O que significa cilindrada do motor e por que isso é importante

O tamanho do motor é uma das características mais importantes do veículo que compradores experientes observam ao comparar carros. Os compradores de carros foram condicionados a que o tamanho do motor está diretamente correlacionado ao que eles querem do veículo que estão considerando. Motores maiores, como os de carros de alto desempenhopor exemplo, indicam mais potência, enquanto motores menores alcançam melhor economia de combustível, e podemos rapidamente olhar para o tamanho de um motor e saber basicamente o que esperar daquele veículo, mesmo sem conhecer outras especificações.

Este número que indica o tamanho do motor é chamado de deslocamento e, na verdade, é uma variável que pode ser manipulado para atingir diferentes objetivos. Mais cilindros em um motor geralmente significam mais potência, mas não necessariamente. Em vez disso, é o deslocamento que desempenha um papel maior na potência e no torque de saída. Na era de carros musculosospor exemplo, era bem comum simplesmente brincar com os cilindros do motor, como aumentar o diâmetro, para aumentar a potência incrementalmente. Continue lendo para um mergulho profundo no deslocamento do veículo – como ele funciona e o que significa para o seu veículo.

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O que é cilindrada do motor

A definição literal de deslocamento é o movimento de algo de um lugar para outro. Por aplicação, deslocamento é a quantidade de uma substância (geralmente líquida, mas certamente se aplica a um gás) forçada para fora pela ocupação de seu espaço por outra coisa. Além disso, também é o volume bombeado por um sistema reciprocante, como um motor.

Em um motor de combustão interna (ICE), deslocamento é a quantidade de ar “deslocada” pelo funcionamento interno do motor. Às vezes, isso não é tão simples quanto assumir que um motor de 5,0 litros desloca cinco litros, ou 5.000 centímetros cúbicos (cc). O deslocamento do motor não é afetado pela massa do motor (ou seja, um motor de 500 libras que tem paredes mais grossas, versus um mais fino de 400 libras).

Como Calcular Deslocamento

1. Pi x raio do furo x raio do furo
2. Multiplicar pelo comprimento do traço
3. Multiplique novamente pelo número de cilindros

Você pode usar a fórmula acima para calcular o deslocamento do motor.

O cilindro é o tubo no qual o pistão se move. O volume do cilindro é calculado tomando a área do furo do motor (a largura do furo) e multiplicando-a pelo curso (a distância que o pistão se move do topo do cilindro até o fundo).

O diâmetro interno é o diâmetro do cilindro circular, mas a área é calculada usando o raio do círculo (metade do diâmetro), então você não pode simplesmente multiplicar o diâmetro interno vezes π (pi) vezes o curso, como alguns sugerem na web.

Multiplique o raio do furo por ele mesmo, depois multiplique por π (cerca de 3,14) para obter a área do círculo, depois multiplique isso pelo curso para obter o volume de cada cilindro (basicamente círculos empilhados uns sobre os outros). Multiplique o total pelo número de cilindros no motor para obter o deslocamento do motor, seja em centímetros cúbicos (cc) ou polegadas cúbicas (cid).

Quanto maior, melhor para um motor?

Houve um tempo em que a maneira mais confiável de obter mais potência de um motor era aumentar o deslocamento, aumentando o diâmetro ou o curso. Embora essa ainda seja uma solução para obter mais potência, também existem maneiras mais práticas e econômicas, em vez de alterar fisicamente um bloco de motor.

O velho ditado sobre “não há substituição para o deslocamento” ainda é válido de acordo com as leis da física, mas não é a única solução nestes dias de indução forçada desenfreada e, em breve, eletrificação generalizada.

Dito isso, adicionar componentes em vez de reconstruir o bloco do motor adiciona carga e estresse aos componentes do motor e pode afetar a durabilidade deles e do motor.

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Como o deslocamento do motor afeta a potência

Estabelecemos que um motor é basicamente uma bomba autopropulsada, que suga o ar e o sopra de volta para fora, e gera energia porque o ar que suga é rico em moléculas de combustível combustíveis que são inflamadas para criar uma série de explosões precisamente coreografadas para gerar energia.

Quanto mais cilindros um motor usa, mais volume ele tem e mais ar ele pode deslocar. Você pode usar mais cilindros para deslocar esse ar, ou menos cilindros maiores, mas tudo se resume a essa capacidade de deslocar o ar.

A Correlação Entre Deslocamento E Potência

Ao deslocar mais ar, um motor pode gerar mais potência. Existem outras forças e variáveis ​​em ação para puxar a quantidade adequada e o tipo certo de ar para dentro de um cilindro de motor, mas, em termos simples, puxar mais ar se traduz diretamente no sistema de combustível fornecendo mais combustível.

Quanto mais combustível se mistura com o ar fresco, mais densa ou “rica” é a mistura ar/combustível que é inflamada em cada cilindro para acionar um pistão para baixo. Esse movimento forçado do pistão é chamado de curso de “potência” e faz o motor funcionar. Em poucas palavras, mais ar significa mais combustível para criar o potencial para mais potência.

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Como o deslocamento do motor pode ser modificado

Deve-se notar que o deslocamento é estritamente o volume cilíndrico de um motor. Ele não leva em conta as câmaras de combustão. Mudá-las certamente modificará a potência que um motor produz (e abordaremos isso mais adiante), mas não mudará o deslocamento do motor.

Existem apenas duas maneiras de alterar o deslocamento – alterar o furo ou alterar o curso. Qualquer uma delas altera o volume do cilindro e a quantidade de ar a ser deslocada, modificando assim a potência.

Modificar o furo e/ou curso altera a potência de saída

• Aumente o cilindro para aumentar o diâmetro do furo
• Encurte o curso para tornar um cilindro mais curto
• Aumente o curso para tornar o cilindro mais profundo

Alguns dos motores mais potentes têm diâmetros grandes e cursos curtos (pense na Ferrari), então se você estiver procurando mudar o deslocamento de um motor, você pode fazer um cilindro mais largo e/ou pode encurtar a profundidade do cilindro, limitando o curso do pistão após a combustão.

Um furo maior fará um cilindro maior, o que significa mais ar, o que significa mais combustível e, portanto, mais potência. Um curso mais longo também tornará o cilindro maior (virtualmente, já que o tubo do cilindro permanece do mesmo tamanho, mas o curso do pistão usa mais do volume do cilindro).

Por outro lado, encurtar o curso diminui a profundidade virtual do cilindro e a quantidade de mistura ar/combustível aspirada para dentro do cilindro, o que parece ser contraproducente ao aumento da potência.

Como a modificação do furo ou curso afeta a potência de saída

(Fonte: Revista Over-Drive)

Um curso mais curto significa que o pistão não viaja tanto durante o curso de potência, o que significa que o ciclo de combustão seria mais curto, e o virabrequim então girará mais frequentemente a cada minuto. Mais revoluções por minuto (rpm) significam mais combustões por minuto, mais cursos de potência por minuto e mais potência de saída.

Um curso mais longo permite mais mistura ar/combustível e a combustão força o pistão a percorrer uma distância maior e leva mais tempo, afetando o torque do motor em rpm mais baixas, já que a manivela não gira tantas vezes por minuto.

O gráfico acima mostra a evolução de um motor Pontiac V8, mostrando a mudança no deslocamento como resultado do aumento do diâmetro ou do curso, e os ganhos correspondentes em potência e torque.

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Variáveis ​​externas influenciam a potência, mas não o deslocamento

Existem variáveis ​​fora do deslocamento que podem fazer um motor produzir mais potência. A mais óbvia é a indução forçada, como superalimentação ou turboalimentação. A alimentação forçada de ar no cilindro força o sistema de combustível a adicionar mais combustível, criando um gás mais denso para a explosão de combustão. Os superalimentadores forçam o ar nos motores há cerca de 150 anos; os turbocompressores há 100.

Você também pode brincar com os designs de pistões e cabeçotes de cilindro, alterando o volume da mistura ar/combustível que é puxada para dentro da câmara de combustão, e o nível em que ela é comprimida. Maior compressão significa mais potência.

Cabeçotes de cilindro são domos; mudar o formato do domo muda a compressão e pode melhorar a saída de potência. Trocar a junta do cabeçote ou fresar o cabeçote encurtará a altura do domo e aumentará a compressão. Algumas tolerâncias devem ser respeitadas para garantir que as válvulas de admissão e escape possam funcionar corretamente.

Impacto do projeto da câmara de combustão na potência e no torque no mesmo motor

(Fonte: Revista Over-Drive)

O que é taxa de compressão?

A taxa de compressão é outro aspecto do desempenho do motor que pode ser modificado para aumentar a potência. As cabeças dos pistões são escavadas; mudar para uma cabeça mais plana aumentará a compressão. E, novamente, há tolerâncias que devem ser respeitadas para garantir que todos os componentes de combustão continuem a trabalhar em harmonia.

Como diferentes taxas de compressão afetam a potência no mesmo motor

(Fonte: Revista Over-Drive)

Veículos deixaram de exibir o tamanho do motor

A cilindrada do motor é provavelmente o principal indicador da potência de um carro, e costumava ser bem fácil de ver rapidamente, já que os fabricantes de motores exibiam orgulhosamente o tamanho do motor em seus motores ou nos emblemas do veículo.

No entanto, neste dia de capas de motor cosméticas e nomenclatura alfanumérica, os emblemas podem enganar. Um Mercedes G 400, por exemplo, usava um V8 biturbo de 4,0 litros, como implícito no nome. No entanto, o atual G 550 usa um V8 biturbo de 4,0 litros também.

O velho ditado sobre não haver substituição para deslocamento pode não ser completamente verdadeiro nestes dias de indução forçada e eletrificação, mas não há como negar que um motor grande turboalimentado ainda superará um pequeno superalimentado.

Fontes: Voltas mais rápidas, Hemmings, Livro Azul Kelley, Excesso de velocidade, Estado do motor.