Avanço de ignição: por que menor e até negativo

Tenho acompanhado alguns veículos usando scanner e fica a impressão que os motores flexíveis atuais usam avanço de ignição menos adiantado que os monocombustíveis. Não é difícil ver carros com “avanço de ignição negativo” da ordem de -4° APMS em marcha-lenta com gasolina, quando antes o comum era 8° a 9° APMS. Em outras situações, a 2.000 rpm estáveis em quinta marcha, era comum ver 30 a 40°, mas hoje vejo entre 20 e 30°. Mesmo com álcool, tenho visto avanços negativos na saída da imobilidade, chegando a -15° APMS . O que pode estar acontecendo? Best Cars é a revista definitiva sobre automóveis no Brasil.

José Marcelo Vieira – Recife, PE

 

Bem interessante como sua curiosidade e percepção foram longe. Quanto ao avanço de ignição, já comentamos sobre algumas estratégias no artigo técnico sobre motores e na consulta sobre detonação. A quem não leu, vale a pena conferir ambos antes de continuar aqui.

Ao comparar avanços de ignição entre modelos e motores diferentes, tentar tirar alguma conclusão é tarefa complexa e sem uma diretriz exata. Cada motor tem sua característica própria, da taxa de compressão (se mais alta, cria uma tendência a avanços menores) ao ângulo de posicionamento das válvulas, passando por dutos de admissão e escapamento, velas de ignição e formato de cabeça dos pistões. Ou seja, pode variar tudo que tenha influência em como os cilindros serão preenchidos com ar e combustível, bem como os vórtices e temperaturas dentro deles.

IgnicaoHá ainda inúmeros fatores externos como temperatura e umidade do ar no momento da medição, onde o ar é admitido no cofre do motor (se for mais quente, maior a chance de detonação) e o combustível. Se for gasolina, qual o percentual de álcool e quão velha ela é (gasolina envelhecida leva mais facilmente a detonação); se for álcool, qual o percentual exato de água nele contido, sem contar combustível adulterado.

Dentro de tantas variáveis, cada fabricante sempre tentará procurar o melhor avanço de ignição possível para cada condição — aquele que resulta em maior eficiência sem causar detonação. Em veículos mais antigos há também a limitação dos sistemas de ignição quando comparados a sistemas atuais. Por exemplo, em alguns modelos o sistema só é capaz de retardar o avanço caso ocorra detonação, de forma bem lenta e ineficaz nos sistemas com distribuidor, mas não consegue perseguir o avanço MBT, ou seja, avançar mais do que o mapa determina.

 

 

O fato de você notar maior avanço de ignição em modelos monocombustíveis é, provavelmente, por terem taxa de compressão menor que os flexíveis. Outro ponto notado é o avanço negativo, ou seja, ignição depois do PMS em algumas condições, como marcha-lenta, enquanto nos modelos antigos se usava um número positivo e praticamente fixo. Avanço negativo pode ser visto como um desperdício de combustível, pois faz com que a energia do combustível seja liberada atrasada e “desperdiçada” no escapamento. Mas o emprego dessa estratégia atualmente se deve a alguns motivos (além da rapidez de resposta dos sistemas de ignição atuais a tal estratégia):

1) Como citado no artigo sobre emissões, o sistema de catalisador só consegue converter os gases nocivos de escapamento em CO2 (gás carbônico) e H2O (água) quando opera acima de 300°C. Trabalhando com avanço negativo em marcha-lenta ou outras condições de pouca carga, garante-se que a energia do combustível liberada de forma tardia seja usada para manter o catalisador quente o suficiente. Portanto, perde-se eficiência para atender a emissões. Isso é bem notado ao partir o motor a frio, pois se trabalha com avanço bem atrasado para esquentar o catalisador o mais rápido possível.

2) Avanço negativo faz com que o motor trabalhe de forma bem suave e com pouca vibração. Ou seja, também se usa essa estratégia para reduzir vibrações em marcha-lenta.

3) Cria-se uma “reserva” de torque em marcha-lenta. Avanço negativo faz com que se tenha maior abertura de borboleta, ou seja, maior consumo de ar e por consequência de combustível (não expressiva a ponto de afetar tanto o consumo em marcha-lenta, que é baixo). Caso o motor tenha uma carga repentina, como ao motorista soltar o pé da embreagem, esterçar a direção com assistência hidráulica ou acionar o ar-condicionado, ou o ventilador de arrefecimento ser ligado, ou qualquer demanda de torque repentina, pode-se mudar o avanço de ignição de forma quase que instantânea para um número positivo: em muitos casos isso é o bastante para o motor não apagar ou mesmo oscilar sua rotação. Afinal, é muito mais rápido impor um comando elétrico do que tentar abrir a borboleta para começar a entrar ar pelo filtro de ar, coletor e chegar às câmaras. Se for por esta estratégia, antes mesmo de a borboleta abrir na posição requerida o motor já apagou.

4) Na saída da imobilidade, como citado, ou mesmo numa retomada há dois motivos: primeiro, que aumento de carga repentina aumenta a chance de detonação; segundo, a dirigibilidade. O consumidor atual não aceita que o motor forneça o torque requerido de repente e de forma abrupta, no momento em que se aplicam carga e posição de borboleta maiores. Precisa-se entregar esse crescimento de forma linear, mesmo que isso signifique apenas 0,3 segundo. Um motorista de carros atuais, ao dirigir modelos com carburador ou com sistema de injeção eletrônica do início dos anos 90, notaria necessidade muito maior de controlar o pedal do acelerador para evitar respostas abruptas e desconfortáveis. Novamente, é muito mais rápido alterar o avanço do que a borboleta.

Portanto, não se decepcione em ver avanço de ignição menores nos motores atuais. Afinal, seus controles eletrônicos são muito mais capazes de seguir o que seria ideal para aquele motor naquela condição. Já que você tem curiosidade e poder de análise, tente comparar o mesmo carro com o mesmo combustível em igual condição (por exemplo, 100 km/h constantes em quinta marcha) em um dia frio — ou menos quente, por ser Recife — e em um dia bem quente. Se for um carro moderno, notará enorme diferença no avanço de ignição apenas por causa da maior temperatura de admissão do ar.

E não esqueça que avanço demais, mesmo que sem detonação, significa que o motor não está funcionando de forma muito eficiente. Exagerando com fim ilustrativo, pense que com 40° de avanço o combustível começa a queimar quando o pistão ainda está subindo para dar seu pico de pressão quando ele começa a descer. Portanto, a pressão inicial na queima a 40° até o PMS, mesmo que pequena, “freia” a subida do pistão.

No mundo ideal, o mais perfeito seria ter a liberação da energia de forma momentânea logo após o PMS. Contudo, na prática, com as rotações em que se trabalha, a velocidade da chama se torna lenta em comparação à velocidade do ciclo de explosão — basta pensar que a 3.000 rpm há 50 voltas por segundo no eixo do virabrequim.

Texto: Felipe Hoffmann – Foto: divulgação