Da combustão de uma mistura de ar e combustível nos cilindros de um motor o combustível resulta na energia necessária para mover um automóvel. O sistema de ignição produz a faísca elétrica que inflama a mistura. Cada cilindro possui uma vela provida de dois elementos metálicos – os eletrodos – que penetram na câmara de combustão. Quando a corrente elétrica é fornecida às velas a uma tensão suficientemente elevada, a corrente salta através do intervalo entre os eletrodos sob a forma de faísca (SELEÇÕES DO READER'S DIGEST, 1976).
O sistema de ignição deve realizar, com confiabilidade, a ignição de mistura comprimida em um momento definido com precisão, mesmo sob condições operacionais dinâmicas com as flutuações substanciais nos padrões de fluxo da mistura e relações ar/combustível. A ignição confiável pode ser obtida através da
seleção das localizações da vela de ignição com um bom acesso da mistura e padrões eficientes de turbilhonamento. Estas são considerações especialmente importantes para uma operação pobre, com aberturas de estrangulamento muito baixas. Melhorias similares também podem ser atingidas através do posicionamento da vela de ignição em pequenas “câmaras de ignição” auxiliares (BOSCH, 2004).
As exigências de energia dependem da relação da mistura ar/combustível. É necessária uma energia de ignição de 0,2 mJ para misturas de gasolina/ar na faixa estequiométrica, enquanto são necessários 3 mJ para a ignição de misturas mais ricas ou mais pobres (BOSCH, 2004).
Segundo Pujatti (2007), o sistema de ignição é responsável pelo fornecimento dessa energia desde sua geração até o controle do instante de sua introdução no cilindro através da vela de ignição. É baseado no principio de elevação da tensão fornecida pela bateria (12,0 a 14,0 volts) utilizando um transformador elevador de tensão que na indústria automotiva, é denominada bobina de ignição.
A bobina de ignição é dividida em duas partes: o enrolamento primário e o enrolamento secundário, sendo que há um pino de entrada e um pino de saída para cada enrolamento.
O enrolamento primário é alimentado com a tensão positiva da bateria em um dos seus lados, sendo que o outro recebe o comando da ECU e inicia-se o carregamento da bobina, ou seja, enquanto esse pino estiver aterrado uma corrente flui pelo enrolamento primário da bobina, induzindo dessa forma, uma tensão significativamente maior no enrolamento secundário. Esse tempo em que o primário permanece aterrado é chamado de tempo de permanência ou tempo de carregamento da bobina.
A distribuição da alta tensão de saída do enrolamento secundário pode ser feita mecanicamente através de um dispositivo chamado distribuidor, que por intermédio de engrenagens transfere a rotação do motor para seu eixo central fazendo com que os contatos internos se fechem ordenadamente com o sincronismo do motor. Sendo assim, a centelha estará sempre no cilindro correto no seu ciclo de combustão.
Apesar de esse sistema mecânico ter dominado o mercado automotivo por muitos anos, até praticamente a década de 80, ele se tornou obsoleto, pois sendo o platinado um contato mecânico, possui vida útil reduzida e alta susceptibilidade a diferentes métodos de regulagem. Outra desvantagem é o fato do tempo de permanência ser gerado por meio de um sistema mecânico tipo came-seguidor
sincronizado com o eixo de manivelas. À medida que a velocidade do motor aumenta, esse tempo tende a se contrair influenciando diretamente na energia induzida no secundário da bobina, sendo esse fator inerente a sua forma construtiva. Por último como desvantagem também havia o avanço de ignição, pois era controlado por um sistema centrífugo que controlava o avanço somente de acordo com a rotação através de dois braços oscilantes montados na parte interna do distribuidor ou um sistema a vácuo constituído de duas câmaras seladas e dividias por um diafragma e um êmbolo que se conectava ao coletor de admissão e de acordo com a depressão do mesmo a ignição era avançada ou atrasada alterando a posição do platinado (PUJATTI, 2007).
Ainda segundo Pujatti (2007), A primeira evolução dos sistemas de ignição foi a substituição do platinado por um driver transistorizado, porém, esses sistemas não eram capazes de maximizar o rendimento do MCI (Motor de Combustão Interna) em todas as condições de funcionamento. Visando a substituição dos sistemas de controle de avanço mecânicos (a vácuo e centrífugo) foram desenvolvidos os sistemas de ignição eletrônica mapeada.
O controle eletrônico da ignição trabalha a partir do mapa de avanço da ignição do motor. Uma vez detectada a condição de operação, as informações armazenadas nas tabelas são recuperadas corrigindo-se o ponto de ignição que é função da rotação do motor, pressão no coletor de admissão e temperatura do motor. Além de corrigir o ponto (ou ângulo) de ignição em função da condição de operação do motor, o controle eletrônico da ignição controla a ocorrência de knocking, de modo a atrasar o ponto de ignição quando o knock aparece (MILHOR, 2002).
Figura 25 - Pressão de combustão com ocorrência de knocking. (Extraída de MILHOR, 2002).
O termo knocking é usado quando ocorre uma detonação na câmara de combustão. Essa detonação pode ser proveniente de reações espontâneas de oxidação nas regiões quentes de carga (mistura ar-combustível) não queimada, sendo que a combustão caracterizada por knocking implica em uma ignição quase instantânea de parte da mistura remanescente, como mostra a figura 25. Ocasionalmente, elevadas pressões localizadas, acompanhadas por ondas de choque e oscilações de pressão com um aumento de transferência de calor ocorrem, por conta deste indevido processo acelerado de combustão (MILHOR, 2002).