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  • amigvel. Uma vela de ignio submetida a tenses eltricas de milhares de volts. Por outro lado, grande parte da vela est no interior da cmara de combusto, sujeita a elevadas presses e temperaturas no inte-rior do cilindro durante a combusto. Ao mesmo tempo, as temperaturas no cilindro podem subir a temperaturas elevadssimas, e em seguida, cair instantaneamente para temperaturas baixas quando a mistura fresca ar/combustvel admitida para dentro do cilindro ou o combustvel injetado no interior do cilindro. A vela de ignio tem que estar preparada para aguentar estes choques trmicos, sem colocar em causa o seu desempenho.Na prtica, a vela de ignio converte a energia proveniente de uma fonte de alta tenso que a bobina de ignio, numa fasca, que inicia a combusto da mistura gasosa ar/combustvel no cilindro aps o tempo de compresso.

    A vela de ignio constituda por uma srie de elementos, cada um com uma funo especfica. A corrente de alta tenso procedente do distribuidor do sistema de ignio do motor entra pelo casquilho ou

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    PARCERIA CEPRA / PS-VENDA WWW.CEPRA.PT

    Velas de ignio 1. PARTE

    A vela de ignio um compo-nente que tem uma misso apa-rentemente simples, mas que est longe de o ser. O princpio de funcionamento da vela de ignio engenhosamente simples e sim-plesmente engenhoso. Neste artigo preten-de-se focar alguns aspetos importantes deste simples, mas ao mesmo tempo complexo componente, dos motores a gasolina.A primeira vela de ignio foi inventada em 1860 pelo engenheiro belga Etienne Lenoir que a usou num motor de com-busto interna que ele tambm projetou. O motor de Lenoir foi o primeiro motor de combusto interna comercialmente bem-sucedido, pelo que ele considerado o inventor da vela de ignio.

    No entanto, uma srie de inovaes e pa-tentes ao longo das dcadas seguintes, finais do sculo XIX, levaram ao desenvolvimento do que consideramos atualmente a vela de ignio moderna. Vrios inventores, como Nikola Tesla, Frederick Simms e Robert Bosch registaram as suas prprias patentes de velas de ignio. No entanto, foi Gottlob Honold, trabalhando para a Bosch, que inventou a primeira vela de ignio de alta tenso que foi projetada para um sistema de ignio, por isso considerado o inventor da vela de ignio moderna dos sistemas de ignio dos motores de automvel.

    A VELA DE IGNIOA vela de ignio um componente in-dispensvel nos sistemas de ignio de motores a gasolina. A funo principal da vela de ignio criar uma fasca que vai iniciar o processo de combusto no interior do cilindro. Embora este trabalho parea simples, no o . O ambiente onde uma vela de ignio se encontra est longe de ser

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    ETIENNE LENOIR GOTTLOB HONOLD

    ONDULAES DO ISOLADOR

    PORCA

    CORPO METLICO

    ISOLADOR CERMICO

    VEDAES

    ISOLADOR DE CERMICA

    RESISTOR CERMICO

    CORPO METLICO

    NCLEO DE COBREDO ELTRODO CENTRAL

    ELTRODO CENTRALE ELTRODO DE MASSA

    JUNTA

    FOLGA DA VELA

    ROSCA DO CORPOMETLICO

    ELTRODO CENTRAL

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    porca terminal na parte superior da vela e desloca-se pelo eltrodo central at ao seu extremo inferior.Aqui a sua passagem encontra-se cortada para o eltrodo de massa (que se encontra em contacto com a cabea do motor, a massa, ou seja, com o plo contrrio) por um intervalo existente entre os eltrodos (folga da vela). O eltrodo central fabri-cado com materiais altamente condutores mas que, por sua vez, so muito resistentes ao calor, pois as temperaturas que uma vela pode acumular so muito elevadas devido ao seu contacto direto e permanente com a cmara de combusto do cilindro do motor.O corpo metlico da vela de ignio aprisio-na um isolador de cermica. O isolador tem uma forma ondulada na sua parte superior para que o seu comprimento seja o menor possvel e evite o arco eltrico entre a capa supressora e o corpo metlico da vela.O corpo metlico da vela roscado e possui uma porca hexagonal para a vela ser mon-tada e desmontada da cabea do motor, e sempre com binrio de aperto especificado.

    Quando a tenso fornecida ao terminal da vela de ignio no tempo desejado, passa atravs do eltrodo central e comea a criar-se uma diferena de potencial entre o eltrodo central e o eltrodo de massa. Mas coloca-se aqui uma questo: a vela de igni-o inicialmente basicamente um circuito aberto, dado que os eltrodos no se tocam. H um intervalo entre eles preenchido pela mistura gasosa de ar e combustvel. Estes gases agem inicialmente como um isolador at ao evento de criao da fasca na vela. Antes que um evento de fasca possa ocorrer, a fonte de alta tenso precisa de fornecer tenso suficiente ao eltrodo central para superar a diferena de potencial entre os dois eltrodos. Como a tenso aumenta, a mistura gasosa de ar/combustvel na zona da folga da vela comear a ionizar e trans-formar-se num condutor. Este o incio de uma reao multifase que cria a fasca entre o eltrodo central e o eltrodo de massa e que acontece depressa. A corrente que passa pelo canal da fasca no interior da mistura gasosa ar/combustvel, provoca um aumento instantneo de temperatura

    que cria o calor necessrio e presso (da rpida expanso dos gases) para a criao de um ponto de inflamao ou ncleo de chama. Se o ncleo de chama se formar e crescer corretamente, ele ir desencadear a propagao da chama e criar uma frente de chama, e um evento de combusto no ci-lindro ir ter lugar. Este processo de criao e propagao da chama que ocorre dentro de um cilindro est longe de ser simples e bastante mais complexo.Se o ncleo de chama no se forma apro-priadamente, ou se for extinto antes de permitir a propagao da chama, o resultado um cilindro que falha a ignio. Quando o calor gerado pela fasca reabsorvido pelos dois eltrodos, eltrodo central e eltrodo de massa, em vez de inflamar a mistura gasosa ar/combustvel, o ncleo de chama apaga-se e estamos perante uma falha de ignio. Ns queremos que o ca-lor da fasca seja utilizado para inflamar a mistura gasosa, e no que o calor da fasca seja reabsorvido pelos eltrodos central e de massa. Esta situao indesejvel conhecida por efeito de extino. Os fabricantes de velas de ignio projetam as suas velas de forma a reduzir o efeito de extino da chama, reduzindo o tamanho dos eltrodos central e de massa, para diminuir a rea de superfcie de contato entre os dois eltrodos e o ncleo de chama.

    TIPOS DE VELASExistem vrios tipos de velas de ignio, com vrios materiais e tipos de eltrodos. Em relao aos materiais dos eltrodos, os principais tipos de velas de ignio dispo-nveis atualmente so as denominadas velas de cobre, velas de platina e velas de irdio.

    Velas de CobreConhecidas como velas padro ou velas normais, as velas de ignio com ponta de cobre so mais baratas e tm uma vida til mais curta devido tendncia natural do cobre de se corroer ao longo do tempo. No entanto, o seu valor reside na capacidade do cobre de conduzir eletricidade melhor do que qualquer outro tipo de material usado nas pontas das velas de ignio. Como resul-tado, as velas de ponta de cobre funcionam mais frias e fornecem mais potncia em condues de alta performance sem atingir sobreaquecimentos, que reduzam a potncia

    e diminuam a vida til da vela de ignio.Como o cobre produz uma boa fasca em motores com turbocompressores ou grandes relaes de compresso, os fabricantes destes motores geralmente usam velas de cobre como equipamento original. Os motores de gs natural tendem a funcionar melhor com velas de cobre.

    Velas de Cobre com NquelNas velas de ignio de cobre com nquel, o eltrodo central feito de uma liga de nquel resistente ao desgaste com ncleo de cobre. A resistncia do nquel proporcio-na vela uma vida mais longa. O ncleo de cobre tem alta condutividade trmica proporcionando uma melhor transfern-cia de calor e proteo contra sobrecargas trmicas. Estas velas possuem assim uma vida til mais duradoura do que as velas de cobre padro.

    Velas de PlatinaAs velas de ignio com ponta de plati-na so mais caras porque a platina um elemento mais raro na natureza do que o cobre, e considerado metal precioso. Como a platina um material menos condutor, no possui a transferncia efetiva do cobre e pode sobreaquecer facilmente em condies de uma conduo de alta performance do veculo. Onde as velas de platina brilham na sua grande longevidade em condies normais de conduo. A platina no desgas-ta como o cobre, de modo que a folga da vela de ignio no aumenta medida que o metal se desgasta, o que causaria quedas de potncia, menor quilometragem e falhas intermitentes de ignio no arranque.O tempo de vida de um conjunto de velas de platina tipicamente o dobro de um conjunto equivalente de velas cobre.

    Velas de Dupla PlatinaExistem tambm velas de dupla platina. Enquanto as velas de ignio simplesmente conhecidas como velas de platina apresen-tam apenas uma ponta de platina, as velas

    ONDULAES DO ISOLADOR

    PORCA

    CORPO METLICO

    ELTRODO DE MASSA

    ISOLADOR CERMICO

    ROSCA

    PORCA HEXAGONAL

    ISOLADORCERMICO

    ELTRODO CENTRAL

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    de dupla platina possuem platina na ponta do eltrodo central e, tambm noutras reas como o caso do eltrodo de massa. Algumas velas de dupla platina possuem um ncleo central fine-wire com um ou mais discos de platina dentro dele. Embora sejam mais caras, as velas de dupla platina geralmente produzem um desempenho ligeiramente superior com a tradicional longa durao das velas de platina.

    Velas de IridioO irdio um metal precioso muito duro, cerca de seis vezes mais duro que a platina e muito condutor. cerca de oito vezes mais resistente que a platina. Resiste muito bem aos altos nveis de temperatura da cmara de combusto, suportando temperaturas temper