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Velas de Ignição – parte 1

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 elétrica
entre 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 combustão
de 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.

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.

 

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.

• 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.

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.

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

Aproveitando que já entramos nesse tópico, iremos falar agora sobre a ponta ignífera da vela, também conhecido por eletrodo. Essa aparência refletirá se a vela é adequada ou não, assim como o estado do motor. Veja a figura abaixo:

Observação: A linha limítrofe entre as regiões de carbonizamento e o funcionamento otimizado (450c) chama-se temperatura de autolimpeza da vela.

Como vimos na página anterior, é de extrema importância que se utilizem velas adequadas devido a sua faixa de temperatura.

A seguir, mostraremos como analisar o estado de uma vela e verificar quais são as condições do motor. Clique na figura para maiores detalhes.

 

1- Vela com aspecto normal

O pé do isolador apresenta-se amarelado-cinza ou marrom-claro. Motor em boas condições – índice térmico da vela está correto.

O pé do isolador, os eletrodos e a cabeça da vela cobertos por uma camada fosca de fuligem preto-aveludada (seca).

Causas
– Carburador regulado com mistura rica
– Filtro de ar sujo
– Afogador automático com mau funcionamento
– Afogador manual puxado por longo tempo
– Uso de combustível fora da especificação
– Motor funcionando em baixa rotação por tempo prolongado
– Ponto de ignição atrasado
– Uso de vela incorreta
– Vela muito fria para o tipo de motor.

Efeitos
– Falhas de ignição
– Motor falha em marcha lenta
– Dificuldades de partida a frio.

Soluções
– Regulagem correta do carburador e do ponto de ignição
– Aconselha-se averiguar a qualidade do combustível que está sendo utilizado
– Substituir o filtro de ar
– Acelerar o motor (rodando com o veículo) lentamente até a carga total (rotação máxima), para queimar os resíduos de carbono
– Evitar que o motor funcione por muito tempo em marcha lenta, especialmente quando estiver frio
– Utilizar vela correta para o tipo de motor.

O pé do isolador, os eletrodos e a carcaça apresentam-se cobertos por uma camada fuliginosa, brilhante, úmida de óleo e por resíduos de carvão.

Causas
– Em motores de 2 (dois) tempos
– Óleo em excesso na mistura
– Em motores de 4 (quatro) tempos
– Óleo em excesso na câmara de combustão
– Guias de válvulas, cilindros e anéis do pistão estão gastos.

Efeitos
– Dificuldade na partida
– Falhas de ignição
– Motor falha na marcha lenta.

Soluções
– Em motores de 2 tempos, usar a proporção correta de mistura
– Em motores de 4 tempos, retificar o motor
– Trocar as velas.

Resíduos amarelado-escuros no isolador. O pé do isolador coberto por uma fuligem amarelo-clara, aspecto de fosca a brilhante.

Causas
Aditivos antidetonantes no combustível, como tetraetila e tetrametila de chumbo.

Efeitos
Se o pé do isolador chegar a temperaturas muito altas, os resíduos de chumbo tornar-se-ão condutores elétricos, fato que pode ocorrer com veículo em alta velocidade, causando falhas de ignição.

Soluções
– Aconselha-se averiguar a qualidade do combustível que está sendo utilizado
– Torna-se necessário trocar as velas, pois é inútil tentar limpá-las.

O pé do isolador apresenta-se parcialmente vitrificado e de cor amarelo-marrom.

Causas
– Aditivos antidetonantes no combustível, como tetraetila e tetrametila de chumbo
– A vitrificação denuncia a fusão dos resíduos sob condições de forte aceleração
de veículo.

Efeitos
Se o pé do isolador chegar a temperaturas muito altas, os resíduos de chumbo tornar-se-ão condutores elétricos, fato que pode ocorrer com veículos em alta velocidade, causando falhas de ignição.

Soluções
– Aconselha-se averiguar a qualidade do combustível que está sendo utilizado
– Torna-se necessário trocar as velas, pois é inútil tentar limpá-las.

Camada de cinza grossa no pé do isolador, na câmara de aspiração e no eletrodo-massa, de estrutura fofa e até cheia de escórias.

Causas
Aditivos do óleo ou do combustível deixam resíduos incombustíveis na câmara de combustão (pistão, válvula, cabeçote) e na própria vela. Isso ocorre especialmente em motores com um consumo de óleo acima do normal, ou quando se utiliza combustível de qualidade inferior.

Efeitos
Perda de potência do motor, decorrente de ignições por incandescência e danos ao motor.

Soluções
– Aconselha-se averiguar a qualidade do combustível que está sendo utilizado
– Trocar as velas
– Regular o motor.

 

Superaquecimento

Eletrodo central fundido parcialmente.

Causas
Combustão por incandescência causada por temperaturas extremamente elevadas na câmara de combustão em decorrência, por exemplo, de:
– Uso de vela muito quente;
– Resíduos na câmara de combustão;
– Válvulas defeituosas;
– Ponto de ignição muito adiantado;
– Mistura muito pobre;
– Sistema de avanço do distribuidor com defeito;
– Combustível de má qualidade;
– Vela mal apertada.

Efeitos
– Falhas de ignição
– Perda de potência
– Danos ao motor.

Soluções
– Aconselha-se averiguar a qualidade do combustível que está sendo utilizado
– Trocar as velas

 

Eletrodo central fundido

Eletrodo central completamente fundido, possível trinca no pé do isolador e eletrodo-massa parcialmente fundido.

Causas
– Superaquecimento do eletrodo central, que pode trincar o pé do isolador
– Combustão normal com detonação ou ponto de ignição excessivamente adiantado.

Efeitos
– Falhas de ignição
– Perda de potência
– Danos ao motor.

Soluções
– Revisar o carburador, o ponto de ignição, o distribuidor e o motor
– Utilizar velas corretas para o tipo de motor
– Substituir as velas.

 

Causas
– Combustão por incandescência causada por temperaturas extremamente elevadas na câmara de combustão em decorrência, por exemplo, de uso de vela muito quente;
– Resíduos na câmara de combustão;
– Válvulas defeituosas;
– Ponto de ignição muito adiantado;
– Mistura muito pobre; sistema de avanço do distribuidor com defeito;
– Combustível não especificado para o tipo de motor.

Efeitos
Antes do dano total ao motor, ocorre perda de potência

Soluções
– Revisar o carburador, o ponto de ignição, o distribuidor e o motor
– Utilizar velas corretas para o tipo de motor
– Substituir as velas.

Causas
– Não observância do tempo recomendado para a troca das velas.

Efeitos
Solavancos do motor devido a falhas de ignição (especialmente na aceleração do veículo); a tensão de ignição exigida, pela grande distância entre os eletrodos,
é alta demais
– Partida difícil.

Soluções
-Trocar as velas ou examiná-las de acordo com as instruções dos fabricantes.
-Certifique-se do tipo ideal ao modelo do veículo, consultando sempre a tabela
de aplicação ou recomendação do fabricante.

Causas
– Presença de aditivos corrosivos no combustível e óleo lubrificante. Esta vela não foi sobrecarregada termicamente, não se tratando portanto de um problema
de índice térmico
– Depósitos de resíduos provocam influências no fluxo dos gases.

Efeitos
Solavancos do motor devido a falhas de ignição (especialmente na aceleração do veículo); a tensão de ignição exigida, pela grande distância entre os eletrodos,
é alta demais
– Partida difícil.

Soluções
– Trocar as velas ou examiná-las de acordo com as instruções dos fabricantes.
– Certifique-se do tipo ideal ao modelo do veículo, consultando sempre a tabela
de aplicação ou recomendação do fabricante
– Aconselha-se averiguara qualidade do combustível que está sendo utilizado.

Pé do isolador trincado

Causas
– Dano causado por pressão no eletrodo central como conseqüência do uso de ferramentas inadequadas na regulagem da folga. Exemplo: abrir os eletrodos com uma chave de fenda
– Corrosão do eletrodo central por aditivos agressivos no combustível
– Depósitos de resíduos de combustão entre o pé do isolador e o eletrodo central.

Efeitos
– Falhas na ignição (a faísca salta entre o isolador e a carcaça)
– Partida difícil.

Soluções
– Trocar as velas ou examiná-las de acordo com as instruções dos fabricantes.
– Certifique-se do tipo ideal ao modelo do veículo, consultando sempre a tabela
de aplicação ou recomendação do fabricante
– Aconselha-se averiguara qualidade do combustível que está sendo utilizado.

 

Continue lendo este post em: Velas de Ignição – parte 2

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2 comentários

  1. jorge

    Boa tarde .tenho um kart motor 2 tempos e a vela aquece demais e o kart desliga, me mandaram fechar a regulagem da vela; na verdade ela estava muito aberta, eu fechei mas ainda nao testei, sera q tem alguma coisa a ver com a vela muito aberta ? obrigado

  2. amaro chionga

    avante com vosso trabalho

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