Uma vela de ignição é um componente essencial em motores de combustão interna, localizada no cabeçote do motor. Sua principal função é iniciar a combustão da mistura ar-combustível dentro do cilindro por meio de uma faísca elétrica gerada por um arco de corrente.
Ele atua como um dispositivo elétrico que converte a energia da bobina de ignição em uma faísca que inflama a mistura comprimida, permitindo a explosão que aciona o motor.
Velas de ignição são, em termos simples, condutores elétricos que recebem uma diferença de potencial da bobina de ignição, transmitindo-a para o interior do cilindro. Além de iniciar a combustão, eles também desempenham a função de dissipar o calor gerado durante esse processo, ajudando a manter a temperatura ideal dentro do motor.
O design de uma vela de ignição inclui um eletrodo central isolado, que é conectado por um fio fortemente isolado a um circuito externo da bobina de ignição. Este eletrodo é posicionado oposto a um terminal aterrado na base da vela de ignição, formando um centelhador dentro do cilindro, onde ocorre a ignição.
Como funciona a vela de ignição
O funcionamento da vela de ignição é baseado na lei de Lorentz, onde a corrente elétrica e o campo magnético interagem para gerar uma faísca. Quando os elétrons fluem da bobina de ignição, uma diferença de voltagem é criada entre os eletrodos central e lateral da vela de ignição.
Em condições normais, a mistura ar-combustível no cilindro atua como um isolante, impedindo a passagem de corrente. Entretanto, à medida que a voltagem aumenta, a estrutura dos gases entre os eletrodos muda e, quando a voltagem excede a rigidez dielétrica dos gases, eles se tornam ionizados.
O gás ionizado se torna condutor, permitindo que os elétrons fluam através do espaço entre os eletrodos, criando uma faísca que inflama a mistura ar-combustível. Para que essa faísca ocorra corretamente, as velas necessitam de uma voltagem maior que 20.000 volts, o que garante uma ignição eficiente. Devido à sua localização no motor, as velas de ignição também servem como um indicador da saúde do motor e podem sinalizar problemas de desempenho ou a necessidade de manutenção.
Classificação térmica de uma vela de ignição
A classificação térmica de uma vela de ignição é um parâmetro que determina sua capacidade de dissipar o calor gerado durante a combustão. Esse grau térmico depende do material isolante que cobre o eletrodo central, geralmente porcelana, e desempenha um papel importante na eficiência do sistema de resfriamento da vela de ignição.
A classificação térmica da vela de ignição influencia diretamente seu desempenho. Uma vela de ignição "de qualidade fria" tem maior capacidade de dissipar calor, o que a torna ideal para motores que operam em altas velocidades ou com alta produção térmica. Uma vela de ignição "de qualidade quente", por outro lado, dissipa menos energia e é mais adequada para motores de baixa potência, onde as temperaturas são mais baixas.
Folga da vela de ignição
Para garantir o funcionamento adequado do motor, é essencial que as velas de ignição tenham a folga correta. O tempo correto de ignição das velas melhora a combustão, reduz o consumo de combustível e otimiza a expulsão dos gases. Um dos aspectos fundamentais na calibração é a distância entre os eletrodos, que deve ser especificada pelo fabricante. Se essa distância não for respeitada, o fluxo de corrente será ruim, o que pode resultar em ignição ineficiente ou até mesmo falha do motor.
Uma maneira de manter suas velas de ignição em boas condições é limpá-las e lixar os eletrodos periodicamente para garantir que não haja acúmulo de detritos que possam interferir no desempenho. Também é importante verificar a folga do eletrodo antes de reinstalar a vela de ignição no motor para garantir que a faísca seja gerada corretamente.
Tipos de velas de ignição
As velas de ignição são classificadas de acordo com vários parâmetros, como resistência, tamanho do arco de corrente ou tipo de material. Os tipos comuns incluem:
- Velas de ignição com resistor descoberto : O resistor fica visível e exposto.
- Velas de ignição com resistência protegida : A resistência é coberta com uma luva para melhorar a transmissão de calor.
- Velas de ignição com resistência antiparasitária : Semelhantes às protegidas, mas com uma resistência adicional para eliminar a interferência eletromagnética.
- Velas de ignição com folga normal : O arco de corrente salta até 0,9 mm.
- Velas de ignição de grande abertura : O arco de corrente pode atingir até 2,05 mm, o que requer bobinas de alta tensão para produzir a faísca.
- Velas de platina ou irídio : Mais resistentes e com menor condutividade elétrica, mas com um eletrodo central mais eficiente para gerar a faísca.
- Velas de cobre : São as mais comuns e econômicas.
- Velas de ignição para motores a gasolina : Possuem características semelhantes às velas de cobre e são as mais comumente utilizadas em veículos a gasolina.
- Velas de ignição para motores a diesel : Elas são projetadas para suportar altas temperaturas e transferir calor diretamente para a câmara de combustão.
- Velas de ignição para motores a gás : Usadas em motores a Gás Natural Comprimido (GNC) e Gás Liquefeito de Petróleo (GLP). Eles são niquelados para resistir à oxidação e suportar tensões de ignição mais altas.
Cada tipo de vela de ignição é projetado para atender às necessidades específicas do motor e garantir desempenho ideal sob diferentes condições de operação.
Velas de ignição para motores a diesel
Nos motores a diesel, as velas de ignição não são usadas para inflamar a mistura de combustível, como nos motores a gasolina, mas desempenham uma função diferente. Essas velas de ignição, conhecidas como velas de incandescência , têm a função de aquecer o ar dentro dos cilindros antes da partida do motor, especialmente em condições de baixa temperatura.
Como os motores a diesel operam por compressão, onde o ar é aquecido por alta pressão antes da injeção do combustível, as velas de incandescência facilitam esse processo ao reduzir o esforço necessário para a partida do motor, auxiliando na correta atomização do combustível e sua combustão nos momentos iniciais.
Ao contrário dos motores a gasolina, que dependem de uma faísca gerada pela vela de ignição para inflamar a mistura ar-combustível, os motores a diesel funcionam por autoignição devido à alta temperatura atingida pela compressão do ar no cilindro.
As velas de incandescência são particularmente úteis em condições frias, onde a temperatura interna do motor pode ser insuficiente para a autoignição do combustível. Nesses casos, as velas de ignição são acionadas para elevar a temperatura do ar nos cilindros e garantir uma partida suave e eficiente do motor diesel.