Tópicos:
- Introdução à vela incandescente
- Funcionamento da vela incandescente
- Velas incandescentes controladas por computador
- Defeitos nas velas incandescentes
- Desmontagem de velas incandescentes
Introdução à vela incandescente:
As velas incandescentes também são chamadas de velas incandescentes. Ambos os nomes estão corretos, mas esta página fala apenas sobre a vela incandescente. Cada Motor a gasóleo possui velas incandescentes. Um motor diesel com injeção indireta sempre precisa de velas de incandescência para dar partida a frio. Um motor diesel de injeção direta também pode arrancar sem velas de incandescência a temperaturas exteriores superiores a 10 °C, mas depois emite muito mais substâncias nocivas, incluindo fuligem. Além disso, um motor diesel com um bom sistema que não funcione também será menos fácil de operar filtro particular pode regenerar porque a temperatura necessária não é alcançada.
Devido à grande superfície de dissipação de calor de uma câmara de pré ou turbulência em um motor diesel com injeção indireta, é necessário aquecer o ar na câmara de combustão durante uma partida a frio. Isso acontece com as velas incandescentes.
Funcionamento da vela incandescente:
Quando a ignição é ligada, uma corrente elevada flui imediatamente através da vela incandescente fria. Esta corrente garante que a vela de incandescência atinja uma temperatura muito elevada em poucos segundos. A corrente diminui à medida que a temperatura do motor aumenta. A resistência da bobina de controle aumenta com a temperatura. Por exemplo, um bastão luminoso com um bastão luminoso de metal mantém uma temperatura uniforme de aproximadamente 1000 graus Celsius e com um bastão luminoso de cerâmica aproximadamente 1400 °C.
Uma vela incandescente possui uma bobina incandescente e uma bobina de controle, montadas em um tubo incandescente. A bobina luminosa faz com que o tubo luminoso brilhe no final. A bobina incandescente e a bobina de controle estão firmemente embutidas em um pó. Este pó é eletricamente isolante, mas conduz bem o calor.
Nos carros modernos, o sistema começa a brilhar quando o carro é destrancado ou quando a porta do motorista é aberta. Nesse momento, é um sinal para a unidade de controle do motor de que o motor será ligado “em breve”. Ao ativar antecipadamente as velas de incandescência, o ar na câmara de combustão e, portanto, os materiais do motor foram aquecidos durante algum tempo antes de o motor ser ligado.
Após cerca de 5 seg. a vela incandescente atinge sua temperatura operacional. O tempo de incandescência é controlado eletronicamente. As velas incandescentes geralmente permanecem ligadas por algum tempo mesmo após a partida do motor, dependendo da temperatura ambiente. O afterglow faz com que o motor funcione uniformemente após uma partida a frio e produza menos emissões de fuligem.
As velas de incandescência também são controladas durante o processo de regeneração filtro particular.
As imagens abaixo mostram um motor diesel com injeção direta (esquerda) e indireta (direita). No motor diesel de injeção direta, a vela incandescente está localizada diretamente ao lado do injetor, acima do pistão. A vela incandescente da versão com injeção indireta é montada na câmara de turbulência frontal.
Alguns motores usam um jato de ignição. Um jato de combustível vindo de um dos orifícios do injetor é direcionado para a vela incandescente. O combustível entra em contacto com a vela de incandescência quente e, portanto, evapora mais rapidamente. Uma mistura inflamável é formada ainda mais rapidamente, fazendo com que o motor funcione melhor durante uma partida a frio. A imagem mostra o raio de ignição de um motor diesel de injeção direta.
Velas incandescentes controladas por computador:
Nas velas de incandescência controladas eletronicamente, a bobina de controle descrita no parágrafo anterior é omitida. A temperatura não é mais controlada pela bobina de controle, mas indiretamente pelo computador de gerenciamento do motor. Esta ECU determina o tempo de brilho, a duração do brilho e o controle.
O diagrama mostra os componentes do sistema de brilho de um motor VW Golf VI 2.0 tdi:
- J179: boa máquina (unidade de controle)
- Q10 a Q13: velas de incandescência cil. 1 a 4.
As velas incandescentes são alimentadas com tensão pelo pré-aquecedor (J179), também chamado de unidade de controle de incandescência ou relé de incandescência. Os pinos 11 e 7 da vela incandescente estão conectados à caixa de fusíveis (plus) e a um ponto de aterramento na carroceria.
A válvula de incandescência é conectada à unidade de controle do motor através dos fios vi/gr e vi/ge (nas posições T11b, pinos 9 e 10). Esta ECU pode ser encontrada em outro diagrama com referências 71 e 72.
A transmissão do sinal ou comunicação entre a válvula de incandescência e a ECU do motor pode ser feita através de outros tipos de motor Ônibus LIN ser alcançado. A vela incandescente se comunica com a ECU do motor quando e por quanto tempo as velas incandescentes devem ser ativadas e fornece feedback se uma vela incandescente estiver com defeito, para que a ECU do motor possa armazenar uma falha.
A vela incandescente controla as velas incandescentes através de um Sinal de modulação por largura de pulso (PWM). A largura do pulso determina o controle e, portanto, a temperatura das velas incandescentes. Quanto mais ampla for a parte “ativa” do sinal PWM em um período, mais quente se tornará a vela incandescente. A figura mostra o princípio de um sinal PWM:
- acima: ciclo de trabalho de 50%;
- meio: ciclo de trabalho de 25% (ativo por um quarto do período)
- inferior: 75% (ativo durante três quartos do período). A tensão média é, portanto, a mais alta dos três sinais PWM mostrados.
Na primeira fase do processo de pré-aquecimento, as velas de incandescência são controladas com um ciclo de trabalho > 95%, o que equivale a uma tensão média de cerca de 13 volts. Isto significa que as velas de incandescência atingem muito rapidamente uma temperatura de aproximadamente 1100 °C. A tensão é então reduzida em etapas para uma média de 4 volts. A temperatura cai para cerca de 1000°C e então é mantida constante. O brilho cessa:
- após as velas incandescentes terem sido ativadas por um determinado período;
- se a temperatura do líquido refrigerante for superior a ± 60 °C
Controle das velas incandescentes ao dar partida no motor:
Quando o motor é ligado, o controlador de incandescência controla as velas de incandescência durante um determinado período de tempo com uma tensão constante de 12 volts. Isso também é chamado de “pré-brilho”, traduzido para o holandês como “pré-brilho”. Este método de controle garante que a vela incandescente atinja sua temperatura de trabalho o mais rápido possível. Este tempo de pré-aquecimento é necessário a uma temperatura do líquido refrigerante inferior a 25°. Quanto mais baixa a temperatura, mais tempo durará o pré-brilho.
- a uma temperatura do líquido refrigerante acima de 25°C não ocorre pré-incandescência;
- a uma temperatura de 25°C a pré-incandescência dura 0,5 segundos;
- a uma temperatura inferior a -25°C a pré-incandescência dura entre 2,5 e 3 segundos.
As imagens do osciloscópio foram registradas em um sistema incandescente com velas incandescentes de cerâmica (BMW 320d, N47, 2011). Estas atingem a temperatura mais rapidamente do que as velas incandescentes de metal. O pré-brilho pode durar mais tempo. Depois de algum tempo, a temperatura de trabalho da vela incandescente é atingida e ela é controlada de forma pulsante para mantê-la na temperatura certa. Esta imagem do osciloscópio mostra que o tempo de ligação (12 volts) fica mais curto com o tempo.
Afterglow após a partida do motor:
Alguns segundos após a partida do motor, a unidade de controle de incandescência continua a pulsar nas velas de incandescência. Isso mantém as velas incandescentes na temperatura certa para a pós-incandescência. Isto ajuda a minimizar a detonação do diesel, bem como as emissões prejudiciais. A persistência dura até que o líquido refrigerante atinja uma temperatura de pelo menos 60° Celsius (a temperatura real de desligamento pode variar dependendo da marca ou versão). O ciclo de trabalho permanece o mesmo na fase de pós-luminescência.
Controle de brilho de múltiplas velas de incandescência:
A unidade de controle de brilho controla as velas de incandescência uma por uma. Com pulsos mais largos, os pulsos se sobrepõem parcialmente. As razões para controlar as velas incandescentes separadamente são as seguintes:
- Se todas as velas incandescentes do motor receberem um pulso ao mesmo tempo, uma corrente fluirá simultaneamente. Nesse caso, há uma quantidade igual de corrente (no caso de um pulso, as correntes através de quatro velas incandescentes são somadas) e se a tensão for 0 volts, não fluirá mais corrente. Esta comutação liga-desliga de muita corrente e nenhuma corrente colocaria uma carga desnecessariamente alta na rede de bordo;
- Ao alternar os pulsos entre os cilindros, a corrente através do controlador de incandescência é mantida constante, mas é distribuída pelas velas de incandescência pelos pulsos.
Na imagem do osciloscópio abaixo vemos os pulsos de controle de duas velas incandescentes. Neste caso, os cilindros 1 e 2. As quatro velas de incandescência podem ser todas controladas separadamente ou em grupos (por exemplo, cilindros 1 e 4 simultaneamente, e cilindros 2 e 3 simultaneamente).
Defeitos nas velas incandescentes:
Se as velas de incandescência estiverem com defeito, isso pode ser percebido pelas flutuações de velocidade ou pela batida do diesel após a partida do motor durante uma partida a frio. Há um forte desenvolvimento de fuligem (não perceptível quando um filtro de partículas está instalado). Uma ou mais velas de incandescência defeituosas também podem significar que o filtro de partículas não pode mais ser regenerado. A temperatura necessária não é atingida e está saturada devido a uma quantidade excessiva de partículas de fuligem. As velas de incandescência defeituosas são reconhecidas pela gestão do motor em sistemas modernos. A unidade de controle de incandescência sempre realiza uma medição de resistência (através de uma queda de tensão através de um shunt) e comunica a condição das velas de incandescência (geralmente via barramento LIN) à unidade de controle do motor. Muitas vezes, uma mensagem de falha só será exibida no painel quando as temperaturas do ar externo estiverem baixas. Em temperaturas acima de 5°C a 10°C, é armazenada uma falha que você pode corrigir com um Sistema OBD pode ser lido, mas o motorista não é alertado por uma mensagem no painel.
Se você suspeitar que uma vela incandescente está com defeito, você pode usar um multímetro uma medição de resistência é realizada. A medição pode ser realizada com a vela incandescente no bloco do motor, mas também com uma vela incandescente removida. Tendo em conta o risco de danos ao remover as velas de incandescência, é mais sensato medir inicialmente as velas de incandescência no estado instalado.
- remova a vela incandescente e coloque-a de lado;
- coloque o pino de medição vermelho na cabeça da vela incandescente à qual a vela deve ser conectada;
- coloque a sonda de teste preta (preferencial) no alojamento da vela incandescente, em outro local do bloco do motor ou em um ponto de aterramento adequado;
- ajuste o multímetro para a configuração “ohm” para medir a resistência.
O valor da resistência não indica quão boa é uma vela incandescente. Afinal, a resistência através da bobina é medida. A extremidade de metal ou cerâmica pode ficar suja ou brilhar menos rapidamente e menos bem devido ao tempo. No entanto, a medição da resistência pode ser usada para determinar se a vela incandescente é capaz de brilhar assim que a corrente flui através da bobina:
- uma resistência entre 0,2 e 6 Ω é boa;
- uma resistência <0,2 Ω é muito baixa. Muito provavelmente a bobina (positiva) e a caixa (terra) estão em contato interno uma com a outra;
- sem resistência (OL ou 1.) significa que há uma interrupção interna na vela incandescente. Nenhuma corrente pode fluir através da vela incandescente;
- uma resistência muito alta (por exemplo, 6 kΩ) também indica um defeito. Como resultado, a corrente será baixa e a vela incandescente dificilmente aquecerá.
Se se verificar que uma ou mais velas de incandescência têm um valor de resistência incorreto, mas todas as quatro velas de incandescência têm a mesma idade, o conselho do fabricante é substituir todas as velas de incandescência ao mesmo tempo. Mesmo que uma medição de resistência seja boa, as propriedades de brilho podem ser reduzidas devido ao tempo. Com quatro novas velas de incandescência é garantido que não existem diferenças nas propriedades de incandescência e, portanto, nas temperaturas de incandescência.
As velas incandescentes controladas por pulso por uma vela incandescente podem ser reconhecidas pela tensão na caixa: 5,3 resp. 7 volts. Esta é a tensão operacional necessária para mantê-lo na temperatura certa. Embora as velas incandescentes de motores antigos possam ser testadas com uma bateria de 12 volts, os tipos mais novos de velas incandescentes podem superaquecer e falhar se forem alimentados com 12 volts por muito tempo.
Desmontagem das velas incandescentes:
Ao remover a vela incandescente, certifique-se de que ela possa ser solta com pouca força. Se exercer demasiada força, a rosca ou a cabeça do cilindro podem ficar danificadas ou a vela de incandescência pode partir. Para evitar isso, é aconselhável primeiro levar o motor à temperatura operacional. Ao aquecer os materiais da vela incandescente e da cabeça do cilindro, as partículas de fuligem endurecidas amolecem. A vela incandescente será agora mais fácil de remover do que com o motor frio.
Se a vela incandescente quebrar, em muitos casos um furo deve ser feito na vela incandescente e então a rosca e a cabeça restante devem ser removidas do furo ou do cilindro, possivelmente usando um ímã. Existe o risco de a rosca ser danificada durante a perfuração se não perfurar com precisão. Existem ferramentas auxiliares para perfurar cuidadosamente no ângulo certo (veja a imagem abaixo). Na situação mais incômoda, o cabeçote deve ser desmontado para remover as velas incandescentes. Portanto, deixe a substituição da vela incandescente para um especialista.
A causa mais comum de quebra de uma vela incandescente é que ela foi apertada demais no passado. As velas incandescentes têm um torque de aperto entre 10 e 25 Nm, dependendo da rosca. Consulte sempre o manual de oficina ou as especificações da vela de incandescência relevante para obter o torque de aperto correto.
Páginas relacionadas:
