O que é detonação e pré-ignição?

Oct 8 / Eng. Cristian Silva

No blog sobre “Octanagem” de 10 de setembro de 2021 iniciamos um assunto “DETONAÇÃO e PRÉ-IGNIÇÃO ” com o vídeo abaixo a ideia é falar um pouco mais sobre esse assunto, usando uma linguagem simples para o seu melhor entendimento. 

O que é detonação?

Quando a mistura vaporizada, ar combustível é comprimida em um ambiente fechado (câmara de combustão) e recebe uma fonte de calor (arco elétrico da vela de ignição) ocorre a combustão (Imagem abaixo “A”). A detonação acontece quando essa queima é muito rápida e irregular, produzindo uma grande “explosão” nas extremidades da câmara de combustão e caracterizada por um ruído metálico facilmente ouvido. Por esse motivo a detonação é conhecida popularmente como "batida de pino" (Imagem abaixo “B”). 

Batida de pino, “grilar” ou detonação. São vários os nomes que se dão aquele toc toc toc, que se houve no motor. Mas o que é este barulho?

Na imagem abaixo tem uma boa analogia sobre a diferença entre combustão e explosão, onde o impacto da explosão pode gerar ruídos metálicos característicos.
A detonação costuma gerar danos maiores nas extremidades da câmara de combustão gerando de pequenos pontos de remoção de material (imagem abaixo - 1) quando é de baixa amplitude ou danos maiores como fusão do material do pistão ou cabeçote (imagem abaixo – 2) quando é de alta amplitude.  
Na imagem abaixo podemos ver de forma gráfica a análise da pressão da câmara de combustão em três momentos distintos, “A” combustão normal, “B” detonação de baixa amplitude (leve) e “C” detonação de alta amplitude (forte). No gráfico “C” é gerado um aumento significativo da pressão o que pode ser acima da resistência mecânica do conjunto móvel, isso significa a possibilidade de romper peças como pistões, pinos e biela.    
O que é pré-ignição?

Pré-ignição e detonação são duas coisas distintas, primeiramente pré-ignição não provoca aquele som característico, e se isto acontece é porque a pré-ignição já causou uma detonação.
Quando se tem pré-ignição, tem se autoignição, na mesma fase das velas, ou seja, você poderia desligar o contato e o motor continuaria a funcionar normalmente sem qualquer controle da combustão.
O que é autoignição?

Em razão das altas temperaturas na câmara de combustão ou octanagem baixa do combustível para a taxa de compressão do motor, algumas vezes o efeito autoignição pode ocorrer. Pontos quentes no interior da câmara passam a fazer o papel da vela de ignição, incandescendo a mistura ar/combustível antes mesmo da vela de ignição iniciar o processo através da centelha.
Ambos casos são muito prejudiciais ao funcionamento do motor, fazendo com que o mesmo perca potência e corra o risco de um superaquecimento ainda maior, a autoignição pode levar à destruição da câmara de combustão e, em casos extremos, furos na cabeça dos pistões ou mesmo sua fusão com o cilindro.
Seus efeitos devastadores são idênticos aos do motor com ponto de ignição muito adiantado, o que pode acabar provocando também detonações.