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As famílias das bobinas de ignição


Como já dissemos, a bobina é o componente do sistema de ignição responsável por gerar a alta tensão necessária para a produção da faísca. As bobinas são classificadas em duas famílias: bobinas de ignição asfálticas e bobinas de ignição plásticas.
Bobinas de ignição asfálticas: São as bobinas cilíndricas tradicionais, com isolante de resina asfáltica.



A Bosch não utiliza óleo na fabricação de bobinas de ignição há mais de 20 anos, pelas seguintes razões:
  • caso a chave de ignição fique ligada por longo período, sem que o motor esteja funcionando, será produzido calor na bobina. Em bobinas com óleo, já ocorreram casos de vazamento do líquido, devido ao aumento de pressão, ocasionado pelo aumento da temperatura.
  • Para os novos sistemas de ignição eletrônica, que requerem tensões ao redor de 34.000V, as bobinas com óleo já não são suficientes, ocorrendo falhas de ignição.

E - 12V (alumínio)
24.000V (tensão máxima)
13.000 faíscas por minuto
Geralmente aplicada em veículos 4 cilindros, a platinado e à gasolina (Fusca). A bobina E possui o enrolamento primário com aproximadamente 350 espiras. O enrolamento secundário tem em torno de 20.000 espiras, de um fio mais fino que o primário. A tensão máxima e a quantidade de faísca de uma bobina é calculada levando-se em conta:
  • Sistema de ignição (platinado ou ignição eletrônica);
  • Compressão do motor;
  • Quantidade de cilindros;
  • Rotação máxima.
Devido à quantidade de espiras e valor de resistência do enrolamento primário, em torno de 3 w , a corrente consumida pelo enrolamento é de aproximadamente 4A (ampères).
Ex: Tensão da bateria = 12 v
Resistência do enrolamento primário = 3 w
12 v: 3 w = 4A
No que diz respeito à quantidade de faísca que a bobina pode produzir, o item principal a ser considerado é a rotação máxima alcançada por cada motor.
Ex: Um motor original VW refrigerado a ar (Fusca) atinge no máximo 5.000 rotações por minuto. Isso significa que se o motor estiver nessa rotação, o distribuidor estará girando a metade (2.500RPM). Portanto, a cada volta completa do eixo do distribuidor, o platinado, ou o impulsor eletromagnético (ignição eletrônica) farão 4 interrupções no enrolamento primário da bobina de ignição, por se tratar de um motor 4 cilindros.
Então teremos:
5.000RPM do motor -> 2.500RPM do distribuidor x 4 n.º de cilindros = 10.000 faíscas
No nosso exemplo, o motor necessita de 10.000 faíscas por minuto, e a bobina E pode fornecer até 13.000 faíscas a cada minuto. Portanto, é a bobina indicada para o motor em questão.

K-12V (azul)
26.000V
16.000 faíscas por minuto
Aplicada em veículos de 4 e 6 cilindros, a platinado e à gasolina, a bobina E (alumínio) pode ser substituída pela K (azul). Por possuírem enrolamentos semelhantes, não ocorrerá a queima do platinado.

KW – 12 v (vermelha)
28.000...34.000V
18.000 faíscas por minuto
Para veículos onde as exigências do motor são maiores, com maior rotação, maior quantidade de cilindros e maior compressão, foi necessário desenvolver um tipo de bobina que pudesse produzir maior tensão e disponibilizar maior quantidade de faíscas por minuto: a bobina KW (vermelha). Para aumentar a tensão máxima da bobina, basta construir o enrolamento secundário com maior número de espiras, até certo limite. Porém, para aumentar a oferta de números de faísca por minuto, a modificação foi executada no enrolamento primário.
Para se conseguir maior número de faíscas por minuto, foi reduzida a quantidade de espiras do enrolamento primário, fazendo com que o campo magnético seja produzido mais rápido. Nas bobinas E e K, o tempo médio para formar o campo magnético está em torno de 8ms (8 milissegundos). Na KW esse tempo foi reduzido para 5ms. Com a redução de tempo para a formação do campo magnético, reduziu-se também o tempo para a formação de alta tensão (faísca).
Conseqüentemente, a quantidade de faíscas disponível aumentou. Porém, essa modificação no enrolamento primário acarretou a diminuição do valor de resistência desse mesmo enrolamento. Nas bobinas E e K o valor médio de resistência do enrolamento primário é de 3W porém na KW o valor foi reduzido para aproximadamente 1,5W . Sendo o valor de resistência menor, a corrente do circuito primário será maior.
Por exemplo:
Tensão da bateria = 12 v
Resistência do enrolamento primário = 1,5W
12 v: 1,5W = 8A (ampère)
Sendo agora a corrente de 8A, que é o dobro das bobinas E e K, o platinado e o enrolamento primário serão percorridos por essa corrente mais elevada. A conseqüência disso será a "queima" prematura dos contados do platinado e o aquecimento da bobina. Para evitar esses inconvenientes, deve ser instalado um resistor (resistência) para diminuir a corrente de 8A para 4A, cujo procedimento informaremos mais adiante. A bobina KW possui inúmeras aplicações, tanto para sistemas de ignição a platinado como para ignição eletrônica.

No caso de veículos com ignição a platinado onde o catálogo de aplicação determina que a bobina a ser instalada seja KW (... 67) devemos verificar se o veículo possui ou não resistor. O problema da utilização ou não do resistor deve-se ao fato de não haver informações suficientes sobre o tema. É importante esclarecermos que a Bosch não fabrica bobinas de ignição com resistor incorporado, e sim alguns tipos de bobinas que necessitam de resistor externo.

Resistor




Como dissemos anteriormente, para evitar a queima prematura dos contatos do platinado e o aquecimento da bobina por corrente elevada, deve ser instalado um resistor para diminuir a corrente de 8A para 4A. O resistor instalado em série com o primário da bobina de ignição terá o seu valor de resistência adicionado ao valor de resistência do enrolamento primário. Portanto, se temos a bobina KW com o valor de resistência do enrolamento primário em torno de 1,5W , adicionamos um resistor exterior de 1,5W , sendo então o valor total de resistência do circuito primário de 3W .
12 v: 3 w = 4A
Com 3 w de resistência do primário e a tensão da bateria de 12V, a corrente será novamente de 4A.

Protegendo o sistema de ignição (platinado)
Portanto, os veículos com sistema de ignição a platinado que requerem a bobina KW vermelha, necessitam do resistor externo.




Existe a dúvida: se a bobina KW necessita do resistor, por que ele não é fornecido junto com a bobina, dentro da embalagem?

A razão é que, quando o veículo novo saiu de fábrica com a bobina KW, esse sistema de ignição já veio provido do resistor, também conhecido por pré-resistor. O resistor pode ser da forma convencional (porcelana), como também pode ser um fio resistivo. Esse fio resistivo (condutor), geralmente feito de níquel-cromo, está instalado entre a chave de ignição e o borne 15 (positivo) da bobina de ignição.




Então, o resistor já faz parte da instalação original do veículo. Se o resistor fosse fornecido como acessório da bobina, e o mecânico desconhecesse que o veículo já possui um resistor original, o sistema de ignição iria funcionar com dois resistores.
Resultado: perda de potência de ignição (faísca fraca).
Antes de instalar a bobina vermelha KW (quando o sistema de ignição solicita), é importante saber se o veículo possui ou não o resistor. A verificação pode ser visual, ou medida com um voltímetro.


Procedimento:
  • Instalar o voltímetro conforme desenho acima.
  • Com a chave de ignição ligada e o platinado fechado, medir a tensão de alimentação no borne 15 (positivo) da bobina
  • Se a tensão for igual à da bateria, 12V, o veículo não possui o resistor.
  • Se a tensão encontrada for entre 7...9V, existe no circuito o resistor.
Portanto, é imprescindível o uso do catálogo de aplicações, pois uma aplicação incorreta prejudicará o funcionamento do motor e também poderá danificar a bobina. Além da identificação E, K e KW, estampadas no fundo da bobina e também na etiqueta frontal, ela possui um número de tipo, como por exemplo, 9 220 081 039, o que facilita ao identificação via catálogo de aplicação As bobinas asfálticas, fornecidas para as montadoras (equipamento original de fábrica) eram todas de cor alumínio e tinham uma numeração específica.
Na substituição, esta bobina terá um número correspondente diferente do gravado na peça original – o número de tipo de reposição (que você pode ver abaixo na tabela de valores de resistência) – e terá uma etiqueta colorida conforme o tipo de bobina: E = alumínio / K = azul / KW = vermelha.

Teste da bobina
Para o teste correto da bobina de ignição recomenda-se o uso do osciloscópio, onde se mede a tensão máxima fornecida pela bobina, testando-a sempre na temperatura normal de funcionamento do motor.
Outra opção, menos confiável do que o osciloscópio é medir às resistências dos enrolamentos primário e secundário com um ohmímetro. A medição da resistência deve ser feita na temperatura ambiente entre 20 a 30 graus (a temperatura influi consideravelmente nos valores de medição).
Importante: nem sempre medindo a resistência pode-se assegurar que a bobina esteja perfeita. O correto é testá-la com o veículo em funcionamento usando o osciloscópio.








Ignição eletrônica: vantagens
O sistema de ignição eletrônica começou a ser fornecido no Brasil em 1978 e, daquela época até hoje, muitos novos sistemas foram sendo desenvolvidos e atualizados. A ignição eletrônica possui inúmeras vantagens sobre o sistema a platinado:
  • Não usam platinado e condensador, principais causadores da desregulagem do sistema de ignição.
  • Mantém a tensão de ignição sempre constante, garantindo maior potência da faísca em altas rotações.
  • Mantém o ponto de ignição ajustado (não desregula).

Sistema TSZ-I
O primeiro sistema que a Bosch produziu no Brasil foi denominado TSZ-I que significa:
T = transistor
S = sistema
Z = zündung (ignição em alemão)
I = indutivo
O TSZ-I é um sistema de ignição por impulsos indutivos. Isso significa que o controle e o momento da faísca são efetuados por um gerador de sinal indutivo (também controle por bobina impulsora ou impulsor magnético), instalado dentro do distribuidor.








Conexões do sistema TSZ-I com a unidade de comando de 6 conectores
Ex: 9 220 087 004





É importante observar que nesse sistema, mesmo sendo de ignição eletrônica, a bobina necessita do pré-resistor, pois deve receber em torno de 8V. Geralmente, para esse sistema (com pré-resistor externo), a bobina recomendada é a KW vermelha n.º 9 220 081 067.
A segunda geração do sistema TSZ-I surgiu em meados de 1986 e possui diferenças em relação ao sistema anterior:
  • a unidade de comando com número de tipo diferente (9 220 087 011 primário e ...013 reposição) recebeu novo conector com 7 terminais, localizados um ao lado do outro, o que torna impossível a inversão com o sistema anterior.
  • Nessa unidade de comando está incorporado o CCR, que significa corte de corrente em repouso.

Benefício do CCR
Se a chave de ignição estiver ligada, sem o motor estar funcionando, a unidade de comando, após aproximadamente 1 minuto, interrompe a alimentação da bobina de ignição, evitando aquecimento, protegendo a própria bobina e evitando a descarga da bateria. Nessa geração foi eliminado pré-resistor, passando-se a utilizar uma nova bobina de ignição (9 220 081 077). A bobina... 077 não é intercambiável com a ...067, por possuírem enrolamento e conectores diferentes. Esse sistema foi especialmente utilizado pela Volkswagen e a Ford entre os anos de 1986 a 1987, aproximadamente.




                                      


Na terceira geração, ainda TSZ-I, a unidade de comando diminuiu de tamanho, porém manteve as mesmas funções do sistema anterior. Esse sistema foi denominado mini TSZ-I. A mini unidade de comando pode ser montada no compartimento do motor do veículo (caso do Chevette), como também "presa" no distribuidor (Fiat). Também nesse sistema não se utiliza pré-resistor.

Sistema mini TSZ-I (linha Fiat)





Esse sistema utiliza a bobina de ignição 9 220 081 091. O outro modelo de sistema mini vem com a unidade de comando separada do distribuidor, porém mantém as mesmas funções do sistema anterior, ex: Chevette.






       

As unidades mini também possuem o corte de corrente de rousepo CCR.

Sistema Hall (TZ-H)
Por volta de 1991, a Bosch desenvolveu o sistema TZ-H, que significa:
T = transistor
Z = zündung
H = Hall (nome de um físico americano que descobriu o efeito Hall)
Esse sistema possui inúmeras vantagens comparadas ao sistema anterior (TSZ-I), principalmente por possuir na unidade de comando um limitador de corrente além do CCR, que irá beneficiar e proteger a bobina de ignição.






                                                            Unidade de comando

Como foi visto, o sistema de ignição eletrônica possuem uma unidade de comando, componente de vital importância para o perfeito funcionamento do sistema de ignição. As unidades de comando controlam também o ângulo de permanência em função da rotação, o que vai garantir a uniformidade da faísca em qualquer regime de carga e rotação do motor. O teste da unidade de comando geralmente é feito com esta instalada no veículo e com equipamentos adequados, sendo um deles o osciloscópio. Um recurso que pode ajudar na avaliação é medir o ângulo de permanência, da mesma forma que se procedia para medir nos veículos a platinado, instalando o medidor na bobina de ignição.


É importante ressaltar que o ângulo de permanência na ignição eletrônica deve ser medido em uma rotação estabelecida, dependendo de cada modelo. Na tabela abaixo informamos as rotações e ângulos correspondentes a cada tipo de unidade. Quando houver discordância entre o valor estabelecido pela tabela e o valor encontrado, é indicação de que o circuito que controla o ângulo.
Solução: substituir a unidade de comando.



Importante: Os números de tipo das unidades de comando fornecidas para as montadoras de veículos (equipamento primário) geralmente são diferentes dos encontrados na reposição (loja de autopeças), porém são intercambiáveis de acordo com a tabela acima. Mais adiante veremos que os sistemas de ignição atuais já não utilizam distribuidor, porém nos sistemas anteriormente mostrados o distribuidor está presente, somente sendo modificado o emissor de sinais, componente integrante do distribuidor e fundamental no processo de geração de alta tensão.

Teste do emissor de sinais
O emissor de sinais, seja do sistema indutivo (TSZ-I) ou do sistema Hall (TZ-H) deve ser testado, de preferência funcionando e com auxílio de um osciloscópio. Na falta desse equipamento, opcionalmente pode ser utilizado um ohmímetro e um voltímetro, porém a confiabilidade é bem superior com a utilização do osciloscópio.
Teste do sistema TSZ-I
No sistema TSZ-I, a emissão de sinais é efetuada por um gerador magnético indutivo, que produz o sinal alternado e é captado pelo osciloscópio.




Outra forma de teste é medir a resistência da bobina impulsora (conforme desenho), porém a confiabilidade é maior com o osciloscópio.


Continua...