[科普中國]-磁力發(fā)電機

磁力發(fā)電機，或磁發(fā)電機，是在汽油動力內(nèi)燃機點火系統(tǒng)中，給火花塞提供高壓電能脈沖的裝置。一度用于所有的汽油動力汽車中，現(xiàn)在僅限用于割草機，電鋸，和內(nèi)燃型航空引擎中。

歷史第一個產(chǎn)生高壓磁力發(fā)電機想法的人是Andre Boudeville（法國），但是他的設(shè)計中忽略了電容器；Frederick Simms和羅伯特·博世合作研制了第一個可用的高壓磁力發(fā)電機。1

磁力發(fā)電機在1899年被DaimlerPh?nix汽車公司使用。隨后被梅賽德斯-奔馳，Mors，Turcat-Mery, andNesseldorf采用，并且不久就被大多數(shù)汽車采用在低壓（電壓被副線圈用來點燃火花塞）和高壓（直接點燃火花塞，類似于線圈點火，由博世在1903年引入)磁發(fā)電集中直到1918年。2

操作被稱為梭擺磁力發(fā)電機的類型，引擎驅(qū)動著金屬絲線圈圍繞著磁鐵的兩極轉(zhuǎn)動。在感應(yīng)磁力發(fā)電機中，磁鐵旋轉(zhuǎn)而線圈保持靜止。

每一圈旋轉(zhuǎn)，凸輪一次或多次地開啟接觸斷路器（觸點），中斷產(chǎn)生在原線圈中產(chǎn)生電磁場的電流。當磁場消失，電壓產(chǎn)生（如法拉第電磁感應(yīng)定律中描述）在原線圈上。這些觸點打開的時候，觸點間距意味著原線圈上的電壓將橫跨在這些點上。在這些點上放置電容器用來鎮(zhèn)定電弧，平穩(wěn)原線圈上的電壓，并控制原線圈上的電能消散率。

比原線圈多很多匝的副線圈，線繞在同一鐵芯上以形成電變壓器。副線圈和原線圈的纏繞圈數(shù)比例，被稱為匝數(shù)比。在原線圈上的電壓被一以此比例的放大到副線圈上。在原副線圈間的匝數(shù)比之所以被采用，是因為這樣才能使得副線圈上的電壓達到一個非常高值，從而足夠弧跨與火花塞之間的間隔。

航空因其無需電池或其他形式的能量，磁力發(fā)電機是一個小巧并可靠的自持點火系統(tǒng)，所以它現(xiàn)今依然被用于許多通用航空應(yīng)用。

磁力發(fā)電裝置的飛機引擎是典型的雙塞，就是每個氣缸有兩個火花塞，每個塞有有它單獨的磁力發(fā)電系統(tǒng)。這樣的安排為其中任一磁力發(fā)電機的損壞提供了替補。雙火花在氣缸中提供了雙火焰前點。這兩個火焰前點減少了完成燃料補充并點燃的所需時間，所以大多數(shù)的燃料在一個相對低的溫度和壓力下已經(jīng)在燃燒中。隨著一個單獨的氣缸中的燃燒壓力升高，較低比例辛烷的混合燃料在遠離初始火焰前點就可以在不可時刻引爆點燃氣缸另一側(cè)的另一個火焰前點。這樣會引起引擎的振蕩。因此，雙火焰前點有助于減少任何給出的引擎和情況下，對辛烷的需求。這對于在約第二次世界大戰(zhàn)期間研制的大多數(shù)的大口徑飛機引擎非常重要。

一些飛機引擎以及一些老式高級轎車都曾使用雙塞系統(tǒng)和一套由磁力發(fā)電點火的火花塞，并且另一套連接到線圈，發(fā)電機，和電池電路。這有效的提高了發(fā)動機的效率，并未降低可信性。磁力發(fā)電機曾一度被認為較可靠的點火源，但存在固定的時間選擇的缺陷。這意味著該時間選擇必須是一個折衷的設(shè)定，而非對最低和最高RPM（每分鐘的轉(zhuǎn)速）的最佳時刻。另一方面，電池點火系統(tǒng)擁有一個先進的時間選擇體統(tǒng)，可以根據(jù)引擎轉(zhuǎn)速設(shè)定最佳的時間選擇，提高輸出動力和燃油利用率。隨著電池點火系統(tǒng)的可靠性被提高，磁力發(fā)電裝置退出了汽車應(yīng)用的領(lǐng)域。

現(xiàn)代引擎有較小的燃燒室和較少振蕩發(fā)生機率，因為現(xiàn)代引擎的設(shè)計致力于消除氣缸中的熱區(qū)域。這樣的燃燒室由于其設(shè)計的形狀和渦流輸入，減少了對辛烷的需求。因此，它們不再需要雙塞來減少對辛烷的需求。哈雷摩托車的引擎其單叉，冷卻空氣，并有個碩大的"古老的"燃燒室的設(shè)計，仍得益于雙火花塞。對于大多數(shù)容量和燃油型的拉力賽車引擎也是同樣，其引擎設(shè)計（大部分基于1960年代的克萊斯勒Hemi引擎）需要額外的火焰中心以使用大多數(shù)的在注入期射入的燃料。.

電話許多早期手動的電話都有一個手曲柄"磁發(fā)電"裝置來產(chǎn)生（相對）高壓裝換信號來使其他話機相同（部分）話線的鈴響并呼叫接線員。這些曾通常被用于由人工操作的遠程鄉(xiāng)村線，由于其缺少"共用的電池"。電話設(shè)備曾是"本地的電池"，包含兩個大的"六號"碳—鋅干電池。

參見點火系統(tǒng)

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

楊明 - 副教授 - 西南大學