1. SISTEMAS DE IGNIÇÃO PARA MOTORES DE ALTO DESEMPENHO ⚡
1.1 PRIMEIRO TÓPICO: PARÂMETROS PARA AVALIAÇÃO DE UM SISTEMA DE IGNIÇÃO.
1.2 SEGUNDO TÓPICO
2. FACILITANDO O ACERTO APÓS INSTALAR FTSPARK ⚡ 2.1 PRIMEIRO PASSO
CALCULAR A QUANTIDADE DE COMBUSTÍVEL INDICADA PELA POTÊNCIA ESTIMADA DO MOTOR, PARA SABER EM QUE LADO DA MISTURA VOCÊ ESTÁ COMEÇANDO.
Em motores a metanol com valores de lambda de até 0,58, pode-se multiplicar a vazão total dos injetores por 0,7 para estimar a potência do motor, isso ajuda a identificar uma possível incompatibilidade entre potência gerada e vazão de injetores, com o valor de lambda obtido.
Em 5º marcha a 9541 rpm e 3,47 bar de MAP o consumo de combustível é de 1559.3 lb/h, multiplicando-se esse valor por 0,7 obtém-se a potência estimada do motor, aproximadamente 1100cv, o que é bastante plausível. Se a vazão estivesse menor do que o valor mostrado e apresentasse algum dano no motor, isso indicaria falta de combustível, mesmo se o valor de lambda estivesse 0,67. O contrário também se aplica, uma passada com um resultado muito ruim de tempo e velocidade com essa mesma vazão indicaria excesso de combustível, mesmo com o lambda correto.
FORMAÇÃO DE MISTURA AR/COMBUSTÍVEL:Mesmo com a vazão dos injetores correta para a potência que está sendo aplicada, uma má formação da mistura dentro do cilindro irá afetar diretamente a combustão, podendo desencadear uma anomalia, como detonação ou pré-ignição, que pode ser muito prejudicial ao motor. Consequentemente, uma má formação da mistura também pode alterar a leitura da quantidade de oxigênio livre no escape, o que irá afetar o valor de lambda, podendo mostrar valores que não são reais.
PRINCIPAIS FATORES QUE PREJUDICAM A FORMAÇÃO DA MISTURA:
▶ Vazão dos injetores:
Para grandes potências normalmente são utilizados injetores de alta vazão, onde os mesmos tem um tamanho de gota muito grande, o que causa a condensação (se torna líquido) do combustível antes da passagem pela válvula de admissão, dificultando uma boa formação da mistura. A posição e o momento da utilização desses injetores podem agravar ou minimizar esse problema. Normalmente devem ser utilizados como segunda banca e posicionados distantes da válvula de admissão com ângulo de fixação de 20° a 45° em relação ao duto da admissão.
NOTA: Cuidado ao utilizar injetores como suplementares na pressurização, normalmente estes causam uma má distribuição da mistura entre os cilindros, o que não é tolerado em níveis muito altos de potência, sem que haja alguma forma eficiente de medição da temperatura dos gases de escape por cilindro, como termopares no escapamento, ou medição da estequiometria da mistura, com um sensor de oxigênio por cilindro.
▶ Temperatura da Mistura:
Calor Latente de evaporação é a grandeza física relacionada à quantidade de calor que uma unidade de massa de determinada substância deve receber ou ceder para mudar de fase, ou seja, no caso de um combustível como o metanol ao passar do estado líquido para o gasoso, ele absorve três vezes mais calor do que a gasolina pura, esse processo traz um resfriamento do duto de admissão durante o processo de injeção. Em casos de motores turbo com “water cooler” ou “ice cooler” a baixa temperatura do ar somado ao alto calor latente do metanol dificultam a vaporização do combustível, o que faz com que ele entre ainda no estado líquido no cilindro, isso gera uma separação do combustível e do ar na fase de compressão dificultando a ignibilidade da mistura, ou seja, motores a metanol “não gostam” de ar muito frio pois isso dificulta a homogeneização da mistura, facilitando a ocorrência de uma combustão anômala.
▶ Turbulência na câmara de combustão:
Após a mistura passar pela válvula de admissão é desejável que ocorra algumas turbulências, conforme mostrado na figura abaixo.
A geometria do pistão e da câmara de combustão também podem influenciar na formação da mistura, bem como no avanço de ignição.
Em motores a metanol com valores de lambda de até 0,58, pode-se multiplicar a vazão total dos injetores por 0,7 para estimar a potência do motor, isso ajuda a identificar uma possível incompatibilidade entre potência gerada e vazão de injetores, com o valor de lambda obtido.
Em 5º marcha a 9541 rpm e 3,47 bar de MAP o consumo de combustível é de 1559.3 lb/h, multiplicando-se esse valor por 0,7 obtém-se a potência estimada do motor, aproximadamente 1100cv, o que é bastante plausível. Se a vazão estivesse menor do que o valor mostrado e apresentasse algum dano no motor, isso indicaria falta de combustível, mesmo se o valor de lambda estivesse 0,67. O contrário também se aplica, uma passada com um resultado muito ruim de tempo e velocidade com essa mesma vazão indicaria excesso de combustível, mesmo com o lambda correto.
FORMAÇÃO DE MISTURA AR/COMBUSTÍVEL:Mesmo com a vazão dos injetores correta para a potência que está sendo aplicada, uma má formação da mistura dentro do cilindro irá afetar diretamente a combustão, podendo desencadear uma anomalia, como detonação ou pré-ignição, que pode ser muito prejudicial ao motor. Consequentemente, uma má formação da mistura também pode alterar a leitura da quantidade de oxigênio livre no escape, o que irá afetar o valor de lambda, podendo mostrar valores que não são reais.
PRINCIPAIS FATORES QUE PREJUDICAM A FORMAÇÃO DA MISTURA:
▶ Vazão dos injetores:
Para grandes potências normalmente são utilizados injetores de alta vazão, onde os mesmos tem um tamanho de gota muito grande, o que causa a condensação (se torna líquido) do combustível antes da passagem pela válvula de admissão, dificultando uma boa formação da mistura. A posição e o momento da utilização desses injetores podem agravar ou minimizar esse problema. Normalmente devem ser utilizados como segunda banca e posicionados distantes da válvula de admissão com ângulo de fixação de 20° a 45° em relação ao duto da admissão.
NOTA: Cuidado ao utilizar injetores como suplementares na pressurização, normalmente estes causam uma má distribuição da mistura entre os cilindros, o que não é tolerado em níveis muito altos de potência, sem que haja alguma forma eficiente de medição da temperatura dos gases de escape por cilindro, como termopares no escapamento, ou medição da estequiometria da mistura, com um sensor de oxigênio por cilindro.
▶ Temperatura da Mistura:
Calor Latente de evaporação é a grandeza física relacionada à quantidade de calor que uma unidade de massa de determinada substância deve receber ou ceder para mudar de fase, ou seja, no caso de um combustível como o metanol ao passar do estado líquido para o gasoso, ele absorve três vezes mais calor do que a gasolina pura, esse processo traz um resfriamento do duto de admissão durante o processo de injeção. Em casos de motores turbo com “water cooler” ou “ice cooler” a baixa temperatura do ar somado ao alto calor latente do metanol dificultam a vaporização do combustível, o que faz com que ele entre ainda no estado líquido no cilindro, isso gera uma separação do combustível e do ar na fase de compressão dificultando a ignibilidade da mistura, ou seja, motores a metanol “não gostam” de ar muito frio pois isso dificulta a homogeneização da mistura, facilitando a ocorrência de uma combustão anômala.
▶ Turbulência na câmara de combustão:
Após a mistura passar pela válvula de admissão é desejável que ocorra algumas turbulências, conforme mostrado na figura abaixo.
A geometria do pistão e da câmara de combustão também podem influenciar na formação da mistura, bem como no avanço de ignição.
2.2 SEGUNDO PASSO
Utilizar uma das ferramentas mais antigas em acerto de motores, que é observar o aspecto da vela de ignição após uma passada. Recomendamos, a fim de facilitar e padronizar o processo de diagnóstico, usar uma vela de ignição em específico, a NGK V-POWER,por serem mais acessíveis e por não serem resistivas (especificaçãorecomendada para sistema capacitivo). Outro motivo é o tipo de tratamento superficial na parte metálica (bicromatização) que oferece um acabamento brilhoso, o que facilita o processo de análise das velas.
Em fase de acerto do motor deve-se, a cada passada, usar um jogo de velas novas para observação, onde iremos analisar somente a parte metálica que está em contato com o calor da câmara de combustão (posteriormente essas velas podem ser reaproveitadas quando o processo de acerto inicial for finalizado). O primeiro contato da vela com uma temperatura correta de combustão causará uma aparência de “acetinado”, a parte metálica perde o brilho. Caso uma das velas mantenha o brilho, isso é indicativo de uma mistura rica.
Quando a vela muda de cor é sinal de que o acerto está correto e é possível verificar outro parâmetro, a quantidade de calor que a vela recebeu durante a combustão, indicada pela região da rosca no corpo da vela. O recomendado é que a mudança de cor não ultrapasse o segundo fio de rosca da vela, caso ultrapasse, isso indica excesso de calor gerado, que pode ser motivado por excesso de avanço de ignição ou mistura pobre (tendendo a lambda 1,00).
Ao remover a vela de ignição pode-se observar em alguns casos, que mesmo mantendo o brilho, percebe-se uma sobreposição de um pó branco. Isso é o resultado de uma combustão muito pobre. Na vela de ignição à direita, observa-se um exemplo de mistura pobre devido a diminuição da vazão do injetor da segunda bancada. A evidência que comprova isso está no pó branco previamente citado, que sobrepõe a superfície metálica da vela, onde em comparação a vela de ignição à esquerda, utilizada em outro cilindro que não apresentou o problema de vazão de combustível, observa-se o aspecto acetinado citado anteriormente.
Uma vez acertada a mistura podemos observar parâmetros relacionados ao avanço de ignição.
O eletrodo massa da vela deve ter uma cor uniforme, caso tenha uma marca branca na sua extremidade pode estar indicando o início de detonação, evidência observada na vela da esquerda levemente e mais aparente na vela da direita. Perceba, também nas duas velas citadas, pontos escuros na região plana da vela que fica exposta na câmara de combustão, onde a possível causa é de uma combustão anômala.
A detonação é uma combustão anômala que ocorre somente depois de ocorrer o arco elétrico da ignição e tem por característica afetar a extremidade do cilindro. A pré-ignição é um fenômeno que antecede o arco elétrico gerando danos normalmente no centro da câmara de combustão. Muitas vezes o excesso de avanço de ignição ou mistura tendendo a pobre pode gerar problemas semelhantes como derretimento do pistão, da vela de ignição ou mesmo do cabeçote. Porque na verdade a mistura tendendo a pobre acelera a velocidade do avanço da frente de chama, gerando o mesmo efeito de avançar o ponto de ignição.
Na imagem das quatro velas de ignição abaixo, pode-se perceber que na vela do cilindro dois o eletrodo derreteu completamente, fato que pode ter sido causado por ambos problemas citados. Quando a vela apresentar um arredondamento das arestas do eletrodo massa, como no cilindro três, isso indica um estágio anterior, necessitando atrasar o ponto de ignição ou enriquecer a mistura, dependendo dos outros parâmetros já vistos. Na vela pertencente ao cilindro quatro, pode-se verificar o primeiro estágio apresentado, onde o pó branco se faz presente, caracterizando mistura pobre.
Em fase de acerto do motor deve-se, a cada passada, usar um jogo de velas novas para observação, onde iremos analisar somente a parte metálica que está em contato com o calor da câmara de combustão (posteriormente essas velas podem ser reaproveitadas quando o processo de acerto inicial for finalizado). O primeiro contato da vela com uma temperatura correta de combustão causará uma aparência de “acetinado”, a parte metálica perde o brilho. Caso uma das velas mantenha o brilho, isso é indicativo de uma mistura rica.
Quando a vela muda de cor é sinal de que o acerto está correto e é possível verificar outro parâmetro, a quantidade de calor que a vela recebeu durante a combustão, indicada pela região da rosca no corpo da vela. O recomendado é que a mudança de cor não ultrapasse o segundo fio de rosca da vela, caso ultrapasse, isso indica excesso de calor gerado, que pode ser motivado por excesso de avanço de ignição ou mistura pobre (tendendo a lambda 1,00).
Ao remover a vela de ignição pode-se observar em alguns casos, que mesmo mantendo o brilho, percebe-se uma sobreposição de um pó branco. Isso é o resultado de uma combustão muito pobre. Na vela de ignição à direita, observa-se um exemplo de mistura pobre devido a diminuição da vazão do injetor da segunda bancada. A evidência que comprova isso está no pó branco previamente citado, que sobrepõe a superfície metálica da vela, onde em comparação a vela de ignição à esquerda, utilizada em outro cilindro que não apresentou o problema de vazão de combustível, observa-se o aspecto acetinado citado anteriormente.
Uma vez acertada a mistura podemos observar parâmetros relacionados ao avanço de ignição.
O eletrodo massa da vela deve ter uma cor uniforme, caso tenha uma marca branca na sua extremidade pode estar indicando o início de detonação, evidência observada na vela da esquerda levemente e mais aparente na vela da direita. Perceba, também nas duas velas citadas, pontos escuros na região plana da vela que fica exposta na câmara de combustão, onde a possível causa é de uma combustão anômala.
A detonação é uma combustão anômala que ocorre somente depois de ocorrer o arco elétrico da ignição e tem por característica afetar a extremidade do cilindro. A pré-ignição é um fenômeno que antecede o arco elétrico gerando danos normalmente no centro da câmara de combustão. Muitas vezes o excesso de avanço de ignição ou mistura tendendo a pobre pode gerar problemas semelhantes como derretimento do pistão, da vela de ignição ou mesmo do cabeçote. Porque na verdade a mistura tendendo a pobre acelera a velocidade do avanço da frente de chama, gerando o mesmo efeito de avançar o ponto de ignição.
Na imagem das quatro velas de ignição abaixo, pode-se perceber que na vela do cilindro dois o eletrodo derreteu completamente, fato que pode ter sido causado por ambos problemas citados. Quando a vela apresentar um arredondamento das arestas do eletrodo massa, como no cilindro três, isso indica um estágio anterior, necessitando atrasar o ponto de ignição ou enriquecer a mistura, dependendo dos outros parâmetros já vistos. Na vela pertencente ao cilindro quatro, pode-se verificar o primeiro estágio apresentado, onde o pó branco se faz presente, caracterizando mistura pobre.
2.3 TERCEIRO PASSO
Após descoberto o acerto ideal do seu motor baseado na análise das velas de ignição, você pode então entender números de sonda e EGT que seu motor “gosta”, usando essa referência enquanto nenhum componente muito importante for trocado.
◼ Leitura do sensor de oxigênio e seus possíveis erros:
O sensor de oxigênio, como o próprio nome já diz, lê a quantidade de oxigênio livre nos gases que saem pelo tubo de escape, onde além da formação de mistura outros parâmetros podem alterar o valor lido pela sonda. Existe uma armadilha na leitura desse sensor, onde uma falha de ignição é detectada como mistura pobre, pois naquele instante foi medida uma quantidade grande de oxigênio nos gases de escape, mas se o motor está em marcha lenta, pode-se sentir o cheiro de combustível não queimado, indicando uma mistura rica, o que normalmente gera confusão.
ALGUNS DOS POSSÍVEIS ERROS ESTÃO LISTADOS ABAIXO:
1. Posição do sensor e o desenho do escape podem, em motores de extremo desempenho a metanol, gerar uma alteração na leitura devido a amostra de oxigênio lida pelo sensor ser diferente do verdadeiro resultado da combustão.
2. Leitura errada por influência da pressão: segundo a fabricante Bosch esse sensor tem sua leitura alterada para rico quando submetido a pressão positiva.
3. Recomendação do fabricante do sensor LSU 2 Bosch é de leitura de valores até lambda até 0,65, abaixo dessa faixa a precisão é reduzida.
4. Uma entrada falsa de ar na tubulação do coletor de escape, pode gerar uma alteração da leitura do sensor de oxigênio tendendo a mostrar lambda mais mais pobre.
5. Como a leitura do sensor de oxigênio é alterada por um corte de ignição como um limitador de RPM ou corte de arrancada, então, por exemplo, em um caso de falha de ignição por qualquer motivo, sua leitura será da mesma forma alterada informando pobre onde não está. Existem casos em que motores tem pequenas falhas e a leitura do sensor de oxigênio pode estar comprometida.
◼ Leitura da temperatura dos gases de escape (EGT):
O EGT é uma ferramenta muito importante para ajuste individual dos cilindros e detecção de problemas de alimentação e ignição.
Não existe uma temperatura ideal de EGT que sirva como regra geral, a posição que são instalados, a profundidade do sensor, a espessura do sensor, pressão de escapamento, entre outros fatores, fazer com que alguns carros trabalhem com temperaturas na casa dos 500°C e outros 750°C.
Sua principal função é comparação entre os cilindros, onde se pode ajustar em primeiro momento o combustível individual por cilindro buscando uma aproximação dos EGTs, mas lembre-se que o EGT tem seu pico de leitura em uma mistura pobre que ainda é capaz de ser queimada pelo sistema de ignição. Caso a ignição não consiga queimá-la, ou está pobre acima do limite, o EGT vai baixar, dando uma indicação de “falso rico”, quando na verdade está pobre.
Outra forma de utilizar o EGT é identificar rápidas variações para baixo na leitura de algum cilindro, isso indica que aconteceu uma falha na ignição, se esse for o caso, procure a causa da falha.
As variações súbitas para cima indicam uma falta instantânea de combustível naquele cilindro, em geral relacionada ao injetor correspondente daquele cilindro estar com a vazão reduzida, ou algum problema elétrico que impede a correta abertura do injetor.
Qualquer problema nesse cilindro, como parar de funcionar durante a passada, é facilmente identificável no EGT. É comum observar a perda de um cilindro quando seu EGT simplesmente desaba e chega próximo a temperatura ambiente. Isso pode acontecer por uma falha no sistema de ignição, por exemplo um componente danificado como uma vela, cabo de vela, bobina, modulo de ignição, ou por uma perda de compressão mecânica do cilindro.
◼ Leitura do sensor de oxigênio e seus possíveis erros:
O sensor de oxigênio, como o próprio nome já diz, lê a quantidade de oxigênio livre nos gases que saem pelo tubo de escape, onde além da formação de mistura outros parâmetros podem alterar o valor lido pela sonda. Existe uma armadilha na leitura desse sensor, onde uma falha de ignição é detectada como mistura pobre, pois naquele instante foi medida uma quantidade grande de oxigênio nos gases de escape, mas se o motor está em marcha lenta, pode-se sentir o cheiro de combustível não queimado, indicando uma mistura rica, o que normalmente gera confusão.
ALGUNS DOS POSSÍVEIS ERROS ESTÃO LISTADOS ABAIXO:
1. Posição do sensor e o desenho do escape podem, em motores de extremo desempenho a metanol, gerar uma alteração na leitura devido a amostra de oxigênio lida pelo sensor ser diferente do verdadeiro resultado da combustão.
2. Leitura errada por influência da pressão: segundo a fabricante Bosch esse sensor tem sua leitura alterada para rico quando submetido a pressão positiva.
3. Recomendação do fabricante do sensor LSU 2 Bosch é de leitura de valores até lambda até 0,65, abaixo dessa faixa a precisão é reduzida.
4. Uma entrada falsa de ar na tubulação do coletor de escape, pode gerar uma alteração da leitura do sensor de oxigênio tendendo a mostrar lambda mais mais pobre.
5. Como a leitura do sensor de oxigênio é alterada por um corte de ignição como um limitador de RPM ou corte de arrancada, então, por exemplo, em um caso de falha de ignição por qualquer motivo, sua leitura será da mesma forma alterada informando pobre onde não está. Existem casos em que motores tem pequenas falhas e a leitura do sensor de oxigênio pode estar comprometida.
◼ Leitura da temperatura dos gases de escape (EGT):
O EGT é uma ferramenta muito importante para ajuste individual dos cilindros e detecção de problemas de alimentação e ignição.
Não existe uma temperatura ideal de EGT que sirva como regra geral, a posição que são instalados, a profundidade do sensor, a espessura do sensor, pressão de escapamento, entre outros fatores, fazer com que alguns carros trabalhem com temperaturas na casa dos 500°C e outros 750°C.
Sua principal função é comparação entre os cilindros, onde se pode ajustar em primeiro momento o combustível individual por cilindro buscando uma aproximação dos EGTs, mas lembre-se que o EGT tem seu pico de leitura em uma mistura pobre que ainda é capaz de ser queimada pelo sistema de ignição. Caso a ignição não consiga queimá-la, ou está pobre acima do limite, o EGT vai baixar, dando uma indicação de “falso rico”, quando na verdade está pobre.
Outra forma de utilizar o EGT é identificar rápidas variações para baixo na leitura de algum cilindro, isso indica que aconteceu uma falha na ignição, se esse for o caso, procure a causa da falha.
As variações súbitas para cima indicam uma falta instantânea de combustível naquele cilindro, em geral relacionada ao injetor correspondente daquele cilindro estar com a vazão reduzida, ou algum problema elétrico que impede a correta abertura do injetor.
Qualquer problema nesse cilindro, como parar de funcionar durante a passada, é facilmente identificável no EGT. É comum observar a perda de um cilindro quando seu EGT simplesmente desaba e chega próximo a temperatura ambiente. Isso pode acontecer por uma falha no sistema de ignição, por exemplo um componente danificado como uma vela, cabo de vela, bobina, modulo de ignição, ou por uma perda de compressão mecânica do cilindro.
3. CONCLUSÃO
Utilizar uma ignição de alta energia em um motor a metanol é requisito necessário quando se deseja atingir níveis extremos de potência, pois faz com que o ponto de ignição seja efetivo para o início da combustão, não importando a condição da mistura, seja rica ou pobre. A faixa de mistura que o motor consegue queimar, sem falhar de rico nem atrasar a combustão de pobre, é muito mais ampla com uma ignição potente, mas aumenta significativamente os riscos de danos ao motor no caso de uma calibração de mistura e de ponto inadequados.
Quando a homogeneização da mistura dentro da câmara de combustão é falha, ou seja, existem zonas sem combustível ou com quantidade insuficiente (pobre), logo ao lado de uma zona corretamente equilibrada com combustível (A/F desejado), e uma outra zona desequilibrada com mistura muito rica, a ignição será iniciada aleatoriamente em alguma dessas três zonas.
Quando a potência de ignição é reduzida e não concentrada, como em um sistema de ignição indutivo, a centelha não é forte o suficiente para iniciar a combustão imediatamente, mas como fica disponível durante muitos graus de rotação do motor, chega um momento em que a centelha consegue iniciar a combustão, porém alguns graus atrasada, gerando o mesmo efeito de um ponto de ignição efetivo atrasado, já na fase de descompressão da câmara de combustão, pois nessa fase o início da combustão é facilitado.
É sabido que qualquer motor com ponto atrasado é mais tolerante a mistura pobre sem ser danificado, pois a energia adicional gerada pela combustão pobre, quando com ponto atrasado, se desloca para o ciclo de descarga, o que não expõe tanto o motor a essa quantidade maior de calor, evitando assim que algo seja danificado.
Porém quando o motor está utilizando um sistema de ignição de alta e concentrada energia como uma FTSPARK, por se buscar um resultado de extrema potência, a condição não equilibrada da câmara de combustão com zonas nas quais a relação ar/combustível não estão bem distribuídas como já citado, a combustão será iniciada instantaneamente, no momento da centelha, mesmo que nessa condição. Isso representa um ponto de ignição efetivo igual ao programado, sem atrasos.
A zona com falta de combustível gera um “efeito maçarico” dentro da câmara de combustão, onde a temperatura e a pressão se elevam subitamente. Quando isso ocorre, em geral a vela de ignição tem seu eletrodo derretido e/ou a cerâmica quebrada, quando não derrete outra parte como pistão ou cabeçote, depende o que é mais fraco no motor.
Sintomas de mistura pobre e ponto adiantado se juntam nesse diagnóstico.
Em níveis extremos de potência é importante corrigir deficiências de homogeneização dentro da câmara de combustão ,o que leva ao surgimento de zonas ricas e pobres dentro do cilindro. O correto seria atacar a causa do problema que é a formação de mistura como já falamos, mas na busca de minimizar esse problema muitos profissionais aplicam uma quantidade adicional de combustível somente para compensar essa má formação da mistura, exigindo mais potência de ignição, pois a centelha esporadicamente irá enfrentar uma zona de maior ou menor resistência.
Uma ignição mais fraca é mais segura e exige menos procedimentos de calibração em um motor a metanol, pois sua própria dificuldade de queimar misturas pobres, onde o ponto de ignição efetivo do início da combustão acaba atrasando, expondo então a câmara de combustão a menos calor, assim como quando se utiliza misturas mais ricas, onde não existe a falha de rico (misfire de rico), apenas perde potência sem falhar.
✅ EXEMPLO COM DADOS REAIS:
Vamos considerar que o motor está muito bem acertado em relação ao combustível e avanço de ignição, o que significa que a combustão ocorre gerando a máxima potência e os componentes mecânicos como velas, pistões e todo o motor aguentam sem nenhum dano ao esforço pelo tempo que é realizada aceleração. Percebe-se que na câmara de combustão o calor distribuiu-se perfeitamente, através da análise da cor da superfície das velas de ignição, portanto sem sinais de anomalia na combustão. Digamos que nesse carro, nessas condições, utilizando 1600lb/h (vazão total somada dos injetores) de metanol, com 20 graus de ponto de ignição, e gerando 1000hp, a sonda mostra 0,60 de lambda e o EGT aponta 600°C.
Agora simulando que esse motor receba menos combustível, passando para 1300lb/h, com isso o sensor de oxigênio vai mostrar digamos 0,67 lambda e o EGT 700°C.
Se o motor tem uma ignição capaz de iniciar a combustão logo nos 20 graus de avanço programado, é provável que a vela comece a ter marcas não homogêneas de combustão, como alteração de cor até mais longe nos fios de rosca, e possivelmente derreta o eletrodo em primeiro lugar, podendo até quebrar a cerâmica.
Se o motor tem uma ignição indutiva convencional, a centelha ficará dificultada e provavelmente não vai iniciar a combustão nos 20 graus de ponto programado, digamos que inicie em 10 graus, com isso a quantidade de calor que o motor foi exposto é bem menor e o motor gera menos potência, mas provavelmente sem danificar vela nem componentes internos.
Simulando que esse motor receba ainda menos combustível, passando para 1100lb/h, nesse caso a mistura é tão pobre que ambas ignições não conseguem iniciar a combustão, e o motor falha de pobre, o sensor de oxigênio vai ler picos na leitura indicando a falha e provavelmente fique bem irregular acima de 0,70 lambda, EGT vai baixar, digamos que leia 500°C pois vários ciclos não ocorreram, a vela vai ter uma característica de um pó branco impregnado, mostrando isso.
E POR ÚLTIMO, UMA SITUAÇÃO DE EXCESSO DE COMBUSTÍVEL, DIGAMOS 1700LBS/H DE COMBUSTÍVEL:
Se equipado com uma ignição de alta energia, esse combustível vai ser queimado sem falhas, o sensor de oxigênio vai mostrar 0,55 lambda e a os EGT vão ficar sem quedas, mas com uma temperatura abaixo de 600°C tendendo a um valor mais baixo, maior do que no caso de uma falha de ignição mas abaixo de uma combustão perfeita.
Um fenômeno que pode ocorrer quando existe um excesso muito grande de combustível é o aumento da temperatura lida pelo EGT, pois isso gera uma queima mais lenta, então parte desse combustível não queimado na câmara de combustão vai ser inflamado no duto de escapamento. Isso acontece pois o combustível deixa a câmara de combustão já vaporizado e encontra a parede do duto de escape com uma temperatura maior do que a temperatura de ignição espontânea do metanol. Esse efeito é comparável a um atraso no ponto de ignição, então o motor vai gerar menos potência, digamos 900hp ao invés de 1000hp, já que o combustível não está gerando trabalho na cabeça do pistão, mas sim saindo livre pelo escapamento.
Se equipado com uma ignição convencional indutiva, vai ocorrer uma falha pois não conseguiu iniciar a combustão, provavelmente na próxima volta do motor aquele cilindro que falhou não vai conseguir recuperar uma condição de temperatura de câmara mínima necessária para voltar a combustão e assim por vários ciclos alguns cilindros vão chegar a uma temperatura próxima de 100°C, o sensor de oxigênio vai ter uma leitura incoerente, muito acima de 0,70, devido ao ar livre e ao combustível cru saindo, o que confunde a leitura do sensor.
Quando a homogeneização da mistura dentro da câmara de combustão é falha, ou seja, existem zonas sem combustível ou com quantidade insuficiente (pobre), logo ao lado de uma zona corretamente equilibrada com combustível (A/F desejado), e uma outra zona desequilibrada com mistura muito rica, a ignição será iniciada aleatoriamente em alguma dessas três zonas.
Quando a potência de ignição é reduzida e não concentrada, como em um sistema de ignição indutivo, a centelha não é forte o suficiente para iniciar a combustão imediatamente, mas como fica disponível durante muitos graus de rotação do motor, chega um momento em que a centelha consegue iniciar a combustão, porém alguns graus atrasada, gerando o mesmo efeito de um ponto de ignição efetivo atrasado, já na fase de descompressão da câmara de combustão, pois nessa fase o início da combustão é facilitado.
É sabido que qualquer motor com ponto atrasado é mais tolerante a mistura pobre sem ser danificado, pois a energia adicional gerada pela combustão pobre, quando com ponto atrasado, se desloca para o ciclo de descarga, o que não expõe tanto o motor a essa quantidade maior de calor, evitando assim que algo seja danificado.
Porém quando o motor está utilizando um sistema de ignição de alta e concentrada energia como uma FTSPARK, por se buscar um resultado de extrema potência, a condição não equilibrada da câmara de combustão com zonas nas quais a relação ar/combustível não estão bem distribuídas como já citado, a combustão será iniciada instantaneamente, no momento da centelha, mesmo que nessa condição. Isso representa um ponto de ignição efetivo igual ao programado, sem atrasos.
A zona com falta de combustível gera um “efeito maçarico” dentro da câmara de combustão, onde a temperatura e a pressão se elevam subitamente. Quando isso ocorre, em geral a vela de ignição tem seu eletrodo derretido e/ou a cerâmica quebrada, quando não derrete outra parte como pistão ou cabeçote, depende o que é mais fraco no motor.
Sintomas de mistura pobre e ponto adiantado se juntam nesse diagnóstico.
Em níveis extremos de potência é importante corrigir deficiências de homogeneização dentro da câmara de combustão ,o que leva ao surgimento de zonas ricas e pobres dentro do cilindro. O correto seria atacar a causa do problema que é a formação de mistura como já falamos, mas na busca de minimizar esse problema muitos profissionais aplicam uma quantidade adicional de combustível somente para compensar essa má formação da mistura, exigindo mais potência de ignição, pois a centelha esporadicamente irá enfrentar uma zona de maior ou menor resistência.
Uma ignição mais fraca é mais segura e exige menos procedimentos de calibração em um motor a metanol, pois sua própria dificuldade de queimar misturas pobres, onde o ponto de ignição efetivo do início da combustão acaba atrasando, expondo então a câmara de combustão a menos calor, assim como quando se utiliza misturas mais ricas, onde não existe a falha de rico (misfire de rico), apenas perde potência sem falhar.
✅ EXEMPLO COM DADOS REAIS:
Vamos considerar que o motor está muito bem acertado em relação ao combustível e avanço de ignição, o que significa que a combustão ocorre gerando a máxima potência e os componentes mecânicos como velas, pistões e todo o motor aguentam sem nenhum dano ao esforço pelo tempo que é realizada aceleração. Percebe-se que na câmara de combustão o calor distribuiu-se perfeitamente, através da análise da cor da superfície das velas de ignição, portanto sem sinais de anomalia na combustão. Digamos que nesse carro, nessas condições, utilizando 1600lb/h (vazão total somada dos injetores) de metanol, com 20 graus de ponto de ignição, e gerando 1000hp, a sonda mostra 0,60 de lambda e o EGT aponta 600°C.
Agora simulando que esse motor receba menos combustível, passando para 1300lb/h, com isso o sensor de oxigênio vai mostrar digamos 0,67 lambda e o EGT 700°C.
Se o motor tem uma ignição capaz de iniciar a combustão logo nos 20 graus de avanço programado, é provável que a vela comece a ter marcas não homogêneas de combustão, como alteração de cor até mais longe nos fios de rosca, e possivelmente derreta o eletrodo em primeiro lugar, podendo até quebrar a cerâmica.
Se o motor tem uma ignição indutiva convencional, a centelha ficará dificultada e provavelmente não vai iniciar a combustão nos 20 graus de ponto programado, digamos que inicie em 10 graus, com isso a quantidade de calor que o motor foi exposto é bem menor e o motor gera menos potência, mas provavelmente sem danificar vela nem componentes internos.
Simulando que esse motor receba ainda menos combustível, passando para 1100lb/h, nesse caso a mistura é tão pobre que ambas ignições não conseguem iniciar a combustão, e o motor falha de pobre, o sensor de oxigênio vai ler picos na leitura indicando a falha e provavelmente fique bem irregular acima de 0,70 lambda, EGT vai baixar, digamos que leia 500°C pois vários ciclos não ocorreram, a vela vai ter uma característica de um pó branco impregnado, mostrando isso.
E POR ÚLTIMO, UMA SITUAÇÃO DE EXCESSO DE COMBUSTÍVEL, DIGAMOS 1700LBS/H DE COMBUSTÍVEL:
Se equipado com uma ignição de alta energia, esse combustível vai ser queimado sem falhas, o sensor de oxigênio vai mostrar 0,55 lambda e a os EGT vão ficar sem quedas, mas com uma temperatura abaixo de 600°C tendendo a um valor mais baixo, maior do que no caso de uma falha de ignição mas abaixo de uma combustão perfeita.
Um fenômeno que pode ocorrer quando existe um excesso muito grande de combustível é o aumento da temperatura lida pelo EGT, pois isso gera uma queima mais lenta, então parte desse combustível não queimado na câmara de combustão vai ser inflamado no duto de escapamento. Isso acontece pois o combustível deixa a câmara de combustão já vaporizado e encontra a parede do duto de escape com uma temperatura maior do que a temperatura de ignição espontânea do metanol. Esse efeito é comparável a um atraso no ponto de ignição, então o motor vai gerar menos potência, digamos 900hp ao invés de 1000hp, já que o combustível não está gerando trabalho na cabeça do pistão, mas sim saindo livre pelo escapamento.
Se equipado com uma ignição convencional indutiva, vai ocorrer uma falha pois não conseguiu iniciar a combustão, provavelmente na próxima volta do motor aquele cilindro que falhou não vai conseguir recuperar uma condição de temperatura de câmara mínima necessária para voltar a combustão e assim por vários ciclos alguns cilindros vão chegar a uma temperatura próxima de 100°C, o sensor de oxigênio vai ter uma leitura incoerente, muito acima de 0,70, devido ao ar livre e ao combustível cru saindo, o que confunde a leitura do sensor.
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