El magneto de los motores clásicos

El magneto es un dispositivo que se podía ver en los antiguos motores de carburación, y por antiguos me refiero a muy antiguos, y que tenía la función de producir las chispas que se aplicaban a la mezcla de aire y gasolina ya comprimida, para producir el estallido en la fase de explosión. Esta tarea pasó después a ser desempeñada por el conjunto de la batería, los ruptores, la bobina y el delco, en motores ya no tan viejos.

En esta primera foto se puede observar el detalle de un magneto, instalado en un motor francés Dion Button estacionario de gasolina de más de 50 años de antigüedad. Este motor, como otros que expondré en mis entradas de mecánica, se utilizaba para fines agrícolas, fundamentalmente para mover una desgranadora, la cual era una máquina destinada a separar el grano de la paja.

Antes de entrar en el detalle del funcionamiento, debo aclarar que han existido diferentes tipos de magnetos, de los que hablaré de los dos más conocidos. El primero de ellos, -el más antiguo- era el magneto con una sola bobina que producía la chispa con ayuda de un chispero. El segundo de ellos -ya más moderno- era el magneto de dos bobinas.

El magneto de una sola bobina consistía en un imán permanente en forma de herradura, en el seno de cuyo campo magnético constante se movía un rotor de material ferromagnético, esto es, diáfano al flujo magnético, en el cual estaba arrollada un bobina con un número elevado de vueltas. Esta bobina estaba conectada en uno de sus terminales a la masa del motor y en el otro a un cable que iba directo al cilindro. Por otra parte, partiendo de una de las levas del árbol de levas, subía una varilla que activaba el chispero, el cual no era otra cosa que un interruptor por el que pasaba la corriente del magneto. Al girar el magneto de una bobina, por la ley de inducción de Faraday y Lenz se producía una fuerza electromotriz inducida en su bobina, y por tanto una corriente, que fluía entre el vivo y la masa, y que daba lugar a un campo magnético inducido en la bobina. La leva del chispero debía estar sincronizada de tal modo que al final de la fase de compresión, antes de que el pistón terminara su recorrido ascendente, debía abrir el interruptor. Al abrirse el interruptor bruscamente había una variación brusca de la mencionada corriente, la cual por provocar una variación brusca (impulsional) del campo magnético en la bobina, por la misma ley de Faraday y Lenz, daba lugar a una tensión muy elevada e instantánea entre el vivo y la masa, que saltaba en el chispero en forma de chispa de alta tensión, con lo cual se iniciaba la fase de explosión del motor.

Por otra parte, el funcionamiento del magneto de dos bobinas es algo más sutil. El magneto de dos bobinas, en vez de tener una única bobina arrollada en torno al rotor ferromagnético, tenía dos, una con un número reducido de vueltas de gran grosor y otra con un elevadísimo número de ellas de mucho menor grosor, ambas dos arrolladas alrededor del rotor. De este modo las dos bobinas concéntricas funcionaba como transformador elevador. Pero tenía una complicación adicional, a saber, la corriente pasaba por un ruptor en el propio magneto, el cual separaba (abría) sus terminales una vez en cada vuelta del magneto, al girar el eje del rotor. De este modo se evitava el uso del chispero y de la varilla y la leva asociadas al mismo.

El funcionamiento del magneto de dos bobinas era el que sigue: al moverse el rotor con las dos bobinas en el seno del campo magnético constante del imán de herradura, por la ley de inducción la variación de flujo magnético producía una corriente y una tensión en la bobina de baja tensión -y un campo magnético entre las dos bobinas-, y esa tensión era amplificada con la disminución proporcional de corriente por mediación del transformador elevador. Ahora bien, el paso de las dos bobinas por el máximo de inducción del campo magnético constante del imán debía estar sincronizada con la apertura del ruptor del magneto y con un punto de avance del pistón ligeramente anterior al punto muerto superior, lo cual implicaba por tanto que el árbol de levas y la posición del cigüeñal debían estar sincronizados con el ruptor del magneto. De este modo, en el momento de máxima variación del campo magnético permanente y de máxima tensión inducida en ambas espiras del transformador -máxima corriente en ambas-, al cortarse la corriente que fluía entre su vivo y masa, se producía una variación muy brusca de la misma y por tanto del campo magnético que generaba en las bobinas, con lo cual aparecía una variación impulsional de tensión en el primario, amplificada muchísimo en el secundario según la relación de espiras de ambos, la cual era muy grande, saltando una chispa de altísima tensión en la bujía, hacia la cual era dirigido el mencionado alto potencial respecto a  masa  mediante un cable, para iniciarse así la fase de explosión.

El rotor del magneto debía girar, como se puede fácilmente deducir, a las mismas vueltas que el árbol de levas del motor de carburación, puesto que en cada ciclo del motor de un cilindro -cual es el caso- se necesita una única chispa.

En la anterior fotografía se puede observar globalmente el motor Dion Button del que se ha tomado la anterior foto de detalle del magneto. En esta foto se puede ver el magneto ublicado en su lugar correspondiente, con el mismo eje que el árbol de levas, se ve además una palanca que sale del regulador centrífugo y que se dirige a la mariposa de gases del carburador para abrir o cerrar el paso de carburante al cilindro y regular así la velocidad manteniéndola constante para un pisado constante del acelerador, se pueden observar además las dos varillas empujadoras de las dos válvulas (la de admisión y la de escape) con sus correspondientes muelles de recuperación, así como el carburador, arriba a la derecha. También se ve además el cable del vivo que sale del magneto dirigido a la bujía ubicada en el cilindro. El magneto de este motor es el de dos bobinas, y en la parte delantera se puede ver la caja que contiene el ruptor, cuya apertura debía estar sincronizada con el paso del rotor bobinado por el máximo de inducción magnética del imán permanente y con una posición del pistón próxima y anterior al punto muerto superior, tal y como dije en los párrafos previos a esta última foto.

Algún día hablaré del mecanismo utilizado en motores más modernos de carburación, basado también en un transformador elevador (la llamada bobina) y en un ruptor.