Como funcionam as velas de ignição

As velas de ignição são uma das poucas coisas que um mecânico amador pode consertar sem muitos problemas. Veja fotos de motores de automóveis. Jonathan Ferrey / Getty Images

À medida que os motores e seus componentes eletrônicos se tornam mais complexos, uma das poucas coisas que resta aos amadores e entusiastas de automóveis que gostam de um pouco de graxa sob as unhas é a capacidade de mudar seus velas de ignição. Embora quase todos os outros consertos de automóveis que exijam um leitor de código e um diploma universitário para diagnosticar e consertar, as velas de ignição permanecem acessíveis e fáceis de entender.

A primeira vela de ignição confiável foi inventada em 1903 por Oliver Lodge. Eles também foram nomeados apropriadamente; velas de ignição são simplesmente velas isoladas que são parafusadas em um motor de combustão interna cabeça de cilindro para entregar a faísca que inflama a mistura de ar e combustível na câmara de combustão. As velas de ignição também transferem o calor da câmara de combustão.

Basicamente, é o que acontece: a vela de ignição fica no topo da cabeça do cilindro. O pistão primeiro desce pelo cilindro, atraindo uma mistura de combustível e ar. O pistão então sobe novamente em direção à vela de ignição, comprimindo a mistura. No último segundo, quando o pistão está em seu alcance máximo ou ponto morto superior (TDC), a vela de ignição acende e inflama a mistura. O pistão é forçado para baixo para criar energia para o veículo e, em seguida, empurrado para cima novamente para limpar o escapamento. Nesse ponto, o processo começa tudo de novo.

Um carro de quatro cilindros terá quatro velas de ignição; um carro de seis cilindros terá seis e assim por diante (embora um motor HEMI tenha duas velas por cilindro). Agora que entendemos o básico, vamos falar sobre os tipos de velas de ignição nas prateleiras de sua loja de peças local.

Conteúdo

1. Princípios básicos da vela de ignição
2. Peças da vela de ignição: o tour de cima para baixo
3. Troca de velas de ignição: uma visão geral
4. Solução de problemas de velas

Parece bastante óbvio que uma vela de ignição fornece a faísca que queima o combustível, mas seu papel secundário como dissipador de calor é igualmente importante. A capacidade de uma vela de ignição de transferir calor para o sistema de refrigeração do carro é baseada no comprimento da ponta do isolador e nos materiais usados ​​para o eletrodo central e o isolador.

As velas de ignição padrão em motores modernos têm um núcleo de eletrodo central de cobre envolto por uma liga de níquel, que você pode ver na ponta da vela. Dentro do plug, o eletrodo central é envolto em porcelana, o que ajuda a transferir o calor do motor para o sistema de refrigeração. As velas de ignição premium usam metais preciosos, como platina ou irídio, no lugar da liga de níquel. Esses metais têm pontos de fusão mais altos - e preços mais altos para combinar.

Falando em temperaturas, as velas vêm em duas variedades básicas: frio e quente. Tampões frios funcionam melhor em motores de alta compressão e alta potência. Eles têm menos isolamento, portanto, mais calor pode ser transferido da câmara de combustão para o exterior do motor. Isso não é brincadeira: se o plugue não estiver frio o suficiente para uma aplicação específica, não será possível obter calor suficiente da câmara do pistão. Isso pode causar pré-ignição, batidas e danos permanentes ao motor. Se você não tiver certeza de qual faixa de temperatura da vela de ignição usar, opte por usar uma vela muito fria em vez de uma vela muito quente.

Plugues quentes têm mais isolamento e são encontrados na maioria dos motores padrão. O isolamento extra mantém a temperatura da vela alta o suficiente para queimar os depósitos de carbono, o que permite mais tempo entre as trocas da vela.

À medida que os preços da gasolina sobem, mais fabricantes afirmam que trocar as velas de ignição antigas por suas premium aumentará o consumo de combustível de qualquer carro. Isso é verdade - mas apenas até certo ponto. O fato é que velas de ignição sujas, sujas de carbono e com falha na ignição definitivamente reduzirão a economia de combustível de um carro e substituí-las por velas novas e brilhantes certamente melhorará a economia de combustível. Se esses plugues têm metais exóticos ou eletrodos centrais de liga de níquel não importa tanto quanto ter a classificação de calor adequada e a lacuna entre o eletrodo central e o eletrodo de aterramento.

Falando nessas lacunas, quase todos os plugues que você encontrar na loja de peças automotivas virão pré-lacrados para o seu motor. Os dias de definir a lacuna com um medidor estão praticamente acabados, a menos que você esteja extraindo até a última gota de desempenho de seu hot rod de sábado à noite. As modificações do motor geralmente significam que você deve abrir novas velas de ignição, mas os motores originais com velas de substituição pré-lacradas e aprovadas de fábrica geralmente podem ficar sem ajuste.

Agora que sabemos como as velas de ignição funcionam no motor e os materiais de que são feitas, vamos descobrir o que há dentro desses pequenos.

Contenção de invenção

Há algum debate sobre quem inventou a vela de ignição. Uma das primeiras versões possíveis foi inventada por um afro-americano chamado Edmond Berger, supostamente em fevereiro de 1839. Os céticos citam a escassez de motores de combustão interna em 1839, o que tornaria a invenção de Berger mais experimental do que prática.

No topo da vela de ignição está o conector, ou terminal. É aqui que o fio da vela de ignição é conectado. O terminal se conecta dentro do plugue ao núcleo de cobre do eletrodo central, que é cercado por isolamento.

Em seguida vem o cabeça hexagonal. É aqui que a chave de caixa se encaixa para apertar e afrouxar o plugue em seu orifício no motor. Logo abaixo disso está uma junta que se comprime fortemente contra o cabeçote do cilindro. Também é conhecido como máquina de lavar ou o assento. Alguns plugues possuem sede cônica, sem vedação adicional. Geralmente são usados ​​em cabeçotes de cilindro de ferro, enquanto plugues com gaxetas são normalmente encontrados em cabeçotes de cilindro de alumínio.

A metade inferior do plugue é rosqueada. Esta é a parte que é parafusada, gentilmente, porém com firmeza, no lugar. Uma pequena porção do eletrodo central se projeta para fora da extremidade inferior do plugue. E a coisa toda termina com um eletrodo de aterramento ou pulseira de aterramento. A faísca que faz o motor funcionar salta a lacuna da extremidade do eletrodo central até o eletrodo de aterramento. Isso é o que inflama a mistura de ar-combustível que foi comprimida pelo pistão.

O eletrodo de aterramento é feito de metal, com opções que variam de aço inoxidável a titânio. Ele pode ter vários formatos, desde eletrodos entalhados ou em forma de Y até eletrodos triplos com três pequenos braços que parecem alcançar a ponta do eletrodo central. No que diz respeito aos materiais e formato do eletrodo de aterramento, você obtém praticamente o que pagou. Velas de ignição de última geração feitas com materiais exóticos custarão mais, mas também fornecerão melhor condutividade e faísca.

A seguir, aprenderemos o que todos nós queremos saber: as regras básicas para trocar as velas de ignição.

Diesel é diferente

Os motores a diesel usam algo chamado velas de brilho em vez de velas de ignição. Os motores a diesel não requerem velas de ignição, mas dão partida com mais facilidade se o ar no cilindro estiver quente. É aí que entra a vela de incandescência: parece muito com uma vela de ignição, mas em vez de um eletrodo central, tem uma bobina de aquecimento que aquece a câmara de combustão.

Trocar as velas de ignição não é muito difícil, mesmo para os que não têm inclinação mecânica. Se você for cuidadoso, não terá problemas.

Como saber se os plugues precisam ser trocados? O sinal mais seguro está no seu odômetro. As velas de ignição geralmente precisam ser trocadas a cada 30.000 milhas (48.280 quilômetros). Alguns plugues de alto desempenho podem chegar a 100.000 milhas (160.934 km) antes da substituição. Se você não sabe quando o seu foi trocado pela última vez ou se você tem um motor que funciona mal ou recentemente exibiu uma redução na economia de combustível, bem, isso pode significar que seu motor pode se beneficiar de algumas faíscas novas e limpas. Como sempre, verifique o manual do proprietário para ver o que funciona melhor para o seu veículo.

Você vai precisar de um tomada de vela de ignição para sua chave de soquete e um medidor de lacuna. Você pode comprar uma chave de caixa de vela de ignição feita especificamente para se encaixar nas velas do seu carro ou pode obter uma chave de caixa de vela de ignição universal feita para se ajustar aos tamanhos de cabeça hexagonal mais comuns. Como já dissemos, você provavelmente não precisará abrir seus plugues, mas pode precisar de um medidor de espaço para verificar se o espaço entre o eletrodo central e o eletrodo de aterramento está correto.

Para encontrar os plugues, basta localizar os fios e segui-los. Normalmente, há apenas um plug por cilindro, mas eles disparam em uma ordem específica definida pelo fabricante. Escolha um plugue para começar e remova suavemente apenas esse fio. Trocar uma vela de ignição por vez é muito mais fácil do que reiniciar o motor depois de substituir os fios na ordem errada.

Agora pegue a nova tomada da vela de ignição e coloque-a na ponta da chave. As tomadas geralmente têm uma camada de espuma para tornar o processo mais fácil. (Ele agarra a vela de ignição.) Se seu soquete não tiver uma junta, use um pouco de fita isolante dentro do soquete para obter uma melhor aderência. Escove todos os detritos ao remover o plugue. Quando o plugue for desparafusado, apenas levante-o para fora do orifício.

Se você vai ficar boquiaberto, faça isso agora. O manual do proprietário deve informar onde a lacuna deve ser definida; defina seu medidor e deslize-o entre o eletrodo de aterramento e o eletrodo central. Você quer que os eletrodos toquem o medidor, mas não muito apertado.

Coloque a nova vela de ignição no orifício vazio usando o soquete da vela. Se possível, você pode até querer remover a chave e apertar a vela de ignição com os dedos. Para certificar-se de que as roscas estão alinhadas corretamente, gire o plugue no sentido anti-horário para assentá-lo antes de apertar o plugue com a mão. Assim que o plugue estiver apertado com os dedos, você pode terminar o trabalho com a chave de soquete.

Conecte o fio da vela de ignição solto ao terminal na parte superior da vela. Você provavelmente sentirá o fio se encaixar com segurança. Quando terminar de substituir a primeira vela de ignição e o fio estiver de volta no lugar com segurança, passe para a próxima vela na fileira e repita todo o processo.

Isso foi fácil, certo? Vamos resolver o problema de qualquer maneira.

Enquanto você está lá ...

Contanto que você tenha retirado os fios, é melhor fazer uma inspeção do isolamento. Verifique ao longo de todo o comprimento do fio se há rasgos ou rachaduras. Quando você chegar ao final do fio, onde ele se conecta à vela de ignição, verifique se há manchas escuras ou queimadas. Os fios não são uma parte móvel e não se desgastam com frequência, mas um isolamento ruim pode roubar alguma faísca útil do seu motor.

A remoção das velas de ignição antigas pode dizer muito sobre a condição do seu carro, especialmente em torno dos eletrodos na ponta, onde a faísca acontece. Isso é o que aqueles velhos mecânicos querem dizer quando falam sobre "ler" a vela de ignição. Mas não se preocupe: é muito menos místico do que olhar para uma bola de cristal.

Ler uma vela de ignição pode levantar uma série de problemas, e vamos cobrir os mais comuns aqui. Por exemplo, se a vela de ignição parecer apenas um pouco suja, tudo bem. Essa vela de ignição tem feito seu trabalho por pelo menos 30.000 milhas (48.280 km). Se parecer brilhante, a vela de ignição pode estar superaquecendo. Se for branca, a vela de ignição está quente demais para o motor. Em outras palavras, tem muito isolamento para queimar esses depósitos. Isso é facilmente remediado com uma vela de ignição mais fria e apropriada. Se o plugue antigo parece oleoso, você tem problemas: o óleo está de alguma forma entrando na câmara de combustão, onde não pertence. As velas de ignição podem ser um bom indicador disso, mas novas velas não são a solução.

Pare se descobrir que as velas de ignição estão tão apertadas em seus orifícios que você não consegue arrancá-las. Quebrar uma vela de ignição na cabeça do cilindro significa que você precisa perfurá-la ou fazer outra viagem até a loja para uma ferramenta especial para remover a peça quebrada. Na pior das hipóteses, a cabeça do cilindro do motor teria que ser puxada e levada para conserto. Às vezes, você pode evitar essas dores de cabeça usando um óleo penetrante como o WD-40. Deixe descansar por uma ou duas horas e tente desparafusar os plugues novamente. Ao substituir o plugue por um novo, lembre-se de usar um material anti-gripagem como Thread Magic para evitar o mesmo problema em 30.000 milhas (48.280 km).

Às vezes, depois de substituir as velas de ignição, você pode descobrir que o carro sai pela culatra, funciona muito mal ou nem liga. Isso geralmente ocorre porque você não seguiu as dicas úteis acima e colocou os cabos da vela de ignição de volta na ordem errada. Verifique o manual do proprietário para a solução do erro.

Para obter mais informações sobre velas de ignição e outras peças automotivas, consulte os links na próxima página.

Segurança primeiro

Substituir as velas de ignição não é um trabalho particularmente perigoso. A primeira coisa a fazer é a mais óbvia: desligue o motor. Espere até que esfrie antes de trabalhar nele para evitar queimar sua carne no metal quente. Também é uma boa idéia desconectar o terminal negativo da bateria sempre que trabalhar no motor e substituí-lo quando terminar. É improvável que você leve um choque com ele conectado, mas é totalmente impossível se você apenas retirar o terminal.

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Fontes

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• Sparkplugs.com. "Vela de ignição 411." (acessado em 6 de julho de 2008) http://www.sparkplugs.com/faqmain.asp