäämit ja sydämen). Sen ensiökäämin ylle kytketään lyhyeksi ajaksi akun jännite (akku-puola -sytytysjärjestelmässä) tai magneeton generoima jännite (magneetto-puola -sytytysjärjestelmässä).

Magneettikentässä tapahtuu rajunlainen muutos, kun se syntyy tai loppuu. Toisiokäämiin syntyy korkeajännitteistä virtaa, kun mangeettikenttää ylläpitävä virta katkeaa ja magneettikenttä siten äkisti romahtaa. Tätä muutosilmiötä ja sen seurausta käytetään siis hyväksi. Romauttamiseen käytetään katkojan kärkiä tai kärjetöntä sytytysmoduulia. Näin pieni magneettikentän ylläpitämiseen tarvittu jännite muuntuu suurjännitteeksi.

Ladatun energian määrä vaikuttaa kipinän pituuteen. Toision vaihtosähkön tehopiikki on vajaan yhden jakson pituinen, taajuudeltaan kilohertsejä (kHz).

Magneettikentän muutoksista johtuvat valokaaret eivät ole kaikkialla toivottu ilmiö. Katkojan kärjet eivät saa kipinöidä, muuten ne tuhoutuvat nopeasti. Kondensaattoria tarvitaan pitämään katkojien kärkien jännite tarpeeksi alhaisena.

 

 

 

– – –

Lähteitä: edu.fi, motopedia, motot.net