Sistemas de Ignição

O objetivo do sistema de ignição é fornecer uma centelha (faísca gerada entre os pólos da vela) no interior da câmara de combustão antes do pistão se aproximar do fim do curso de compressão, a fim de iniciar a queima da mistura ar-combustível. O instante em que ocorre o centelhamento tem importância para a eficiência e desempenho do motor.

Como a queima da mistura (ar/combustível) não é instantânea, quanto mais rápida é a velocidade de rotação do motor, mais adiantada deve ser o início da queima. A isso se dá o nome de adiantar a ignição.

Para aproveitar melhor a mistura, é necessário que toda ela termine de queimar pouco depois do pistão passar do PMS, onde ocorrerá a máxima pressão dentro da câmara de combustão. O avanço da ignição é, então, de fundamental importância para o rendimento do motor.

Com o desenvolvimento da eletrônica foi possível aprimorar este sistema e atualmente há em todas as motocicletas um sistema eletrônico que é o responsável por fornecer a centelha no instante exato para cada rotação do motor, gerando economia de combustível, redução da emissão de gases tóxicos e diminuição da perda de rendimento do motor.

Estamos nos referindo ao módulo de controle da ignição ou simplesmente ICM, podendo ser um CDI (ignição por descarga capacitiva) ou IDI (Ignição por Descarga Indutiva).

Todo módulo de ignição moderno possui um pequeno processador de dados, que nada mais é que um processador, parecido com o de um computador, porém de capacidade menor. É na memória do processador está armazenada a curva de avanço do ponto, que basicamente é a relação entre a rotação do motor e o avanço do ponto. A curva de avanço depende de várias características do motor e da moto.

Para que o processador consiga gerar o sinal para a faísca no ponto correto são necessárias duas informações: velocidade de rotação e a posição do pistão. Estes dois sinais são obtidos através de sensores. A configuração mais comum é a de um sensor apenas, mas podem ser mais.

O sensor mais comum é a bobina de pulso, também chamada de “pickup”. Pela bobina passam ressaltos metálicos, que normalmente estão no volante do magneto, mas também podem estar em um disco dentado. Na passagem de cada ressalto dois sinais elétricos são gerados, um pulso positivo e
um negativo, ou invertido, negativo e depois positivo.

Os sinais da bobina de ignição chegam ao módulo de ignição, na etapa chamada “Condicionador de Sinal”, que transforma estes sinais em sinais elétricos que podem ser “lidos” pelo processador.  O processador interpreta estes sinais e extrai as duas informações que necessita: posição e velocidade de rotação. Com estas informações o processador obtém o avanço e no momento correto, conforme a posição do motor, gera o sinal para a etapa de potência.

Na unidade de potência o sinal gerado pelo processador é usado para disparar um pulso de média tensão (na faixa de 100 a 900 volts) sobre a Bobina de Ignição que trabalha similar a um transformador, elevando a tensão. Este pulso no enrolamento primário da bobina de ignição faz “aparecer” a alta tensão em seu secundário (similar a um transformador), que ligado na vela de ignição gera a faísca para iniciar a queima da mistura de ar e combustível que se encontra dentro da câmara de combustão.

Para gerar o pulso de média tensão no enrolamento primário, é necessário que uma certa quantidade de energia seja previamente armazenada. Esta energia deve vir de algum lugar e as possibilidades são duas: ou a bobina de força ou a bateria (nunca as duas).  Para continuar é necessário dividir os módulos de ignição em CDI (ignição por descarga capacitiva) e IDI (ignição por descarga indutiva).Vamos abordar os CDIs primeiro.

Nos CDIs a energia para o pulso de média tensão sobre a bobina é armazenada em forma de campo elétrico em o capacitor, que fica dentro do módulo de ignição, na unidade de potência. Por isso chamamos de descarga capacitiva. O capacitor deve ser carregado com uma tensão na faixa de 100V a 400V. Esta tensão é obtida ou pela Bobina de Força, que a gera diretamente, ou pela bateria. Como a bateria possui apenas 12 volts, quando a bateria é usada os CDIs possuem internamente um elevador de tensão, que tranforma os 12 volts em 200 ou mais volts. A ignição por descarga capacitiva possui a vantagem de usar ou não bateria, conforme o modelo (uma vantagem para motos off-road), usar bobinas de ignição menores e mais simples.

Nos IDIs a energia para o pulso de média tensão é armazenada na própria bobina de ignição, em forma de campo magnético. Para fazer isso a bobina de ignição usada é ligada pelo módulo de ignição em 12 volts (da bateria). Enquanto ligada aos 12 volts circulará pelo primário da bobina uma corrente que irá gerar o campo magnético. A média tensão no primário é gerada ao desligar a bobina dos 12 volts. Em função do comportamento indutivo da bobina (dai o nome descarga indutiva), no momento em que ela é desligada irá surgir no primário da bobina um pulso de tensão na faixa entre 300 e 900 volts.

Os IDIs são eletronicamente mais simples, porém sua bobina de ignição é normalmente maior e mais complexa. Finalmente, há ainda os sinais de bloqueio, usados para impedir que a moto ligue em determinadas situações. Os mais comuns são o do descanso lateral e do neutro (ponto morto). Estes sinais evitam, então, que o motor ligue em uma situação que poderia derrubar o motociclista.

Glossário:

Centelha: faísca gerada entre os pólos da vela de ignição, e tem por objetivo inflamar a mistura ar+ combustível.

PMS: Abreviatura do termo “ponto morto superior”, que significa que o pistão atingiu o seu ponto mais alto.

Texto: Biagio Ferrari e Eng. Eletricista Marcelo José Rodrigues (Departamento de Engenharia – Servitec)