A importância do tempo de carregamento da bobina para um bom centelhamento

Bateria 

Para falar sobre o sistema de ignição, devemos começar pela bateria, ou melhor, pela tensão da bateria. A tensão da bateria significa a força da bateria para empurrar a corrente, ou seja, quanto maior a tensão da bateria, maior a corrente e, quanto menor a tensão da bateria, menor a corrente.

Sempre que pensamos na tensão da bateria, pensamos no valor típico de 12 volts, mas a bateria, quando instalada no veículo, tem tensão que pode ir de 9,6 volts na partida, até 13.8 volts com o motor funcionando.

Vamos comparar a tensão da bateria com a força da água de uma torneira, e a corrente da bateria ao fluxo de água na torneira. Se você for encher seu copo com água em uma torneira, em que a força da água for alta, o tempo para encher o copo será pequeno, mas se a força da água for baixa o tempo para encher o copo será alto.

Assim será com a tensão da bateria em relação à bobina. Se a tensão da bateria for baixa, o tempo para carregar a bobina será maior. Da mesma forma se a tensão da bateria for alta o tempo será menor. Precisamos assimilar bem esse comportamento, para entender o porquê do tempo de carregamento e porque ele não tem um valor fixo.

Carregamento da Bobina 

O que é tempo de carga? 

O tempo de carga nos sistemas de ignição refere-se ao período de tempo em que a bobina está ligada, ou seja, que a corrente flui através do enrolamento primário e o campo magnético está se acumulando na bobina. 

Todo enrolamento, devido às propriedades de sistemas indutivos, tem uma característica de se opor à corrente elétrica. Ou seja, a corrente elétrica leva um determinado tempo para atingir o seu valor máximo.

Assim que o driver de acionamento da bobina faz o chaveamento do circuito, se inicia a circulação da corrente, mas ela não atinge seu valor máximo instantaneamente, isso leva um determinado tempo, que vai depender do valor da tensão e impedância do enrolamento da mesma.

É justamente por esse motivo que existe o tempo de carga da bobina. O valor máximo da corrente de uma bobina é limitado pela resistência ôhmica da mesma, abaixo vamos mostrar três simulações de como o módulo se comporta em relação ao tempo de carga de uma bobina de ignição.

Ou seja, porque o módulo altera esse tempo de carga. Como a bobina armazena energia, ela precisa de um tempo para completar sua carga. Nossa bobina trabalha com uma corrente de carga de 7 amperes para uma tensão de 13.8 volts, mas para isso são necessários 2.8 ms de tempo de carga. Abaixo estão as simulações citadas: 

O gráfico foi capturado com uma tensão de 13.8 volts. 

O gráfico foi capturado com uma tensão de 12.6 volts. 

O gráfico foi capturado com uma tensão de 10.6 volts. 

O gráfico 1 é uma imagem padrão para o funcionamento do motor em bom estado. Ou seja, motor funcionando em marcha lenta, a tensão normal é aproximadamente 13.8 volts, a corrente padrão aproximadamente 7 amperes para esta bobina, e o tempo padrão para essa condição. 

No gráfico 2 foi diminuída a tensão da bateria para 12.6 volts. Com esse valor de tensão se o módulo trabalhasse no mesmo tempo de carga, a corrente não atingiria o valor estabelecido de 7 amperes.

Então, diante dessa queda de tensão o módulo aumenta o tempo de carga para garantir que a bobina carregue com 6.4 amperes. Caso a corrente não atinja esse valor de 7 amperes não teremos energia suficiente para produzi uma boa centelha na vela.

Com esse valor de 12.6 volts o módulo elevou o tempo de carga para 3.35 ms, esse tempo foi suficiente para a bobina atingir 7 amperes.

No gráfico 3 e último teste, diminuímos a tensão da bateria para 10.6 volts. Diante dessa situação para que o valor de corrente fosse atingido o módulo aumentou o tempo de carga da bobina para 4.1ms.

Veja que com a queda de tensão da bateria para 10.6 volts, foi necessário que o módulo de injeção elevasse o tempo de carga para 4.1ms, para que a corrente da bobina atingisse os 7 amperes de carga.

Resumindo, se a tensão da bateria abaixar, o módulo aumenta o tempo de carga para garantir que a bobina carregue com o valor de corrente estabelecido. E se a tensão aumentar além do valor de trabalho, o módulo também diminui o tempo de carga para evitar que a bobina se sobrecarregue. 

Para que fique mais claro o que foi descrito nos gráficos 1, 2 e 3 vamos fazer uma analogia comparando a tensão e a corrente com a água e sua pressão. Na nossa comparação o fluxo de água representa o fluxo de corrente. Já  a pressão da água representa a tensão da bateria.

Como sabemos o que empurra a água é a pressão, portando se você for encher um copo de água em um bebedor, e esse bebedor tem uma determinada pressão e  demorou 10 segundos para encher o copo, vamos imaginar que por algum motivo esse bebedor perca a pressão da água, então não será possível encher o copo em 10 segundos como antes.

Ou deixamos o copo por mais tempo, ou ele não encherá. Assim é com a bobina, ou o módulo aumenta o tempo de carregamento, ou ela não se carrega por completo e por consequência a centelha será fraca. 

Sistema de Ignição com platinado 

Não tem como entender o sistema de ignição moderno de hoje sem entender o sistema com platinado. Isso no que se refere a carga da bobina. No sistema com platinado a carga da bobina era limitada pela resistência da bobina devido à capacidade do platinado.

No sistema com platinado a resistência do enrolamento da bobina era em torno de 3,5 ohms, já no sistema atual chega a ser de até 0,5 ohms. Mas o que isso muda? Sabemos que a corrente é o resultado da tensão dividida pela resistência. Então vamos primeiro pelo platinado, a tensão de 12 volts dividida pela resistência de 3,5 ohms resulta em um valor de corrente igual a 3,4 amperes.

Isso significa que independentemente do tempo de carga da bobina a corrente não ultrapassa os 3,4 amperes e, isso também é o máximo que o platinado suporta sem se danificar.

Porque o sistema com platinado é limitado justamente pelo platinado não suportar corrente maior. No sistema com platinado não tem como controlar a corrente pelo tempo, por isso o controle da corrente máxima é pelo valor da resistência da bobina. No sistema com platinado o tempo de carga em marcha lenta é grande para que em alta rotação ele seja suficiente para que a bobina consiga carregar. 

Obs.: Neste sistema o ajuste de sincronismo é executado de forma manual ou com o uso da lâmpada estroboscópio (lâmpada de ponto). Para isso deve seguir o seguinte procedimento: conectar a sonda da lâmpada no fio de vela do cilindro 1 e em seguida desativar o avanço a vácuo. Considerações do artigo a Paulo Jovino.