Introdução
Velas de ignição são componentes essenciais para a ignição do combustível em motores de combustão interna (IC) a gasolina; elas não são necessárias em motores a diesel. Os motores de combustão interna são classificados em duas categorias de ignição: ‘ignição por faísca’ (motores a gasolina) e ‘ignição por compressão’ (motores a diesel).
Velas de ignição são instaladas em motores de dois tempos e quatro tempos.
Vela de Ignição
Componentes da Vela de Ignição
Embora os designs das velas de ignição possam variar, seus componentes principais são consistentes.
Vela de Ignição com Partes Identificadas
Os principais componentes de uma vela de ignição incluem:
- Conexão do Terminal - ponto de entrada da corrente elétrica na vela de ignição.
- Eletrodo Central - condutor reto que atravessa o centro da vela de ignição.
- Eletrodo de Massa - condutor curvo que conecta a vela de ignição ao terra.
- Resistor - utilizado para reduzir ruídos elétricos.
- Espaço do Eletrodo (espaço da faísca) - espaço entre o eletrodo de massa e o eletrodo central, onde ocorre a faísca (arco elétrico).
Espaço do Eletrodo
- Barreira de Corrente de Fuga - impede vazamento de corrente dos condutores para o terra.
- Assento - onde a vela de ignição se encaixa na cabeça do cilindro.
- Porca Sextavada - utilizada para instalação e remoção da vela de ignição.
Como funcionam as velas de ignição?
O vídeo abaixo é um trecho do nosso Curso Online de Noções Básicas de Motores de Combustão Interna.
Uma alta tensão (20-40.000 Volts) é aplicada à conexão do terminal no topo da vela de ignição para aumentar o potencial elétrico do eletrodo central. A corrente elétrica flui através do eletrodo central (geralmente um condutor de cobre) e passa por um resistor. A alta tensão presente no eletrodo central ioniza os gases dentro do espaço do eletrodo. Quando ionizados, esses gases tornam-se melhores condutores, permitindo que os elétrons ‘saltem’ o espaço do eletrodo para alcançar o eletrodo de massa. Esse ‘salto’ é visível como uma faísca e é a origem do nome da vela de ignição; o termo técnico para esse salto é 'arco'.
O arco entre o eletrodo central e o eletrodo de massa contém energia e calor suficientes para inflamar a mistura de ar/combustível dentro da câmara de combustão. A ignição do combustível ocorre aproximadamente 5 graus antes do ponto morto superior (PMS), marcando o início do curso de potência.
Qual é a finalidade do resistor em uma vela de ignição?
Nem todas as velas de ignição possuem um resistor, mas a maioria das velas de ignição automotivas sim. O resistor reduz a quantidade de ruído elétrico gerado pela vela de ignição. Esse ruído elétrico também é conhecido como interferência eletromagnética (EMI) ou interferência de radiofrequência (RFI). Como a vela de ignição atua como um condutor, ela gera seu próprio campo magnético, assim como o arco elétrico gerado por ela. Esses campos eletromagnéticos podem interferir em outros circuitos eletrônicos próximos, causando efeitos adversos. Para minimizar a EMI em componentes como a unidade de controle do motor (ECU), rádio do carro e outros circuitos eletrônicos, um resistor é incorporado.
O que é a 'faixa de calor' de uma vela de ignição?
A faixa de calor de uma vela de ignição define suas propriedades de condutividade térmica. Geralmente, uma escala de faixa de calor de 1-10 é utilizada, mas isso pode variar conforme o fabricante, podendo ser de 1-11. As velas de ignição são classificadas dentro dessa faixa, por exemplo, com um valor de faixa de calor de 4.
As velas de ignição são frequentemente descritas como quentes ou frias. Uma vela de ignição fria dissipa calor rapidamente e aquece lentamente. Uma vela de ignição quente dissipa calor lentamente e aquece rapidamente. Velas de ignição quentes possuem um nariz de isolador longo e fino, enquanto velas frias têm um nariz de isolador curto e grosso.
Velas de Ignição Quentes e Frias
Pequenos motores de baixo desempenho, como cortadores de grama e aparadores de cerca viva, utilizam velas de ignição quentes devido às baixas temperaturas e pressões operacionais na câmara de combustão. Motores de alto desempenho, como os de carros de corrida, utilizam velas de ignição frias devido às altas temperaturas e pressões operacionais na câmara de combustão.
Velas de ignição para motores de baixo desempenho podem ter uma classificação de faixa de calor entre 1-4. Motores de alto desempenho geralmente têm uma classificação de faixa de calor entre 8-10.
O que é o 'alcance' de uma vela de ignição?
O alcance de uma vela de ignição é aproximadamente o comprimento de sua seção roscada, medido desde onde o corpo da vela repousa na cabeça do cilindro até a extremidade inferior da rosca. É crucial utilizar a vela de ignição com o alcance correto. Velas de ignição com alcance muito longo podem impactar a coroa do pistão à medida que o pistão se aproxima do PMS. Instalar uma vela de ignição com alcance inadequado pode resultar em acúmulo de depósitos de carbono nas roscas e falhas de ignição.
A Vela de Ignição Pode Impactar a Coroa do Pistão se o Alcance for Muito Longo
As velas de ignição são instaladas na cabeça do cilindro e fixadas por meio de roscas. Deve-se ter cuidado ao apertar a vela de ignição para evitar danos às roscas, o que comprometeria a fixação.
Seção Transversal da Vela de Ignição
Recursos Adicionais
https://www.gsparkplug.com/shop/how-spark-plugs-work
https://auto.howstuffworks.com/spark-plugs.htm
https://en.wikipedia.org/wiki/Spark_plug
Atribuição de Imagem
Imagem de vela de ignição quente e fria: Por Usuário:Emmanuel.boutet (Arquivo:Dilatation-spark plug-bougie allumage-fr.svg) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) ou CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], via Wikimedia Commons