Por que o carro acelera quando se pisa no acelerador?

Por que o carro acelera quando se pisa no acelerador?

O título deste tópico pode parecer despropositado; alguém até poderia alegar que "se o acelerador não acelerasse o carro, o nome seria outro".  
Bem, nomes podem ser enganosos. Por exemplo, aquele dispositivo usado para levantar o carro, conhecido por macaco, não tem nada a ver com animal propriamente dito!

Tecnicamente, o chamado "acelerador" de um carro está mais para um controle, relativamente precário, de velocidade do que para um acelerador verdadeiro. Entretanto, a idéia deste tópico não é discutir o sentido da palavra acelerador, mas discutir como esse comando funciona na prática. Muitos pontos abordados são bastante conhecidos pelas pessoas que já estudaram ou trabalharam com carburadores, mas, ouso dizer, também há vários detalhes interessantes que poucas pessoas conhecem.

O pedal acionado com o pé direito é conhecido por acelerador, em português, enquanto em inglês é chamado, às vezes, chamado de gas pedal (que significa literalmente "pedal da gasolina"), mas o nome mais usado é throttle (sufocar, estrangular). O nome throttle se justifica porque o acelerador do carro é basicamente uma válvula que restringe a passagem do ar que alimenta o motor. O acelerador de um carro é uma espécie de "torneira" ou "registro" de ar.

As pessoas que nunca se interessaram pelos detalhes técnicos do funcionamento de um motor de automóvel, tendem a pensar que o acelerador controla diretamente a quantidade de combustível enviada ao motor. Isso é um engano. Quem já desmontou um carburador sabe que o mecanismo do acelerador não passa de um disco articulado, conhecido por "borboleta", que pode girar mais ou menos de acordo com a pressão exercida pelo motorista sobre o pedal do acelerador. A borboleta do acelerador controla apenas o fluxo de ar. Ou melhor, a borboleta restringe (estrangula) a passagem de ar que passa pelo carburador. Um cabo de aço transmite mecanicamente o comando do pedal do acelerador à borboleta do carburador.

A borboleta não atua sobre a passagem de combustível. Para ser mais exato, borboleta não controla diretamente a quantidade de combustível que alimenta o motor. Quem determina a quantidade de combustível injetada nos cilindros do motor são os bicos pulverizadores do carburador, usando como parâmetro o fluxo de ar aspirado.

A função de um carburador é basicamente acrescentar combustível pulverizado, numa proporção apropriada, ao fluxo de ar que passa pelo carburador e vai encher os cilindros do motor. Entretanto, que determina a intensidade do produz o fluxo de ar é o motor propriamente dito. O movimento alternativo dos pistões faz com que o motor funcione como uma eficiente bomba de ar. Diz-se tecnicamente que o motor "aspira" o ar para o interior dos cilindros, ou em forma mais informal, que o motor "respira".

Algumas questões cruciais que precisam ser respondidas:

• Qual é a quantidade de ar que um motor aspira?
  
• Qual é o papel da borboleta do carburador no controle da quantidade de ar aspirada?
  

Antes de mais nada, é importante entender que se um carburador está desempenhando bem o seu papel, o carburador está "simplesmente" adicionando uma quantidade proporcional de combustível ao fluxo de ar aspirado pelo motor. Entretanto, a potência e o torque produzidos pelo motor dependem da quantidade de combustível consumida por unidade de tempo, mas quem determina a quantidade de combustível a ser introduzida nos cilindros é o fluxo de ar aspirado. O motor não aspira diretamente o combustível, o motor aspira ar; o combustível vem "de carona" junto com o ar aspirado. Podemos dizer, indiferentemente, que o motor aspira ar ou mistura ar/combustível.

É importante reconhecer aqui a ocorrência uma relação circular de causa e efeito: ao girar, o motor aspira a mistura, que ao queimar faz o motor girar, que aspira mistura... Se a rotação do motor aumentar, vai haver uma aumento de mistura aspirada, que vai fazer o motor girar mais, que...

Afinal, é a quantidade de mistura que determina a rotação do motor, ou é a rotação do motor que determina a quantidade mistura aspirada?

Se um aumento da rotação aumenta a quantidade de mistura aspirada, o que realimenta a rotação, por que a rotação do motor não "dispara"?

Como a rotação do motor se estabiliza para uma determinada carga e abertura da borboleta?

Para responder às perguntas acima, observe a figura abaixo, que mostra como a demanda de mistura tipicamente varia com a rotação, para três cargas diferentes. Supõe-se que se a marcha utilizada é a mesma, de modo que a velocidade do carro será proporcional à rotação do motor. Por isso, na análise a seguir, usaremos rotação do motor e velocidade do carro como grandezas equivalentes.




A demanda de mistura é dada pelo volume por unidade de tempo (por ex, litros/minuto)de mistura que o motor usar para vencer a carga. Entenda carga como o esforço que o motor faz, por exemplo, para empurrar o carro numa subida de inclinação constante. A linha rosa representaria, assim, uma subida leve, enquanto a vermelha, uma subida moderada e a amarela, uma subida pesada. Para esse tipo de carga, a demanda de combustível deve ser mais ou menos proporcional à rotação motor.

Vamos avaliar agora a capacidade do sistema de admissão de fornecer mistura na quantidade suficiente para atender à demanda. A figura abaixo mostra o volume de mistura entregue pelo carburador em função da rotação, para três aberturas da borboleta.



Note que as curvas de entrega e de demanda de mistura são completamente diferentes. Isso não é uma surpresa porque a demanda de mistura depende da carga do motor, enquanto a "entrega" de mistura depende da capacidade do sistema de admissão. Em geral, a carga do motor é completamente independente da capacidade do sistema de admissão.

Analisando a capacidade de um sistema de admissão, quanto maior a abertura da borboleta, maior será o fluxo de ar aspirado que passa pelo carburador. Entretanto, essa relação só vale até certo ponto. Em rotações baixas, o fluxo de ar é proporcional à rotação, mas a partir de uma certa rotação, a quantidade de ar aspirado começa a ficar limitada pelas dimensões do sistema de admissão. Há, portanto, uma tendência à saturação do volume entregue. O volume de saturação depende do tamanho das válvulas de admissão, do levantamento e tempo de abertura das válvulas, do diâmetro do coletor de admissão, e do diâmetro efetivo das passagens de ar do carburador. É fácil de entender que a borboleta do carburador tem um papel fundamental no controle do volume de mistura que é aspirada pelo motor.

A figura abaixo mostra a sobreposição do gráfico da demanda e da entrega de mistura para uma determinada carga e um determinada abertura da borboleta do acelerador.



Existe uma determinada rotação R para a qual os gráficos da demanda e da entrega se cruzam. O ponto P representa a situação em que a entrega coincide com demanda, ou seja, há um equilíbrio entre demanda e entrega. O ponto P será o ponto de operação do motor. A questão é saber se o equilíbrio é estável ou instável, ou seja, se a rotação irá disparar, ou decair até o motor morrer.

Para confirmar a estabilidade do ponto de operação P, suponha que, por qualquer razão, a rotação caia para R-. Nessa rotação hipotética, o ponto E1 está acima de D1, ou seja, a entrega de mistura é maior que a demanda. Como resultado, a rotação tenderá a aumentar até eventualmente retornar a R. Da mesma forma, se a rotação subir, por qualquer razão, para R+, a oferta E2 será menor que a demanda D2, e a rotação irá cair até retornar eventualmente para R. O ponto P é, portanto, um ponto de operação estável.

Uma situação interessante, representada pela figura abaixo, é o que acontece quando, por exemplo, o motorista pressiona mais o acelerador numa subida:



Inicialmente, o motor estava trabalhando no ponto de operação A, que corresponde a uma certa rotação (e um certo consumo). Então o motorista pressiona o acelerador, abrindo mais a borboleta do carburador e o ponto de operação muda para B. Como resultado, ocorre um aumento na rotação e, portanto na velocidade (supõe-se que a marcha é a mesma). Se o motorista pressionar ainda mais o acelerador, o ponto de operação subirá para C, que corresponde a uma velocidade ainda maior.

A figura abaixo mostra, agora, uma situação em que a pressão no acelerador é a mesma (borboleta na mesma abertura), mas a inclinação da subida muda.



O ponto A representaria o começo de um subida, quando a inclinação em geral seria baixa. Nesse ponto, a rotação do motor e a velocidade do carro é alta. Quando a inclinação começa a aumentar e o ponto de operação passa para B, há uma queda na rotação e na velocidade. E quanto a inclinação fica ainda maior, o ponto de operação passa para C, quando a rotação e a velocidade caem ainda mais.

Quando se passa de A para C, tanto a velocidade como o volume de mistura consumida por unidade de tempo caem. Aqui poderia surgir uma dúvida interessante: Isso significa que quanto mais íngreme a subida, menos combustível um carro gasta?  

"Quando se passa de A para C, tanto a velocidade como o volume de mistura consumida por unidade de tempo caem. Aqui poderia surgir uma dúvida interessante: Isso significa que quanto mais íngreme a subida, menos combustível um carro gasta?  scratch"

Talvez a resposta venha com outra pergunta: Percebendo que o carro perde velocidade e desempenho na subida, você manteria o acelerador com a mesma abertura da borboleta? Ainda temos que considerar o torque do motor e em qual faixa de rotação ele entrega o torque máximo. Ou estou errado?


É, para nós que gostamos de carro, principalmente carros que ao abrir o capô do motor é possível ver tudo o que compõe o motor, pode parecer até banal o título do tópico. Mas em carros modernos ao abrir o capô a única coisa que se vê é uma capa plástica que recobre quase todo o compartimento do motor, além disso é cada vez mais comum que os usuários dos veículos tenham se tornado somente isso, usuários do veículo e quase nada saibam a respeito do seu carro. Basta ver a enxurrada de memes na internet sobre como é um inferno colocar a roda do Kwid no lugar, até mecânico macaco-velho de autocenter falando mal da dita cuja roda do Kwid. Até eu que nunca vou ter um Kwid fui pesquisar já pensando na solução óbvia que acompanha o conjunto do etepe/macaco, que é um pino guia cromado que é a primeira coisa que se vê quando se levanta o carpete do porta-malas.

Mas tem uma série de vídeos da GM do anos 1940 que fala sobre os mais diversos sistemas que compõem um veículo, explicando com uma excelente didática cada sistema. Abaixo o vídeo sobre carburador.

RHCESPECIAL1974 escreveu:"Quando se passa de A para C, tanto a velocidade como o volume de mistura consumida por unidade de tempo caem. Aqui poderia surgir uma dúvida interessante: Isso significa que quanto mais íngreme a subida, menos combustível um carro gasta?  scratch"

Talvez a resposta venha com outra pergunta: Percebendo que o carro perde velocidade e desempenho na subida, você manteria o acelerador com a mesma abertura da borboleta? Ainda temos que considerar o torque do motor e em qual faixa de rotação ele entrega o torque máximo. Ou estou errado?


É, para nós que gostamos de carro, principalmente carros que ao abrir o capô do motor é possível ver tudo o que compõe o motor, pode parecer até banal o título do tópico. Mas em carros modernos ao abrir o capô a única coisa que se vê é uma capa plástica que recobre quase todo o compartimento do motor, além disso é cada vez mais comum que os usuários dos veículos tenham se tornado somente isso, usuários do veículo e quase nada saibam a respeito do seu carro. Basta ver a enxurrada de memes na internet sobre como é um inferno colocar a roda do Kwid no lugar, até mecânico macaco-velho de autocenter falando mal da dita cuja roda do Kwid. Até eu que nunca vou ter um Kwid fui pesquisar já pensando na solução óbvia que acompanha o conjunto do etepe/macaco, que é um pino guia cromado que é a primeira coisa que se vê quando se levanta o carpete do porta-malas.

Mas tem uma série de vídeos da GM do anos 1940 que fala sobre os mais diversos sistemas que compõem um veículo, explicando com uma excelente didática cada sistema. Abaixo o vídeo sobre carburador.

Bacana esse vídeo, muito nostálgico

"Quando se passa de A para C, tanto a velocidade como o volume de mistura consumida por unidade de tempo caem. Aqui poderia surgir uma dúvida interessante: Isso significa que quanto mais íngreme a subida, menos combustível um carro gasta? "

É que o consumo depende da velocidade do carro, já que é medido em km/litro.
Quando o carro inicia uma subida e o motorista não pisa mais, a rotação vai caindo, com ela cai o consumo do motor em termos de litros/tempo, mas a velocidade do carro também cai, levando o carro a fazer menos km/litro.

São várias variáveis "variando". Precisaria montar a equação para ver o resultado final.

Mas o fato é: em motor à combustão, quanto menor a rotação, mais economico o motor se torna até um certo limite inferior, é claro.
Isso nada tem a ver com maior eficiência na faixa de torque ideal e nem com a durabilidade do motor.
Eficiência é quanto se extrai de potencia liquida do motor por quantos litros/tempo se consome. É diferente de km/litro.
Tipicamente o menor consumo nao se dá na faixa de torque máximo e sim numa rotacao bem inferior.
A maior eficiência (mais CV/(litro/tempo)) sim se dá na região de torque máximo.

E ainda, a maior potencia não se dá na faixa de maior eficiencia mas sim numa faixa normalmente bem superior à faixa de torque.
Nessa faixa o máximo é a potencia e não a eficiência.

Um Opala 6cil andando a 80km/h na rotação de torque máximo (consideremos 2000RPM) vai consumir mais do que o mesmo motor com uma relação alongada andando a 1700RPM na mesma velocidade ainda que isto implique em abrir mais a borboleta (pisar mais). Borboleta mais aberta normalmente leva a um menor consumo para uma mesma demanda de potência.

Andar com um motor a 1000RPM com o pé afundado no acelerador pode ser super economico, mas pode destruir o motor por pré-detonação, além de manter as partes internas do motor sob forte tensão e vibração (pistoes, bielas e virabrequim).

O 6cil convida a gente a fazer isso, pois ele tem muito torque em ultra baixa rotação (já é forte a partir de uns 400RPM) mas não é aconselhavel a ficar forçando. Melhor trocar a marcha, jogar para uns 2000RPM e seguir viagem.

No final das contas, o que a gente quer é otimizar km/R$. Se melhorar km/litro mas o motor quebrar, vai piorar o km/R$ pois vai ter o conserto

Faz sentido?

RHCESPECIAL1974 escreveu:"Quando se passa de A para C, tanto a velocidade como o volume de mistura consumida por unidade de tempo caem. Aqui poderia surgir uma dúvida interessante: Isso significa que quanto mais íngreme a subida, menos combustível um carro gasta?  scratch"

Talvez a resposta venha com outra pergunta: Percebendo que o carro perde velocidade e desempenho na subida, você manteria o acelerador com a mesma abertura da borboleta? Ainda temos que considerar o torque do motor e em qual faixa de rotação ele entrega o torque máximo. Ou estou errado?

Eu não conhecia esse video da Chevrolet sobre carburadores. Foi um achado, vídeo realmente muito bom!

Um detalhe importante do vídeo é o destaque ao ar aspirado pelo motor. De fato, o faz mais falta num motor para desempenhar é AR, AR e mais AR! Injetar gasolina é fácil, basta aumentar o tamanho do giclê. Injetar ar em quantidade é que é o problema! O trabalho dos preparadores é basicamente fazer o motor respirar mais. Para isso, trabalham os dutos de admissão, aumentam a abertura das válvulas, usam carburadores com várias bocas, ou bocas maiores, etc. Tudo para fazer chegar mais ar aos cilindros.

Sobre a pergunta levantada no final do meu post anterior, para responder, por conveniência vou repetir a figura mostrada antes:



Como dito antes, o ponto A é ponto de trabalho correspondente a uma subida leve, enquanto o ponto B corresponde a uma subida moderada, e o ponto C, a uma subida pesada.

Num caso real, conforme a subida começa a ficar mais íngreme, a tendência do motorista é pressionar mais o pedal do acelerador para tentar manter a velocidade. A figura acima representa uma situação em que a borboleta do acelerador está sempre com a mesma abertura. Isso pode acontecer, por exemplo, quando se dirige um carro de potência limitada.

Suponha, por exemplo, um carro 1.0, carregado com 5 pessoas, subindo uma serra em 5ª marcha. O motorista muito provavelmente vai ter que enfiar o "pé na tábua" (abertura plena da borboleta), do começo ao fim da subida. Assim, a abertura da borboleta será sempre igual (toda aberta), se enquadrando na situação correspondente ao gráfico da figura acima.

Só para raciocinar, podemos supor que o carro sobe a 100 km/h no começo da subida (ponto A), e no final, quando a subida fica mais pesada, a velocidade do carro cai para 80 km/h.

O motor estará trabalhando com menos rotação no final subida (ponto C), mas o volume por minuto de ar/combustível aspirado será menor que no começo da subida (ponto A).

A conclusão que podemos tirar da figura é que o motor estará consumindo MENOS combustível POR MINUTO no final da subida, que é o trecho mais pesado. À primeira vista, isso parece um paradoxo, porque a intuição (e a prática) dizem que quanto mais forte a subida, mais o motor consome.

O paradoxo se desfaz se lembrarmos que na parte mais dura da subida, a velocidade será menor, o que implica que o carro demorará mais tempo para percorrer, digamos, um quilômetro no trecho final, que um quilômetro no trecho inicial da subida.

Se medirmos a quantidade de combustível POR QUILÔMETRO, e não POR MINUTO, o consumo no trecho final da subida será MAIOR! Ou, em outras palavras, a quilometragem (l/km) no final da subida será menor que no trecho inicial. Isso corresponde exatamente à experiência dos motoristas.

chevy250 escreveu:"Quando se passa de A para C, tanto a velocidade como o volume de mistura consumida por unidade de tempo caem. Aqui poderia surgir uma dúvida interessante: Isso significa que quanto mais íngreme a subida, menos combustível um carro gasta? "

É que o consumo depende da velocidade do carro, já que é medido em km/litro.
Quando o carro inicia uma subida e o motorista não pisa mais, a rotação vai caindo, com ela cai o consumo do motor em termos de litros/tempo, mas a velocidade do carro também cai, levando o carro a fazer menos km/litro.

Exatamente! Essa é a explicação!
Comento mais detalhadamente no mensagem nº 5 anterior. Se um motor tiver eficiência energética constante, o consumo, em termos de litros/km, será sempre maior no trecho mais íngreme porque a energia necessária para vencer uma certa distância será maior do que no trecho menos íngreme.

chevy250 escreveu:
Mas o fato é: em motor à combustão, quanto menor a rotação, mais economico o motor se torna até um certo limite inferior, é claro.

Um Opala 6cil andando a 80km/h na rotação de torque máximo (consideremos 2000RPM) vai consumir mais do que o mesmo motor com uma relação alongada andando a 1700RPM na mesma velocidade ainda que isto implique em abrir mais a borboleta (pisar mais).

Concordo com essas observações e todas as demais sobre consumo e durabilidade versus rotação do motor.

A eficiência energética de um motor depende bastante dos atritos internos. Para vencer o atrito dos mancais e o atrito dos anéis com o cilindro, é necessário gastar uma parte da energia gerada pelas explosões.

A cada volta do virabrequim, gasta-se uma quantidade (mais ou menos) fixa de energia para vencer os atritos internos. Portanto, se um motor gira, p. ex., a 2000 RPM, estará gastando 2x energia que quando gira 1000 RPM. Em outras palavras, rotação baixa aumenta e eficiência do motor.

O atrito interno total e um motor depende do número de cilindros. Assim, um motor de Opala de 6 cilindros terá um atrito interno total cerca de 50% acima do atrito interno de um motor de 4 cilindros. Essa é uma das razões pelas quais um Opala 6cc gasta mais que um 4cc.

Interessante notar que muita gente sabe que, em geral, um Opala 6cc gasta mais, mas não entende a real razão. Muita gente acha que um Opala 6cc "bebe" mais porque um Opala 6cc tem 6 "bocas" para alimentar, enquanto um 4cc tem apenas 4 "bocas".  Daí tiram a conclusão que 6 bocas bebem mais que 4. Esse é um pensamento simplório, a explicação real está na diferença nos atritos internos (e no peso maior do Opala 6cc)

Se você pegar dois Opalas, um 6cc e outro 4cc, e colocar os dois para andar juntos, na mesma velocidade, verá que cada cilindro do motor 6cc estará "bebendo" menos combustível que cada cilindro do motor 4cc! Em geral, o consumo TOTAL das 6 bocas será maior que o consumo TOTAL das 4 bocas, mas o consumo de cada cilindro individual será menor no motor 6cc!

Uma última observação provocativa: Numa descida leve, descendo com o acelerador pressionado, um Opala 6cc pode gastar menos que um 4cc!  

Gerald escreveu:

chevy250 escreveu:"Quando se passa de A para C, tanto a velocidade como o volume de mistura consumida por unidade de tempo caem. Aqui poderia surgir uma dúvida interessante: Isso significa que quanto mais íngreme a subida, menos combustível um carro gasta? "

É que o consumo depende da velocidade do carro, já que é medido em km/litro.
Quando o carro inicia uma subida e o motorista não pisa mais, a rotação vai caindo, com ela cai o consumo do motor em termos de litros/tempo, mas a velocidade do carro também cai, levando o carro a fazer menos km/litro.

Exatamente! Essa é a explicação!
Comento mais detalhadamente no mensagem nº 5 anterior. Se um motor tiver eficiência energética constante, o consumo, em termos de litros/km, será sempre maior no trecho mais íngreme porque a energia necessária para vencer uma certa distância será maior do que no trecho menos íngreme.

chevy250 escreveu:
Mas o fato é: em motor à combustão, quanto menor a rotação, mais economico o motor se torna até um certo limite inferior, é claro.

Um Opala 6cil andando a 80km/h na rotação de torque máximo (consideremos 2000RPM) vai consumir mais do que o mesmo motor com uma relação alongada andando a 1700RPM na mesma velocidade ainda que isto implique em abrir mais a borboleta (pisar mais).

Concordo com essas observações e todas as demais sobre consumo e durabilidade versus rotação do motor.

A eficiência energética de um motor depende bastante dos atritos internos. Para vencer o atrito dos mancais e o atrito dos anéis com o cilindro, é necessário gastar uma parte da energia gerada pelas explosões.

A cada volta do virabrequim, gasta-se uma quantidade (mais ou menos) fixa de energia para vencer os atritos internos. Portanto, se um motor gira, p. ex., a 2000 RPM, estará gastando 2x energia que quando gira 1000 RPM. Em outras palavras, rotação baixa aumenta e eficiência do motor.

O atrito interno total e um motor depende do número de cilindros. Assim, um motor de Opala de 6 cilindros terá um atrito interno total cerca de 50% acima do atrito interno de um motor de 4 cilindros. Essa é uma das razões pelas quais um Opala 6cc gasta mais que um 4cc.

Interessante notar que muita gente sabe que, em geral, um Opala 6cc gasta mais, mas não entende a real razão. Muita gente acha que um Opala 6cc "bebe" mais porque um Opala 6cc tem 6 "bocas" para alimentar, enquanto um 4cc tem apenas 4 "bocas".  Daí tiram a conclusão que 6 bocas bebem mais que 4. Esse é um pensamento simplório, a explicação real está na diferença nos atritos internos (e no peso maior do Opala 6cc)

Se você pegar dois Opalas, um 6cc e outro 4cc, e colocar os dois para andar juntos, na mesma velocidade, verá que cada cilindro do motor 6cc estará "bebendo" menos combustível que cada cilindro do motor 4cc! Em geral, o consumo TOTAL das 6 bocas será maior que o consumo TOTAL das 4 bocas, mas o consumo de cada cilindro individual será menor no motor 6cc!

Uma última observação provocativa: Numa descida leve, descendo com o acelerador pressionado, um Opala 6cc pode gastar menos que um 4cc!  

Legal a discussão! Gosto de organizar e discutir conceitos.

Sobre a sua ultima provocação, confesso que não consegui identificar a razão
Qual seria o cenário exato? Seria o cenário onde o carro está a mais de uns 60/70km/h para já começar a considerar o atrito com o ar?
Ou seria em baixa velocidade mesmo?

chevy250 escreveu:

Gerald escreveu:Uma última observação provocativa: Numa descida leve, descendo com o acelerador pressionado, um Opala 6cc pode gastar menos que um 4cc!  

Legal a discussão! Gosto de organizar e discutir conceitos.

Sobre a sua ultima provocação, confesso que não consegui identificar a razão
Qual seria o cenário exato? Seria o cenário onde o carro está a mais de uns 60/70km/h para já começar a considerar o atrito com o ar?
Ou seria em baixa velocidade mesmo?

Em geral, no plano ou em subida, um Opala 6cc consome mais que um 4cc por duas razões:

1. O motor 6cc tem mais atrito interno que o 4cc, ou seja, o 6cc tem mais perdas, o que se traduz num maior consumo
   
2. Um Opala 6cc é um pouco mais pesado que um 4cc, o que resulta num maior atrito de rolamento dos pneus e, num aclive, maior potência para vencer a subida.
   

É bom notar que a carroceria do Opala 6cc é igual a de um 4cc, o que resulta no mesmo arrastro aerodinâmico.

Um pequeno detalhe  que pode complicar a comparação dos consumos é que as caixas de marchas são diferentes. De fato, um Opala 6cc  tem a 4ª mais longa que a 5ª marcha de um Opala 4cc. Portanto, se os dois carros estiverem andando na mesma velocidade, o motor 6cc estará girando mais devagar que o motor 4cc, o que favorece a economia do motor 6cc, como você observou no seu post anterior. Tirando essa pequeno detalhe, é razoável supor que um Opala  6cc sempre irá consumir mais que um 4cc quando rodando no plano ou em subida. Entretanto, em descida é diferente e pode haver inversão nos consumos!

O cenário que eu imaginei é os dois carros estão descendo um aclive, mas com os motores "puxando". Na descida, a gravidade joga a favor do Opala 6cc, justamente por ser mais pesado. O Opala 6cc receberá uma "ajuda" da gravidade maior que o 4cc.

Se a descida for suficiente íngreme, é possível imaginar que o trabalho da gravidade consiga compensar a maior perda por atrito interno do motor 6cc. Portanto, para descidas com declividade acima de um certo valor, o motor 6cc irá consumir menos que o motor 4cc! Quem sabe, no futuro, consigam construir rodovias que tenham apenas descidas!



Voltando ao tema da borboleta do carburador, um detalhe que nunca vi ninguém comentar   é que o ângulo de abertura da borboleta na maioria dos carburadores não varia de forma linear com movimento do cabo do acelerador. No começo da abertura, é necessário um movimento maior do cabo para girar a borboleta de, digamos 1 grau, comparado com a situação em que a borboleta está quase aberta. Essa não-linearidade no acionamento da borboleta é implementada pelos fabricantes de carburador através da variação da distância entre o ponto de tangência do cabo e o eixo da borboleta, para os vários ângulos de abertura da borboleta.

As fotos abaixo, para um carburador DFV-446, ilustram melhor o que eu quis dizer:





Note que R3 > R2 > R1

Gerald escreveu:

Concordo com essas observações e todas as demais sobre consumo e durabilidade versus rotação do motor.

A eficiência energética de um motor depende bastante dos atritos internos. Para vencer o atrito dos mancais e o atrito dos anéis com o cilindro, é necessário gastar uma parte da energia gerada pelas explosões.

A cada volta do virabrequim, gasta-se uma quantidade (mais ou menos) fixa de energia para vencer os atritos internos. Portanto, se um motor gira, p. ex., a 2000 RPM, estará gastando 2x energia que quando gira 1000 RPM. Em outras palavras, rotação baixa aumenta e eficiência do motor.

O atrito interno total e um motor depende do número de cilindros. Assim, um motor de Opala de 6 cilindros terá um atrito interno total cerca de 50% acima do atrito interno de um motor de 4 cilindros. Essa é uma das razões pelas quais um Opala 6cc gasta mais que um 4cc.

Interessante notar que muita gente sabe que, em geral, um Opala 6cc gasta mais, mas não entende a real razão. Muita gente acha que um Opala 6cc "bebe" mais porque um Opala 6cc tem 6 "bocas" para alimentar, enquanto um 4cc tem apenas 4 "bocas".  Daí tiram a conclusão que 6 bocas bebem mais que 4. Esse é um pensamento simplório, a explicação real está na diferença nos atritos internos (e no peso maior do Opala 6cc)

Se você pegar dois Opalas, um 6cc e outro 4cc, e colocar os dois para andar juntos, na mesma velocidade, verá que cada cilindro do motor 6cc estará "bebendo" menos combustível que cada cilindro do motor 4cc! Em geral, o consumo TOTAL das 6 bocas será maior que o consumo TOTAL das 4 bocas, mas o consumo de cada cilindro individual será menor no motor 6cc!

Uma última observação provocativa: Numa descida leve, descendo com o acelerador pressionado, um Opala 6cc pode gastar menos que um 4cc!  

Perfeito, até porque cada cilindro do motor 151 tem aproximadamente 0,625l contra quase 0,685l do motor 250, caso o motor fosse o antigo 231(3800cm³) cada teria 0,633l, e a relação de volumes entre cilindros seria mais próxima, e relação do atrito seria um "pouco menos pior" para o 231 que tinha 2 mancais de virabrequim a menos que o 250, mas vibrava mais.

Mas também é preciso considerar um outro fator de perda de rendimento é a questão da alimentação do 6cil. e é comum até aqui no fórum problemas de alimentação do 6° cilindros. Outro fator que muitas vezes não é observado é a vibração. O motores 6 cil. vibram muito menos que o 4cil. no caso dos GM Opala. Quando os carros precisaram ficar mais compactos, vieram os V6, que por exemplo os Vortec da S10 que tem um eixo balanceador para atenuar as vibrações. O 6cil. em linha são tão suaves que não por acaso a BMW foi a última a abandonar essa configuração em automóveis de passeio pouco tempo atrás. E agora com os 3cil. reinando nas oficinas, digo no mercado, novos sistemas de balanceamento vem surgindo, como as polias do comando de válvulas ovais.

Mas voltando ao Opala, talvez uma melhor distribuição do fluxo na admissão com 2 carburadores ao invés de 1 grande carburador no centro resolvesse uma parte dos problemas, mas como 2 carburadores pequenos é mais caro que um carburador maior, já sabemos o que a montadora vai entregar.

Gerald escreveu:



Voltando ao tema da borboleta do carburador, um detalhe que nunca vi ninguém comentar   é que o ângulo de abertura da borboleta na maioria dos carburadores não varia de forma linear com movimento do cabo do acelerador. No começo da abertura, é necessário um movimento maior do cabo para girar a borboleta de, digamos 1 grau, comparado com a situação em que a borboleta está quase aberta. Essa não-linearidade no acionamento da borboleta é implementada pelos fabricantes de carburador através da variação da distância entre o ponto de tangência do cabo e o eixo da borboleta, para os vários ângulos de abertura da borboleta.

Bom, talvez o objetivo seja enriquecer a mistura com menor fluxo de ar e mais combustível adicionado pelo injetor de rápida. Além disso no estágio de rotação entre marcha lenta e uma rotação intermediária, o que fará adiantar o ponto é o avanço à vácuo, que só funciona com pouca abertura da borboleta, conforme a abertura aumenta e depressão abaixo dela diminui e avanço à vácuo deixa de atuar, e quando a rotação do motor sobe um pouco mais e o avanço à vácuo não atua, o avanço centrífugo atua(no caso dos distribuidores com platinado).

Gerald escreveu:

chevy250 escreveu:

Legal a discussão! Gosto de organizar e discutir conceitos.

Sobre a sua ultima provocação, confesso que não consegui identificar a razão
Qual seria o cenário exato? Seria o cenário onde o carro está a mais de uns 60/70km/h para já começar a considerar o atrito com o ar?
Ou seria em baixa velocidade mesmo?

Em geral, no plano ou em subida, um Opala 6cc consome mais que um 4cc por duas razões:

1. O motor 6cc tem mais atrito interno que o 4cc, ou seja, o 6cc tem mais perdas, o que se traduz num maior consumo
   
2. Um Opala 6cc é um pouco mais pesado que um 4cc, o que resulta num maior atrito de rolamento dos pneus e, num aclive, maior potência para vencer a subida.
   

É bom notar que a carroceria do Opala 6cc é igual a de um 4cc, o que resulta no mesmo arrastro aerodinâmico.

Um pequeno detalhe  que pode complicar a comparação dos consumos é que as caixas de marchas são diferentes. De fato, um Opala 6cc  tem a 4ª mais longa que a 5ª marcha de um Opala 4cc. Portanto, se os dois carros estiverem andando na mesma velocidade, o motor 6cc estará girando mais devagar que o motor 4cc, o que favorece a economia do motor 6cc, como você observou no seu post anterior. Tirando essa pequeno detalhe, é razoável supor que um Opala  6cc sempre irá consumir mais que um 4cc quando rodando no plano ou em subida. Entretanto, em descida é diferente e pode haver inversão nos consumos!

O cenário que eu imaginei é os dois carros estão descendo um aclive, mas com os motores "puxando". Na descida, a gravidade joga a favor do Opala 6cc, justamente  por ser mais pesado. O Opala 6cc receberá uma "ajuda" da gravidade maior que o 4cc.

Se a descida for suficiente íngreme, é possível imaginar que o trabalho da gravidade consiga compensar a maior perda por atrito interno do motor 6cc. Portanto, para descidas com declividade acima de um certo valor, o motor 6cc irá consumir menos que o motor 4cc! Quem sabe, no futuro, consigam construir rodovias que tenham apenas descidas!



Voltando ao tema da borboleta do carburador, um detalhe que nunca vi ninguém comentar   é que o ângulo de abertura da borboleta na maioria dos carburadores não varia de forma linear com movimento do cabo do acelerador. No começo da abertura, é necessário um movimento maior do cabo para girar a borboleta de, digamos 1 grau, comparado com a situação em que a borboleta está quase aberta. Essa não-linearidade no acionamento da borboleta é implementada pelos fabricantes de carburador através da variação da distância entre o ponto de tangência do cabo e o eixo da borboleta, para os vários ângulos de abertura da borboleta.

As fotos abaixo, para um carburador DFV-446, ilustram melhor o que eu quis dizer:





Note que R3 > R2 > R1

Entendi a questao da descida.

Interessante essa questao de multiplos raios no acionamento da borboleta. Nunca havia pensado sobre o porquê de ser assim - meu Opala usa o 446, inclusive.

De fato no começo da abertura da borboleta um pequeno angulo abre uma grande área.
Já no final quase nao muda nada.
Então esses multiplos raios ajudam a linearizar um pouco para melhorar a proporcionalidade entre deslocamento do acelerador e área de "boca" aberta no carburador.
Legal!!

Gerald escreveu:Por que o carro acelera quando se pisa no acelerador?

O título deste tópico pode parecer despropositado; alguém até poderia alegar que "se o acelerador não acelerasse o carro, o nome seria outro".  

Maravilhosa a explicação, realmente é um assunto onde poucos se aventuram a tentar entender... apenas sabem que ao pisar no pedal da direita a coisa funciona e "já é o suficiente".

Apenas pegando um gancho e dando um outro exemplo de coisas "com nome nem tão óbvio assim", é o interruptor. Muitas vezes, quando usamos um interruptor, queremos ligar algo... quando na verdade a função dele é justamente o inverso, é INTERROMPER o circuito...

...o interruptor está em uso justamente quando o aparelho em questão está desligado, rs. Ao ligarmos o aparelho, estamos sempre "desligando o interruptor"...

hps1986 escreveu:Apenas pegando um gancho e dando um outro exemplo de coisas "com nome nem tão óbvio assim", é o interruptor. Muitas vezes, quando usamos um interruptor, queremos ligar algo... quando na verdade a função dele é justamente o inverso, é INTERROMPER o circuito...

...o interruptor está em uso justamente quando o aparelho em questão está desligado, rs. Ao ligarmos o aparelho, estamos sempre "desligando o interruptor"...

É verdade, há muitas palavras que usadas com o sentido invertido. É o caso da embreagem, uma palavra que vem do verbo francês embrayer, que significa acoplar duas peças mecânicas. Entretanto, quando alguém pisa no pedal da embreagem, o efeito é o de desacoplar o motor da caixa de transmissão. Para ser coerente, o pedal da embreagem deveria se chamar de pedal da desembreagem!

Voltando à discussão do consumo de uma Opala 6cc versus 4cc, não há a menor dúvida de que  um Opala 6cc tende a consumir mais que um 4cc, mas, como comentei antes, a principal razão é que o motor 6cc tem mais atrito interno que o 4cc. A diferença na quantidade de cilindros por si só não explicaria a diferença nos consumos.

Os fabricantes de carro até desenvolveram motores que desativam uma parte dos cilindros, de modo a fazer por exemplo, que um motor V8 trabalhe com apenas 4 ou 6 cilindros nas situações que não exijam a potência plena do motor. Esses motores são conhecidos por motores de deslocamento (cilindrada) variável.

Para desativar uma parte dos cilindros em situações de baixa carga, as respectivas válvulas de admissão e admissão ficam sempre fechada, de modo que os cilindros inativos não recebem mistura ar/combustível. Evidentemente, o comando de válvulas precisa ser mais elaborado que um comando de válvulas tradicional, o que encarece o motor e aumenta a probabilidade de falhas.

Na prática, esses motores que desativam parte do cilindros não trazem uma grande melhora na economia de combustível, o que é de esperar porque a desativação de alguns cilindros praticamente não reduz o atrito interno do motor. Quem dizer, um motor V8 com 4 cilindros ativos e 4 desativados continua com o mesmo atrito interno de um motor V8.

A maneira que a indústria automobilística encontrou para reduzir o consumo foi adotar motores com menor número de cilindros e menor cilindrada, mas turboalimentados, de modo a manter, e até aumentar, a potência e torque em relação aos motores maiores usados até então.

Gerald escreveu:

hps1986 escreveu:Apenas pegando um gancho e dando um outro exemplo de coisas "com nome nem tão óbvio assim", é o interruptor. Muitas vezes, quando usamos um interruptor, queremos ligar algo... quando na verdade a função dele é justamente o inverso, é INTERROMPER o circuito...

...o interruptor está em uso justamente quando o aparelho em questão está desligado, rs. Ao ligarmos o aparelho, estamos sempre "desligando o interruptor"...

É verdade, há muitas palavras que usadas com o sentido invertido. É o caso da embreagem, uma palavra que vem do verbo francês embrayer, que significa acoplar duas peças mecânicas. Entretanto, quando alguém pisa no pedal da embreagem, o efeito é o de desacoplar o motor da caixa de transmissão. Para ser coerente, o pedal da embreagem deveria se chamar de pedal da desembreagem!

Voltando à discussão do consumo de uma Opala 6cc versus 4cc, não há a menor dúvida de que  um Opala 6cc tende a consumir mais que um 4cc, mas, como comentei antes, a principal razão é que o motor 6cc tem mais atrito interno que o 4cc. A diferença na quantidade de cilindros por si só não explicaria a diferença nos consumos.

Os fabricantes de carro até desenvolveram motores que desativam uma parte dos cilindros, de modo a fazer por exemplo, que um motor V8 trabalhe com apenas 4 ou 6 cilindros nas situações que não exijam a potência plena do motor. Esses motores são conhecidos por motores de deslocamento (cilindrada) variável.

Para desativar uma parte dos cilindros em situações de baixa carga, as respectivas válvulas de admissão e admissão ficam sempre fechada, de modo que os cilindros inativos não recebem mistura ar/combustível. Evidentemente, o comando de válvulas precisa ser mais elaborado que um comando de válvulas tradicional, o que encarece o motor e aumenta a probabilidade de falhas.

Na prática, esses motores que desativam parte do cilindros não trazem uma grande melhora na economia de combustível, o que é de esperar porque a desativação de alguns cilindros praticamente não reduz o atrito interno do motor. Quem dizer, um motor V8 com 4 cilindros ativos e 4 desativados continua com o mesmo atrito interno de um motor V8.

A maneira que a indústria automobilística encontrou para reduzir o consumo foi adotar motores com menor número de cilindros e menor cilindrada, mas turboalimentados, de modo a manter, e até aumentar, a potência e torque em relação aos motores maiores usados até então.

Essa idéia de desativar cilindros é horrível mesmo. Além de tudo o que citou, ainda tem o problema de queimar óleo e deixar a temperatura do motor toda irregular. Vai ter cilindro queimando e esquentando a região onde ele está e vai ter cilindro frio, porque está desligado. Essa obsessão com emissões só leva a essas bobagens.

Muito legal a explicação, só tive tempo de ler hoje. Eu sempre uso o exemplo do chuveiro, quando fechamos o registro na verdade diminuímos o fluxo de agua que por consequência aumenta a temperatura por ter menos agua na resistência. Em teoria, controlamos o fluxo de agua não a temperatura, a temperatura é uma consequência apenas.

A mecânica ciclo otto é um negocio que realmente me fascina muito, cada dia que estudo um pouco perco horas pesquisando haha.

A ideia de desativar cilindro eu acho que só vai ser "viável" se tivermos um sistema free valves (sem eixo de comando de valvulas) aonde em vez do comando temos atuados pneumaticos, assim, conseguiria deixar as valvulas totalmente fechadas ou parcialmente abertas para melhorar o contra fluxo do vacuo gerado do pistao. Irá diminuir, nao resolver o efeito de atritos.

Porem ate chegar la, não acredito que seja um custo viável para carros convencionais de passeio.

chevy250 escreveu:
Essa idéia de desativar cilindros é horrível mesmo. Além de tudo o que citou, ainda tem o problema de queimar óleo e deixar a temperatura do motor toda irregular. Vai ter cilindro queimando e esquentando a região onde ele está e vai ter cilindro frio, porque está desligado. Essa obsessão com emissões só leva a essas bobagens.

Muitas da "inovações" introduzidas pela indústria automobilística tem motivação mais de marketing que de avanço tecnológico autêntico. Talvez esses motores com cilindrada variável  sirvam basicamente para os fabricantes fazerem propaganda de uma pretensa economia de combustível, que na prática é inexistente.

Quando o que importa é vender, qualquer truque é válido. Quando houve a primeira crise do petróleo, que acabou com todos os carrões V8 do Brasil, a VW introduziu uma "inovação" no Fusca para melhorar a economia de combustível. A "invenção" era uma mola no pedal do acelerador, que não atuava até metade do curso, mas a partir daí a mola começava a trabalhar no sentido de dificultar a pressão no acelerador. Se o motorista fosse mesmo decidido (por teimosia, ou para fazer uma ultrapassagem), ele conseguia pressionar o acelerador até o fim, mas as custas de fazer mais força que o normal. Obviamente, a maldita mola desestimulava muita gente a acelerar o seu Fusca, que já não acelerava muito, mesmo sem a mola.

BenKenobi escreveu:A ideia de desativar cilindro eu acho que só vai ser "viável" se tivermos um sistema free valves (sem eixo de comando de valvulas) aonde em vez do comando temos atuados pneumaticos, assim, conseguiria deixar as valvulas totalmente fechadas ou parcialmente abertas para melhorar o contra fluxo do vacuo gerado do pistao. Irá diminuir, nao resolver o efeito de atritos.

Pelo que sei, nesses motores com desativação de cilindros (motores de deslocamento variável), as válvulas dos cilindros desativas ficam fechadas pela ação de um mecanismo hidráulico. Mas o comando de válvulas em si é do tipo convencional, usando um eixo de cames.