Quanto é que a abertura da vela de ignição afecta a eficiência do combustível?

As afirmações generalizadas sobre as lacunas serem demasiado pequenas causando uma queimadura insuficiente e demasiado largas tendo uma faísca fraca são evidentes. À medida que se alarga a fenda, é necessário aumentar a tensão para cobrir a fenda. Além disso, à medida que se aumenta a pressão no topo do ciclo de compressão, é necessário ou aumentar a tensão de saída para a vela de ignição e/ou reduzir a folga da vela. Se não o fizer, a vela não saltará a fagulha tão eficientemente e, portanto, não obterá o melhor desempenho do seu veículo.

Não sei se isto vai exactamente responder à sua pergunta, mas é sobre o melhor que encontrei até agora (se encontrar mais, vou adicionar-lhe), mas faz muito sentido para mim:

Como regra geral, uma vela de ignição devidamente espaçada vai queimar quente sem ser demasiado larga a altas rpm para causar um disparo errado. Ironicamente, a vela de ignição recomendada pelo fabricante de automóveis não é a ideal! A vela de ignição recomendada foi concebida para ser adequada ao arranque a frio e à condução suave num automóvel que necessita de uma afinação do motor. Se conduzir o seu carro normalmente e afinar o motor regularmente, pode aumentar a folga da vela de ignição em cerca de 0,010" para melhor desempenho e melhor economia de combustível. No entanto, se conduzir com o ** acelerador cheio a maior parte do tempo, deve reduzir a folga em cerca de 0,010"** para melhor desempenho. A própria vela de ignição, e os resíduos que nela se formam, indicariam se a folga é demasiado grande ou demasiado pequena. Uma descoloração acastanhada clara da ponta do isolador de porcelana indica o bom funcionamento das velas, sendo o espaço ideal ou próximo do ideal para as velocidades mais recentes do motor. Assim, para verificar a folga das velas a velocidades elevadas do motor, seria necessário funcionar a todo o gás e desligar imediatamente a ignição sem deixar o motor ao ralenti. Mas, em última análise, teria de rodar o seu carro num dinamómetro para encontrar a melhor folga da vela de ignição, e a regulação correcta da ignição do seu motor.

Há muito mais informação na página que dá indicações sobre como a folga afecta as coisas, por isso vale a pena ler no meu livro.

Eu diria, no entanto, que a última folga para um veículo vai ser diferente da que será para outro. Como é dito no final do excerto, você precisaria de rodar o seu carro num dinamómetro para encontrar a melhor abertura de vela de ignição*. Qualquer carro vai ser diferente. Alguns fabricantes podem ter a folga ideal definida, enquanto outros serão muito mais conservadores.

All-in-all, não encontrei quaisquer dados empíricos que mostrem exactamente qual é a diferença entre as folgas de qualquer veículo, mas como já referi, cada linha de veículo vai ser diferente de qualquer forma. Isto faz com que seja difícil chegar a uma conclusão rigorosa.

Deparei-me com um artigo numa revista científica que fornece alguns dados concretos e algumas referências adicionais: Impacto do número de velas de ignição dos eléctrodos de terra na estabilidade do motor

Por outro lado, acreditava-se que uma menor quantidade de material perto da fenda é um factor que contribui significativamente para um crescimento mais rápido dos grãos de chama. Isto significa que os eléctrodos maiores aumentam a perda de calor do grão de chama inicial enquanto a taxa de desenvolvimento inicial do grão de chama é adversamente afectada [2] e [3]. Herweg e Ziegler [2] descobriram que a redução das áreas de contacto entre o grão de chama e a vela de ignição, que pode ser conseguida quer reduzindo o diâmetro do eléctrodo e/ou aumentando a fenda, leva a um desenvolvimento mais rápido do grão de chama.

Apesar da redução do diâmetro do eléctrodo contradizer a sua durabilidade, um desenho fino da extremidade foi adoptado por diferentes investigadores [2], [3], [4], [5] e [6] para reduzir a interferência superficial do contacto de chama entre a extremidade do eléctrodo e o núcleo da chama.

Foi relatado por Hori et al. 3] que um eléctrodo de terra fina aumentaria o desempenho, mas também notou que os requisitos de durabilidade dificultam a construção de uma cinta de terra de fio fino.

Os resultados apresentados em [3] e [7] mostraram que uma vela de ignição com centro fino e eléctrodos de terra produziu uma menor variação de combustão com uma redução de aproximadamente 3,1% na COV e 2,4% no consumo de combustível em comparação com velas de ignição regulares.

É amplamente aceite que o desenvolvimento precoce da chama influencia profundamente a fase de combustão subsequente [8]. Consequentemente, pequenas diferenças na taxa de formação ou localização do grão podem produzir variações de pressão significativas no cilindro [9]. Pischinger e Heywood [10] descobriram que a variação cíclica da propagação da chama perto da vela de ignição influencia a quantidade de libertação de calor na abertura da vela de ignição e isto influencia grandemente o chamado ângulo de queima rápida.

Mais abaixo diz:

Os resultados mostraram que a quantidade de crossover da cinta terrestre, as dimensões da cinta terrestre ** e a largura da fenda são os factores primários que afectam o início da faísca, a iniciação da chama e o crescimento do grão**.

Portanto, se estou a compreender isto correctamente, a eficiência da combustão é afectada negativamente pelo apagamento nas fases iniciais do desenvolvimento da chama. As duas principais formas de reduzir a têmpera são a redução da massa de metal à volta do grão da chama, ou o alargamento do intervalo (o que suponho que também reduz eficazmente a quantidade de metal em contacto com o grão da chama). Apesar de darem apenas um número duro, 2,4%, em relação ao primeiro, tenho a impressão de que se pode implicar resultados semelhantes para o segundo, embora fosse bom ter um número duro directamente medido também para isso.