Sistema de Ignição por Magneto – Aula 2

• Definição de Magneto:

“Tipo especial de gerador de CA acionado pelo motor que usa um ímã permanente e parte da energia mecânica do motor para produzir energia elétrica”

• Podem ser de dois tipos:

– Alta Tensão; – Baixa Tensão;

Magneto de Alta Tensão

• O magneto de alta tensão pode ser dividido para fins de discussão em três partes:

• Circuito Magnético;

• Circuito Elétrico Primário;

• Circuito Elétrico Secundário.

Circuito Magnético

• É composto por um ímã rotativo dentro do entreferro do núcleo ferromagnético. O núcleo fornece um caminho mais favorável a passagem do fluxo magnético estabelecendo um circuito magnético.

Circuito Elétrico Primário e Secundário

• Compreendem os enrolamentos (bobinas) e demais componentes elétricos conectados as mesmas que controlam e permitem o funcionamento do sistema.

Componentes do Magneto de Alta Tensão

– Rotor de ímãs permanentes; – Núcleo de ferro doce; – Bobinas primária e secundária; – Platinado; – Capacitor ou condensador; – Distribuidor; – Came ou eixo de ressaltos;

• Conjunto este montado sob uma carcaça rígida

que constitui uma blindagem contra ruídos eletromagnéticos;

Platinado • É o contato de abertura automático banhado em liga

de platina resistente a corrosão e erosão elétrica.

• Serve para interromper a corrente do circuito “primário”.

• São acionados pelo eixo de ressaltos compatível que possui a razão de um ressalto por cilindro;

• São do tipo desarticulados (a maioria) o que significa que um contato é móvel enquanto que o outro é fixo.

Platinado e Eixo de Ressaltos

Bobinas

• São os enrolamentos instalados sobre o núcleo ferromagnético separados por material isolante.

• É a relação do número de espiras entre primário e secundário que estabelece a elevação na voltagem. Logo o secundário deve possuir um número muito superior de voltas, cerca de 13 mil para a relação ser efetiva.

• Geralmente a tensão induzida no secundário ultrapassa os 20kV para que o resistência do ar no vão livre entre os eletrodos seja vencido pela tensão.

Distribuidor

• É composto de duas partes: rotor e bloco distribuidor;

• Comporta-se como uma chave rotativa que distribui a alta voltagem na sequência correta de ignição dos cilindros (ordem de fogo);

• Seu cursor é acionado pelo motor e gira a metade da rotação do mesmo;

• Haverão tantos eletrodos quanto cilindros que serão ligados no momento oportuno para receber a descarga elétrica produzida pelo magneto;

Ordem de fogo do Distribuidor

1-3-5-7-9-2-4-6-8

Sistema de Ignição por Magneto de Alta Tensão

Sistema de Ignição por Magneto de Alta Tensão

• Além do magneto, completam ainda o sistema:

– Interruptores;

– Cabos;

– Velas;

• Cada qual com suas características construtivas e funcionais a serem verificadas.

Princípio de Funcionamento do Magneto

• Admitindo-se que o ímã rotaciona no

sentido horário, três serão as posições de destaque deste ímã que influenciará o fluxo magnético que circula por dentro do núcleo de ferro doce.

• Observe os quadros e as respectivas posições do imã:

• A proximidade dos pólos dos ímãs às sapatas polares permite estabelecer um fluxo magnético que percorre o núcleo de ferro.

Fluxo Magnético ф

• Em constante movimento, o fluxo varia de zero a um valor máximo – “capacidade plena”, retorna para zero – “posição neutra” e varia novamente para o valor máximo porém no sentido oposto.

• Graficamente este comportamento do fluxo pode ser verificado a seguir:

• Uma vez ocorrendo variação no fluxo magnético incidente sobre a bobina primária, uma força eletromotriz é induzida entre seus terminais podendo estabelecer uma corrente elétrica desde que circuito primário seja completado pelo fechamento do platinado.

• Na maior parte de tempo o platinado permanece aberto fechando-se em um intervalo compreendido entre a “capacidade plena” e a “posição neutra” e reabrindo novamente em uma posição específica denominada “folga E” .

Ângulo de Folga “E” • Corresponde a declinação angular observada pelo rotor

do magneto onde ocorre a máxima variação de fluxo magnético que provocará a máxima indução de tensão no secundário da bobina elevadora de tensão.

• É no ângulo de folga “E” (Eficiência) que o platinado é aberto pelo came para provocar uma brusca interrupção de corrente;

Análise Gráfica

• A brusca interrupção no fluxo de corrente combinada a rápida reversão do fluxo magnético devido a inversão da polaridade magnética produz um fluxo magnético resultante capaz de induzir uma força eletromotriz de alta tensão sobre a bobina secundária.

• Daí em diante o resto do sistema se encarregará de conduzir esta alta tensão a vela de ignição do próximo cilindro em condições de sofrer a combustão como poderemos analisar a partir do circuito a seguir:

Circuito Principal

Funcionamento

• Sempre que um pólo do ímã se encontrar na folga “E”, o came abrirá o platinado, dando um corte brusco na corrente induzida no primário;

• Desta forma, o campo magnético criado pela corrente primária sofrerá também uma variação brusca, induzindo desta maneira uma alta tensão no secundário;

Funcionamento

• Como o secundário está conectado ao dedo de arrasto do distribuidor, este transmitirá a alta voltagem através do cabo de ignição até a vela, produzindo a centelha e detonando a mistura ar combustível;

• O capacitor em paralelo com o platinado impede que o centelhamento ocorra no próprio platinado evitando que a energia gerada seja desperdiçada perdendo portanto o momento correto da ignição;

Funcionamento

• Portanto, para o entendimento é necessário visualizar que came, dedo de arrasto, e o cilindro estão sincronizados;

• Tal sincronismo garante que quando o came abrir o platinado, o dedo de arrasto coincide com o eletrodo do distribuidor e o êmbolo se encontra em uma determinada posição antes do ponto morto alto PMA iniciando a combustão.

• Costuma-se dizer que a chave de controle de um magneto “liga desligando” e “desliga ligando”, devido a característica interna da chave e em especial a forma como esta está ligada em relação a bobina do magneto;

• É possível observar que bobina primária, platinado e chave de ignição estão em paralelo;

Chave de Ignição

Chave de Ignição

• Com a chave fechada (posição OFF), a indução gerada pela bobina primária será aterrada, impedindo o funcionamento do sistema;

• Com a chave abeta (posição L, R ou Both), o sistema operará como estudado anteriormente;

Ligações da Chave de Ignição do Magneto

Localização dos Magnetos no Motor

• Dois magnetos encontram-se acoplados na caixa de acessórios em um espaço compreendido entre a parede de fogo e a parte posterior do motor.

• Um será denominado magneto esquerdo (left) e outro denominado magneto direito (right).

Localização dos Magnetos no Motor

• Ambos os magnetos produzem centelhas para todos os cilindros.

• O magneto direito, por exemplo, é ligado as velas inferiores dos cilindros da direita e às velas superiores dos cilindros da esquerda e vice-versa.

• Essa “ligação cruzada” garante que um magneto permaneça centelhando em todos os cilindros mesmo que o outro esteja desligado ou em pane.

Ligação dos Magnetos às Velas do Motor

Ligação dos Magnetos às Velas do Motor

Cabos e Velas de Ignição

• Fios e Cabos:

• Os fios e cabos que conectam os sistemas de ignição são divididos em duas classes:

• Baixa voltagem – 24 a 28 V; • Alta Voltagem – 10 a 25 kV;

• Fios e cabos de alta voltagem devem ser capazes de isolar eletricamente sinais na ordem 25kV;

• Por esta razão são fabricados sob rigorosos controles empregando materiais isolantes aptos a suportar água, óleo, gasolina e altas temperaturas.

Cabos e Velas de Ignição

• Os cabos de alta voltagem são conduzidos por dentro de conduítes metálicos denominados “childragens”.

• A “childragen” tem por finalidade proteger os cabos e conter ruídos elétricos impedindo que se propagem e contaminem os sistemas eletrônicos embarcados.

Cabos e Velas de Ignição

• Velas:

• A vela de Ignição tem por finalidade receber a alta voltagem e provocar o arco voltaico no interior da câmara de combustão;

• Os elementos principais de uma vela de ignição são:

• Corpo; • Núcleo ou eletrodo central; • Isolador do núcleo; • Eletrodo massa;

Cabos e Velas de Ignição

• A vela deve ser capaz de retirar, em uma razão adequada, o calor que o eletrodo central absorve dos gases em combustão;

• Se a condutividade térmica da vela for muito baixa, a parte inferior do eletrodo central se tornará muito quente, podendo resultar em pré-ignição (queima espontânea);

Cabos e Velas de Ignição

• Sendo assim, as velas podem ser classificadas em dois tipos:

• Vela quente; • Vela fria;

• Uma vela quente, tem como característica uma menor troca de calor e por isso costuma ser empregada em motores de potências mais baixas;

• Uma vela fria, troca calor mais facilmente com o cabeçote do motor, isto devido a maior área de contato oferecida entre o eletrodo central, o material isolante e a rosca da vela;

Cabos e Velas de Ignição

• Duas velas em corte são apresentadas a seguir, a da esquerda é dita “quente” enquanto que a da direita é dita “fria”.

vela quente vela fria

Cabos e Velas de Ignição

• Cuidados relativos a instalação de velas:

• Antes de se instalar as velas deve-se passar pasta grafitada na rosca sem deixar que caia sobre os eletrodos;

• Nunca se deve instalar velas enquanto o motor estiver quente devido ao processo antagônico.