Construção da vela de ignição

A parte superior da vela contém um terminal para connect ao sistema de ignição.

A construção exata do terminal varia dependendo do uso da vela de ignição. A maioria dos fios das velas de ignição de automóveis de passageiros se encaixam no terminal da vela, mas alguns fios têm conectores tipo espada que são presos à vela por baixo de uma porca.
Os plugues usados ​​para essas aplicações geralmente têm a extremidade do terminal com uma função dupla como porca em um eixo roscado fino, para que possam ser usados ​​para qualquer tipo de conexão.

Estas são uma parte necessária da vela de ignição.

Diâmetro do passo

O diâmetro de uma vela de ignição é medido nas roscas. O passo para cada diâmetro da vela de ignição está listado abaixo. Esta informação é útil quando se procura fazer um furo na cabeça do cilindro para uma vela de ignição.

M8 x 1,0 mm
M10x1,0mm
M12 x 1,25mm
M14 x 1,25mm
M18 x 1,5 mm
M22 x 1,5 mm

Costelas

Ao alongar a superfície entre o terminal de alta tensão e a caixa metálica aterrada da vela de ignição, a forma física das nervuras funciona para melhorar o isolamento elétrico e evitar que a energia elétrica vaze ao longo da superfície do isolador do terminal para a caixa metálica. O caminho interrompido e mais longo faz com que a eletricidade encontre mais resistência ao longo da superfície da vela, mesmo na presença de sujeira e umidade.

Isolador

A parte principal do isolador é feita de porcelana. Sua principal função é fornecer suporte mecânico ao eletrodo central, ao mesmo tempo que isola a alta tensão.

Tem um papel secundário, particularmente em motores modernos com velas profundamente inacessíveis, na extensão do terminal acima da cabeça do cilindro, de modo a torná-lo mais facilmente acessível.

Costelas

Ao alongar a superfície entre o terminal de alta tensão e a caixa metálica aterrada da vela de ignição, a forma física das nervuras funciona para melhorar o isolamento elétrico e evitar que a energia elétrica vaze ao longo da superfície do isolador do terminal para a caixa metálica. O caminho interrompido e mais longo faz com que a eletricidade encontre mais resistência ao longo da superfície da vela, mesmo na presença de sujeira e umidade.

Ponta isolante

A ponta do isolador, a parte do corpo metálico da vela até o eletrodo central que se projeta para dentro da câmara de combustão, deve resistir a altas temperaturas, mantendo o isolamento elétrico. Para evitar o superaquecimento do eletrodo, ele também deve oferecer boa condutividade térmica. A porcelana do isolador principal é inadequada e por isso é utilizada uma cerâmica de óxido de alumínio sinterizado, projetada para suportar 650°C e 60.000 V. A composição exata e o comprimento do isolador determinam a faixa de calor do plugue. Isoladores curtos são plugues “mais frios”. Os plugues "mais quentes" são feitos com um caminho alongado até o corpo metálico, isolando o isolador em grande parte de seu comprimento com uma ranhura anular. As velas de ignição mais antigas, principalmente em aeronaves, usavam um isolante feito de camadas empilhadas de mica, comprimidas pela tensão no eletrodo central. Com o desenvolvimento da gasolina com chumbo na década de 1930, os depósitos de chumbo na mica tornaram-se um problema e reduziram o intervalo entre a necessidade de limpeza da vela de ignição. O óxido de alumínio sinterizado foi desenvolvido pela Siemens na Alemanha para neutralizar isso.

Selos

Como a vela de ignição também veda a câmara de combustão do motor quando instalada, as vedações garantem que não haja vazamento da câmara de combustão. A vedação é normalmente feita pelo uso de uma brasagem multicamadas, pois não há composições de brasagem que molhem tanto a caixa cerâmica quanto a metálica e, portanto, são necessárias ligas intermediárias.

Caixa metálica

A carcaça metálica (ou “jaqueta”, como muitos chamam) da vela suporta o torque de aperto da vela, serve para retirar o calor do isolador e passá-lo para o cabeçote, e atua como aterramento para o faíscas passando do eletrodo central para o eletrodo lateral. Como atua como solo, pode ser prejudicial se tocado durante a ignição.

Eletrodo central

O eletrodo central é conectado ao terminal através de um fio interno e geralmente uma resistência em série de cerâmica para reduzir a emissão de ruído de rádio proveniente da faísca. A ponta pode ser feita de uma combinação de cobre, níquel-ferro, cromo ou metais preciosos. No final dos anos setenta, o desenvolvimento de motores atingiu um estágio em que a "faixa de calor" das velas de ignição convencionais com eletrodos centrais de liga de níquel sólido era incapaz de atender às suas demandas. Uma vela que fosse “fria” o suficiente para lidar com as exigências da condução em alta velocidade não seria capaz de queimar os depósitos de carbono causados ​​pelas condições urbanas de pára-arranca e iria sujar nestas condições, fazendo com que o motor falhasse.

Da mesma forma, uma vela que estivesse "quente" o suficiente para funcionar suavemente na cidade, poderia derreter quando necessária para lidar com altas velocidades prolongadas em rodovias, causando sérios danos ao motor. A resposta para este problema, concebida pelos fabricantes de velas de ignição, foi um eletrodo central que transportava o calor da combustão para longe da ponta de forma mais eficaz do que era possível com uma liga sólida de níquel.

O cobre foi o material escolhido para a tarefa e um método para fabricação do eletrodo central com núcleo de cobre foi criado pela Floform.

O eletrodo central geralmente é aquele projetado para ejetar os elétrons (o cátodo) porque é a parte mais quente (normalmente) do plugue; é mais fácil emitir elétrons de uma superfície quente, devido às mesmas leis físicas que aumentam as emissões de vapor de superfícies quentes (ver emissão termiônica). Além disso, os elétrons são emitidos onde a intensidade do campo elétrico é maior; isto é de onde quer que o raio de curvatura da superfície seja menor, i seja, de uma ponta ou borda afiada em vez de uma superfície plana (ver descarga corona). Seria mais fácil extrair elétrons de um eletrodo pontiagudo, mas um eletrodo pontiagudo sofreria erosão após apenas alguns segundos. Em vez disso, os elétrons são emitidos pelas bordas afiadas da extremidade do eletrodo; à medida que essas bordas se desgastam, a faísca se torna mais fraca e menos confiável.

Houve uma época em que era comum remover as velas de ignição, limpar os depósitos das extremidades manualmente ou com equipamento especializado de jateamento de areia e lixar a extremidade do eletrodo para restaurar as arestas vivas, mas esta prática tornou-se menos frequente, pois as velas de ignição agora são apenas substituídos, em intervalos muito mais longos. O desenvolvimento de eletrodos de metais preciosos para alta temperatura (usando metais como ítrio, irídio, platina, tungstênio ou paládio, bem como a relativamente prosaica prata ou ouro) permite o uso de um fio central menor, que tem bordas mais afiadas, mas não derreter ou corroer. O eletrodo menor também absorve menos calor da faísca e da energia inicial da chama. A certa altura, a Firestone comercializou velas com polônio na ponta, sob a teoria questionável de que a radioatividade ionizaria o ar na lacuna, facilitando a formação de faíscas.

Eletrodo lateral ou eletrodo terra:rn O eletrodo lateral é feito de aço com alto teor de níquel e é soldado na lateral da caixa de metal. O eletrodo lateral também fica muito quente, especialmente em protetores de nariz projetados.

Alguns projetos fornecem um núcleo de cobre a este eletrodo, de modo a aumentar a condução de calor.

Vários eletrodos laterais também podem ser usados, para que não se sobreponham ao eletrodo central.