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SENAI CONDE JOSÉ VICENTE DE AZEVEDO SAI – Sistema de alimentação e ignição Velas de ignição

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Page 1: Velas de ignição

SENAI CONDE JOSÉ VICENTE DE AZEVEDO

SAI – Sistema de alimentação e ignição

Velas de ignição

Calina Marques FernandesPriscila Alves

Professor: AntonioTurma 3ADData de entrega: 10/05/2010

Page 2: Velas de ignição

Introdução

As velas praticamente surgiram junto com os motores de combustão interna e tem um papel de extrema importância na queima da mistura ar e combustível. Para que haja a combustão, são necessários três elementos que formam o triângulo do fogo: o combustível, o comburente e o calor.O combustível é formado basicamente por hidrogênio e carbono, sendo denominados de hidrocarbonetos ou carboneto de hidrogênio. Como exemplo podemos citar: a gasolina, o álcool etílico hidratado, o metano, etc.

O comburente é o elemento que excita a combustão. Temos como elemento comburente o oxigênio presente no ar atmosférico. Num motor de combustão interna a explosão, é necessário que haja uma proporção exata da massa de ar admitido em relação a massa de combustível.O calor é o elemento responsável para iniciar a combustão da mistura ar e combustível. Na realidade, a própria combustão gera calor, mas é sempre necessário que se dê um início para essa combustão. É aí que entra o sistema de ignição, encarregado de gerar uma centelha (faísca) elétrica de alta tensão para iniciar esse processo.

Exigências impostas à Vela de Ignição

Como funções básicas, uma Vela de Ignição deve:

» Introduzir a energia de ignição na câmara de combustão e, através da faísca elétricaentre os eletrodos, iniciar a queima da mistura ar-combustível.

» Deve suportar as altas pressões periodicamente desenvolvidas na câmara de combustão, como também resistir aos ataques químicos que se desenvolvem principalmente sob altas temperaturas.

» A vela de ignição deve também transferir o calor absorvido na câmara de combustãode uma maneira precisa e regular. A vela de ignição deve trabalhar em uma faixa de temperatura ideal, de acordo com a potência específica do motor, daí a necessidade de se conhecer o correto índice térmico de uma vela de ignição.

» Com isso evitamos que o motor se danifique por excesso de temperatura, e não tenha seu funcionamento irregular por temperaturas não adequadas.

A vela é o último estágio do sistema de ignição. É nela que é produzido a centelha que irá inflamar a mistura fortemente comprimida na câmara de explosão. Devido a alta taxa de compressão, a vela deve suportar altas pressões (em torno de 8 a 10 kgf/cm2) nos motores a gasolina e ainda assegurar uma perfeita vedação da câmara. Além do mais, as velas trabalham em condições de temperaturas extremas.

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Abaixo, um quadro comparativo sobre as condições de funcionamento de uma vela nos diferentes tempos do motor.

Posição da vela no motor

Uma vela deve dissipar o calor produzido pelos gases de combustão. A gama térmica ou índice térmico da vela é a medida da quantidade de calor dissipado.

Com isso, temos dois tipos de velas em relação a sua gama ou índice térmico: as velas frias e as velas quentes.

Velas frias: Tem capacidade de maior dissipação de calor,  o que favorece o funcionamento de motores com alta potência específica.

Velas quentes: Tem menor capacidade de dissipação de calor, o que favorece o funcionamento de motores com baixa potência específica.

O que diferencia uma vela quente de uma fria é o tamanho da superfície do seu isolador. Quanto maior for a superfície, mais quente é a vela, ou seja, maior a sua capacidade de reter calor.

Para um melhor rendimento do motor e maior durabilidade dos componentes, sempre utilize a vela com gama ou índice térmico adequado para o seu carro.

Utilize velas frias se você utiliza o veículo constantemente com o motor trabalhando em condições severas.

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Quando é selecionada uma gama térmica incorreta

• Quando a gama térmica é elevada demais,- a temperatura da vela se mantém muito fria e faz com que se acumulem sedimentos na ponta da ignição; estes sedimentos formam uma trajetória de fuga elétrica que resulta em perda de faíscas.

A figura ao lado mostra os detalhes de uma vela de ignição e a porcentagem da dissipação de calor (no caso, 81%).

O gráfico abaixo mostra a temperatura no pé do isolador de uma vela Bosch Super.

Temperaturas muito baixa podem provocar a carbonização da vela e o seu oposto pode provocar a pré ignição.

• Quando a gama térmica é baixa demais,- a temperatura da vela aumenta demais e provoca uma combustão anormal (pré-ignição); causa fusão dos eletrodos da vela assim como também trava ou desgasta o pistão.

É de extrema importância que se utilizem velas adequadas devido a sua faixa de temperatura.

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Corrugações

As velas possuem certas corrugações no seu corpo cerâmico. Essas corrugações são muito importantes, uma vez que servem para evitar fugas de alta tensão pelo corpo isolante da vela.

Se não houvessem as corrugações, devido a alta tensão aplicada na vela, haveria fugas pelo seu corpo, o que provocaria falhas no funcionamento do motor. Lembre-se, quando maior a pressão nos cilindros, maior será a resistência interna e maior deverá ser a tensão aplicada na vela. Isso significa que o motor iria falhar justamente no momento que necessitasse de maior torque, como em subidas de ladeira por exemplo.

Com as corrugações, podem ser aplicadas até 32000 volts aproximadamente na vela que não haverá fugas.

Veja na figura abaixo um exemplo de fuga, aplicando um alto valor de tensão.

Como as corrugações evitam esse vazamento?Muito simples, com elas é possível aumentar a distância do corpo isolador. Isso faz com que o conector superior da vela fique mais afastado do corpo sextavado da vela que é aterrado no próprio cabeçote do motor. Na realidade esse afastamento não é físico e sim numa maior área do corpo isolante. Exemplo: O espiral de um caderno pode ter 30 cm, mas se você esticá-lo, terá quase um metro.

Velas resistivas

Esta vela incorpora uma resistência de cerâmica de 5 k ohms (por exemplo), para eliminar os ruídos magnéticos da ignição gerados durante a emissão de faíscas.

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Uma vela resistiva elimina os ruídos magnéticos que interferem com rádios de automóveis, comunicações móveis e telefones celulares. Evita também o funcionamento incorreto dos sistemas eletrônicos de controle de injeção de combustível.

Nos veículos com injeção eletrônica, é fundamental a sua utilização, principalmente quando a unidade de comando ou centralina do sistema se encontra localizado no compartimento do motor, como é o caso da linha FIAT. As interferências podem gerar falhas no funcionamento do motor, fazendo com que o reparador tenha a impressão que o problema possa estar em algum sensor ou atuador do sistema de injeção.

Como a vela tipo resistiva tem incorporado uma resistência, algumas pessoas pensam que estas velas têm efeitos negativos sobre o arranque, aceleração, economia de combustível e emissões. Esta vela não afeta o rendimento do motor; portanto não duvide em usá-la.

Abaixo, segue um gráfico

Efeitos de eliminação de ruídos da vela do tipo resistiva

(comparada com uma vela do tipo convencional)

Tal como se mostra ao lado, os ruídos se reduzem em todas as zonas de freqüências mediante a instalação de velas tipo resistivo.

Vale lembrar que é de extrema importância que os cabos também não interfiram na frequência

dos sinais.

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Recomendações de Troca

Veículos – 10.000 a 15.000 kmMotos – 3.000 a 5.000 km

Nota: Seguir a recomendação de troca das velas de ignição significa não sobrecarregar o sistema de ignição do motor, obtendo como conseqüência economia de combustível.Obs: Consultar o manual do veículo com orientação do fabricante. A durabilidade da vela irá depender do combustível utilizado, das condições de uso e do sistema de ignição do veículo.

Instalação correta da Vela de Ignição

Como escolher a vela de igniçãoA escolha da vela de ignição deve ser feita de acordo com o comprimento da rosca do cabeçote, e deve seguir sempre as especificações do motor ou catálogo de aplicação NGK atualizado.

Ajuste da folgaAjustar a folga dos eletrodos de acordo com o manual do proprietário do fabricante do motor ou pelo catálogo NGK atualizado.

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InstalaçãoAperte a vela de ignição com a mão até que a gaxeta encoste no cabeçote. Em seguida, aperte com a chave de vela adequada aplicando o torque especificado na tabela. A falta de aperto pode causar a pré-ignição, porque não há dissipação de calor. Por outro lado, o aperto excessivo pode danificar a rosca do cabeçote e da vela de ignição.

Posicionamento da chave de velaA chave de vela deve ser posicionada corretamente para evitar possível dano à rosca, ou quebra do isolador.

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Excessivo torque de aperto

Aplicação excessiva do torque de aperto pode danificar a vela de ignição

Chave de vela deve ser adequada para o hexágono. O espaço interno deve ser grande o suficiente para evitar contado com o isolador O encaixe deve cobrir completamente o hexágono

Torque de aperto recomendado

Tipo de vela de ignição

Diâmetro da rosca

Cabeçote de ferro fundido Cabeçote de alumínio

Assento plano (com gaxeta)

18mm

14mm

12mm

10mm

3,5~4,5 kg-m (25,3~32,5 lb-ft)

2,5~3,5 kg-m (18,0~25,3 lb-ft)

1,5~2,5 kg-m (10,8~18,0 lb-ft)

1,0~1,5 kg-m (7,2~10,8 lb-ft)

3,5~4,5 kg-m (25,3~32,5 lb-ft)

2,5~3,0 kg-m (18,0~21,6 lb-ft)

1,5~2,0 kg-m (10,8~14,5 lb-ft)

1,0~1,2 kg-m (7,2~8,7 lb-ft)

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Assento cônico (sem gaxeta)

18mm

14mm

2,0~3,0 kg-m (14,5~21,6 lb-ft)

1,5~2,5 kg-m (10,8~18,0 lb-ft)

2,0~3,0 kg-m (14,5~21,6 lb-ft)

1,0~2,0 kg-m (7,2~14,5 lb-ft)

Codificação das Velas de Ignição NGK

Tipos Especiais de Velas de Ignição

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Tipo competição

Caracterizado com letras EV, EGV, HV. Ex.: BP6EV, B8EGV, etc.

Construída com eletrodo central extremamente fino, elaborado com liga de ouro-paládio, requer menor voltagem para a faísca em relação às velas convencionais, e proporciona ignição mais segura.

 

Tipo descarga superficial

A folga para faísca da vela tipo descarga superficial é de forma anelar, posicionado no término do castelo metálico. O prefixo U simboliza o tipo. Ex.:BUHX.

Como a área do isolador na ponta ignífera é pequena, o tipo de descarga superficial é considerado vela de ignição super fria. Este tipo é usado com sistema de ignição (CDI) por descarga capacitiva, que fornece alta voltagem para a ocorrência da faísca.

11. Poluição

Em 1986, foi criado pelo CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE (CONAMA), o Proconve – Programa de Controle de Poluição do Ar por Veículos Automotores, que determinou a redução gradual dos índices de emissão de poluentes pelos veículos: que foi dividida em 3 etapas. A primeira foi em 1989. A Segunda fase iniciada em 1992 exigiu a utilização de catalisadores e injeção eletrônica de combustível. A terceira fase em 1997, que terá padrões equivalentes aos vigentes nos Estados Unidos A NGK sugere como meio de minimizar a emissão dos gases poluentes, o uso da vela de ignição tipo Green Plug Resistiva disponível par todos os motores com ignição por faísca.

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Na vela Green Plug, o núcleo de calor propaga-se pelas extremidades, diminuindo a perda de energia, enquanto que na vela convencional acontece o efeito extintor que é a absorção da energia pelas massas metálicas (eletrodos central e lateral). Desta forma, a energia armazenada na faísca torna-se maior, facilitando a queima da mistura ar/combustível. Além de diminuir os gases poluentes, a Green Plug proporciona economia de 3 a 5% de combustível.

12. Interferência por Rádio Freqüência – RFI

A sofisticação dos veículos com a introdução de painéis digitais, sistema de ignição eletrônica, injeção eletrônica de combustível, sistema de freios ABS, faz-se necessário a

utilização de supressores para atenuar a interferência por rádio freqüência – RFI, que prejudica o funcionamento dos aparelhos eletro-eletrônicos.

No caso dos motores de ciclo OTTO, a RFI é gerada na maior parte dos casos, pelo sistema de ignição. Para atenuar a RFI, gerada pelo sistema de ignição do motor, a NGK

desenvolveu as velas resistivas e os cabos de ignição supressivos (ou cabos de ignição resistivos).

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Bibliografia

Manuais:

BoschNGK