Eletrônica automotiva - 2 (O Circuito Básico do Sistema de Ignição)

1. A função do Sistema
Quando a mistura ar-combustível é compri­mida no cilindro de um motor, sua queima ou ignição não ocorre espontaneamente. É preciso que haja uma excitação externa para que isso ocorra. Esta excitação é uma faísca elétrica pro­duzida pela vela, conforme mostra a figura 1.

Figura 1 -Vista em corte de uma vela de ignição

Ocorre entretanto que, para produzir a faísca elétrica, é preciso haver uma tensão muito alta.
Baseados no que se chama ?rigidez dielétrica? do ar, sabemos que para cada centímetro de faísca produzida precisamos de 10 000 V. Assim, para uma faísca de 2 cm precisamos de 20 000 volts, para 3 cm precisamos de 30 000 V e assim por diante. No caso do motor de um carro, evidente­ mente os 12 V da bateria não conseguem produ­zir faísca alguma. É preciso ter recursos para que esta tensão seja elevada para pelo menos uns 10 000 V e estes aplicados no instante certo na vela.
O instante certo é importante, pois a faísca deve garantir que a ignição da mistura ocorra quando ela estiver suficientemente comprimida para ter o máximo de rendimento na queima. A finalidade do sistema de ignição é justamente esta. Fornecer as faíscas para as velas no instante certo, utilizando para isso a energia da bateria.


2. A Bobina de Ignição
O componente principal do sistema de ignição convencional é a bobina de ignição cuja finalida­de é justamente aumentar a tensão de 12 V da bateria para um valor suficientemente elevado que produza a faísca desejada nas velas. Esta bobina é na realidade um ?auto-transformador? que gera de 6 000 a 40 000 volts, dependendo do tipo do carro, e tem seu princípio de funcio­namento analisado a seguir. Conforme mostra a figura 2, a bobina é formada por dois enrola­mentos: primário e secundário.

Figura 2 - Os ter­minais (+) e (-) correspondem ao enrolamento primá­rio.

O enrolamento primário tem poucas voltas de um fio mais grosso e o enrolamento secundário é formado por milhares de voltas de um fio mais fino. Na verdade, o enrolamento secundário de uma bobina de ignição chega a ter dezenas de quilômetros de fio esmaltado fino! A relação en­tre as voltas do enrolamento primário e do enro­lamento secundário determinam a tensão que vai sair no terminal de alta tensão quando apli­camos os 12 V no enrolamento de baixa tensão. Por exemplo, se o enrolamento primário tiver 100 voltas de fio e o enrolamento secundário 100 000 volta, a tensão ficará multiplicada por 1 000. Assim, aplicando 12 V no primário teremos 12 000 V no secundário, conforme mostra a fi­gura 3.


Figura 3 -O funciona­mento do transforma­dor.

No entanto, como qualquer transformador, a bobina de ignição é um componente que só fun­ciona quando a corrente nos seus enrolamentos varia. A bobina não funciona com corrente contí­nua pura. Se ligarmos o enrolamento primário diretamente à bateria não acontece nada e não saem os 12 000 V no secundário conforme mos­tra a figura 4.

Figura 4 -Ligando diretamente os 12 V na bobina não há in­dução

A indução de uma alta tensão na bobina só ocorre em dois momentos: no momento em que o circuito é fechado e no momento em que o circuito é aberto, conforme mostra a figura 5.

Figura 5 -A indução só ocorre quando a corrente varia (liga ou desliga)

No circuito da ignição do carro, este momento é determinado pela abertura e fechamento do platinado, que funciona como uma chave que liga e desliga a corrente. Abrindo e fechando, ele determina então o instante em que a alta tensão é gerada e a faísca produzida na vela. Mas, o sistema de ignição não é apenas isso. Vamos fazer uma análise do circuito.


3. Analisando o Circuito
Na figura 6 temos então o circuito de um siste­ma de ignição tradicional com platinado, bobina de ignição, distribuidor e velas.

Figura 6

Os instantes em que as faíscas nas velas de­vem ser produzidas é determinado por um peça excêntrica acoplada ao motor e que comanda o platinado, conforme mostra a figura 7.

Figura 7- Um plati­nado comum

Assim, num motor de 4 cilindros ou 4 tempos precisamos de 4 faíscas, uma em cada vela, em cada volta do motor. O comando do platinado faz então com que em cada volta do motor ele dê quatro voltas e com isso feche o platinado 4 vezes. Como o platinado está ligado ao primário da bobina de ignição, temos a produção de 4 pulsos de alta tensão a cada volta do motor. No entanto, estes pulsos devem ser enviados para as velas correspondentes na ordem certa, ou seja, de acordo com o instante em que cada ci­lindro alcança o grau de compressão ideal para a combustão. Veja que os cilindros se movem de tal forma que eles atingem esse ponto em instantes diferentes. Isso é dado pela árvore da manivelas. Para dirigir a alta tensão para a vela correspondentes, entra em ação uma outra pe­ça que também é comandada pelo movimento do motor: o distribuidor. O distribuidor nada mais é do que uma chave rotativa que gira, fa­zendo contacto em instantes diferentes com os fios que vão para a vela. Assim, ele deve estar na posição exata que corresponde a uma deter­minada vela quando a alta tensão para esta vela é produzida e deve ser enviada a ela, conforme mostra a figura 8.

Figura 8 - O funcio­namento do distribui­dor.

A alta tensão escapa com extrema facilidade na presença de umidade, daí a necessidade do distribuidor ser muito bem vedado. Qualquer umidade provoca o escape da alta tensão e a falha do motor. O ponto final do sistema é a vela que, ao receber a alta tensão produz a faísca que provoca a ignição da mistura combustí­vel+ar no interior do cilindro. A vela nada mais é do que uma peça que tem dois eletrodos. Um deles é aterrado (ligado ao bloco do motor) e o outro recebe a alta tensão. Quando isso ocorre, temos uma faísca elétrica. A queima constante do combustível e a própria alta tensão provo­cam a corrosão e queima dos contactos da vela que acaba por produzir faíscas menos eficien­tes. Nestas condições o motor deixa de ter o rendimento desejado e até falha.

(figura 9)

Um elemento final deste conjunto é o pequeno condensador ou capacitor que é ligado junto ao platinado. Ele evita que ocorram faíscas na co­mutação da corrente, o que desgastaria os con­tactos desta peça e também provocariam ruído elétrico capaz de interferir no rádio. Já repara­ram que parando com o rádio AM ligado perto de um carro antigo (anterior à ignição eletrônica) você ?ouve? o motor neste rádio? São as interfe­rências provocadas pela corrente no sistema de ignição.

Questionário:
1. A bobina de ignição é:
A) Um condensador
B) Uma bateria
C) Um transformador
D) Um gerador de alta tensão

2. A alta tensão para as velas é obtida em que local da bobina de ignição?

A) No enrolamento primário

B) No enrolamento secundário
C) No núcleo

D) No platinado

3. A função do platinado num sistema tradicional de ignição é:

A) Gerar alta tensão

B) Comutar a corrente no sistema
C) Fornecer alta tensão para as velas

D) Controlar o distribuidor

4. Quantos contactos existe num distribuidor para um motor de quatro cilindros?

A) 2

B) 4

C) 2 a 4 -Depende do número de velas

D) 6