Velas de Ignição e como funcionam – Parte I

By on 2 Janeiro, 2019

Desde o início dos motores de combustão interna, há mais de um século, houve necessidade de criar um componente que fosse capaz de fornecer uma faísca que fizesse ignição da mistura para fazer o motor funcionar. É digno de nota que a modesta vela de ignição resultante dessa necessidade permanece quase inalterada desde esses primórdios até à era atual da eletrónica e dos micro-processadores.

A vela de ignição é comum a todos os motores de ciclo Otto, ou seja, encontra-se em qualquer motor a explosão menos os a gasóleo, em que a ignição da mistura é feita a altíssimas pressões por incandescência em vez de faísca. Poucos componentes do motor se têm mantido tão idênticos na sua forma básica como a vela. Porém, isso não significa que não tenha havido evolução… Cerâmicas, materiais do elétrodo, resistência, duração e especialmente a forma de fazer chegar a corrente à vela, tudo evoluiu.

Vejamos como funciona a vela nos seus aspetos básicos. Em teoria, trata-se de um componente simples: É uma interrupção num circuito elétrico que força uma faísca a saltar através do ar a determinado ponto, para fechar o circuito, muito como um relâmpago salta entre duas nuvens causando trovoadas. No entanto, para fazer a eletricidade viajar através do ar, a voltagem (ou diferencial de tensão entre os dois extremos) tem de ser altíssima, especialmente se queremos criar uma boa faísca. Felizmente, é fornecida em corrente alterna de alta frequência, ou seja, se levarmos um choque do cabo da bobine, não nos mata porque a direção da corrente está a variar a um ritmo de vários ciclos por milissegundo – mas continua a ser muito desagradável!

A voltagem que atravessa a vela tem de se situar entre os 40 mil e os 100 mil volts. Por isso, a vela tem de ter um caminho fortemente isolado, para que toda essa voltagem não escape através de pontos de menor resistência, criando um curto-circuito. É aqui que entra o isolador, geralmente feito de cerâmica, mas também pode ser de esteatita, silimanita e até mica, sendo esta última utilizada em motores de alta performance.

Assim, levada pelo interior da vela até à sua extremidade ou elétrodo, a corrente, finalmente liberta do isolador, salta através do ar uma distância de talvez 1 mm, ligando à massa do corpo da vela, que está atarraxado ao bloco do motor. Essa extremidade tem de aguentar também temperaturas muito elevadas, por vezes da ordem dos 2.000 graus, e pressões extremas a cada explosão que se dá no cilindro, estando, como é o caso, exposta dentro da cabeça do motor.

Idealmente, deve permanecer livre de contaminações e depósitos ou pelo menos oferecer resistência à acumulação dos mesmos na sua superfície, que lhe retirariam eficiência. As velas utilizam um elemento de cerâmica, um dos mais resistentes materiais isolantes conhecidos, para isolar eficientemente as altíssimas voltagens que as atravessam. Esta zona cerâmica dobra ao mesmo tempo como área de limpeza: Como o material é fraco dissipador do calor, aquece imenso em operação e queima resíduos que doutro modo contaminariam os elétrodos.

A vela pode, em termos esquemáticos, ser dividida em resistência interior, isolante, elétrodo e rosca, que permite fixá-la no ponto certo, geralmente na coroa do cilindro, rodeada pelas válvulas. Aí a sua faísca pode mais facilmente causar a mais perfeita propagação de chama possível e, logo, combustão ideal. O fio que traz a corrente vinda da bobine liga-se à outra extremidade, normalmente através dum cachimbo que atua como supressor de ondas eletromagnéticas que doutro modo interferem com rádios que se situem por perto – e põe loucos os cães, cuja gama auditiva capta essa radiação que para nós humanos é inaudível.

Na outra extremidade do isolante, dentro do motor, o elétrodo vem acabar numa ponta rodeada até certo nível de cerâmica também. O elétrodo central pode ser fabricado em diversos materiais, como o tungsténio, ligas de níquel e núcleo de cobre, além de prata ou platina, que dariam absolutamente a melhor condutibilidade mas têm a desvantagem do preço.

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