Príncipios fundamentais da mecânica automóvel

[MazdaMan Toninho]

Pensei abrir um tópico "técnico" com algumas dicas sobre motores/carros.
Critiquem.

1º princípio; Se não sabe ou duvida, não mexa.

2º princípio: Trabalhe com segurança. Peças rotativas, tensão eléctrica, incêndios, limalha nos olhos, cortes de mãos e dedos.

3ª princípio; Se  está lá, alguém o pôs de propósito. Perceba porquê, antes de o eliminar.

4ª princípio; Um motor é o resultado de um trabalho de engenharia, com cálculos á mistura. Não vá ás cegas.

5ª princípio: Cada motor foi projectado com alguns compromissos de performance, peso e de preço. Não são máquinas perfeitas ( nem mesmo os de competição). Antes de modificar perceba quais os compromissos que podem ser melhorados.

6º princípio:Sem ferramentas correctas vai ser muito duro.

7º princípio; Sem organização, vai perder peças, ou nunca mais as volta a montar na posição inicial.

8º princípio: Sem peças de substituição, não se fazem grandes milagres.

9º princípio: Quanto menos desenvolvido originalmente for o motor, mais difícil será aumentar a sua performance de forma perceptível (melhorar  a potência de um motor de 45 Cv em 5%, vai dar 48cv que talvez represente mais 3 kms/hora). Motores pouco desenvolvidos quer dizer motores "jurássicos"; sem cames á cabeça, sem cabeça "croosflow", sem válvulas grandes e outras coisas.

10º princípio: A cabeça do motor (e carburadores, escapes etccc) é onde se desenvolve a potência. Esqueça o resto a não ser para aumentar a cilimdrada e a compressão.

11º princípio; Não se modifica/altera um motor "doente", só motores em perfeito estado de funcionamento.

12º princípio; Apertos exijentes, só com chave dinanométrica.

13º princípio: Maior não significa mais potência. Tudo é um equilíbrio. Um carburador maior só por si pode até piorar a performance. Quase sempre.

14º princípio: Barulho não é potência.

15º princípio; Potência não ganha corridas : Binário does it.

16º princípio: Rotação não é igual a potência. A partir de um certo ponto, a potência cai com um aumento de rotação.

17º princípio; Príncipios fundamentais da performance de um motor/automóvel:
a)- Eficiência termodinâmica=Taxa de compressão. Quanto mais melhor, se a gasolina aguentar. Maior compressão também é mais calor. Isto é um processo termodinâmico em que se relacionam pressões com temperaturas.
b)-Eficiência volumétrica: (admissão e escape sem restrições-inclui carburadores, cames, válvulas desenho da câmara de combustão etc...)
c)-Eficiência mecânica: perdas de potência por fricção- resistência ao movimento.
d)-"Boa" rotação: peso e equilibrio de peças rotativas e de movimento recíproco. Capacidade de respiração do motor (ver eficiência volumétrica).
e)-Peso do veículo: mais peso é mais palha para alimentar o burro.
f)-Aerodinâmica : resistência ao vento. A potência necessária para vencer a resist~encia ao vento, aumenta na proporção ao quadrado (quadrática) com velocidade. Tradução- mais 10 kms/hora pode significar mais 30 cvs.
A aerodinâmica de um automóvel depende essencialmete se 2 factores:
a) Cd ou coeficiente de penetração. Ronda os 0,40 num carro normal de hoje  e uns 0,30 num Mazda Rx-7 (imparcialidade á parte). Para informação num Fórmula 1, é talvez 0,8/0,9, ou seja são tijolos aerodinâmicos, quem diria. Limhas fluidas, suaves e esbeltas não significa sempre um bom Cd.
b) Às vezes mais importante que o Cd, é a área frontal do veículo. AlturaX Largura do tejadilho ao chão, medidos na secção maior (normalmente por cima do condutor). Aqui nistos os F1 sãp muito bons. Excepto pelos os pneus.


18º princípio; nada é melhor do que cilindrada.

19º princípio: para rodar é preciso haver "folga".

20º princípio; regra geral da potência em automóveis de produção em série (para cilindradas até 1600cc):
a)        anos 50= 30 a 35 cv´s reais por cada litro de cilindrada
b)        anos 60= 40 a 45 cv´s reais por cada litro de cilindrada
c)        anos 70= 45 a 50 cv´s reais por cada litro de cilindrada
d)        anos 80= 50 a 60 cv´s reais por cada litro de cilindrada

a isto chama-se "progresso" e "desenvolvimento".
 Já agora o progresso na durabilidade é equivalente á da potência –de 12000 kilómetros a 300000 (gasolina, sem reparar o motor)

E para terminar por hoje; há cavalos, mulas, ponies e burros, è á escolha.

Para continuar.


"Rotaries do it smoother"
 

Edited by: http://p086.ezboard.com/bamigosdosjaponesesantigos.showUserPublicProfile?gid=mazdamantoninho@amigosdosjaponesesantigos>MazdaMan Toninho at: 4/12/05 19:42

[Santos Silva]

Este homem é um senhor!http://www.deephousepage.com/smilies/thumb.gif ALT=":[fixe]">  

"Prius. Uma ideia que não pode esperar. Starting Now!"

[nunoturbo]

Quote: Este homem é um senhor!

... carago...



Há dúvidas?????

MazdaMan, quando for grande quero ser como tu..



http://www.deephousepage.com/smilies/respent.gif ALT=":[respekt]">



Continua que acho que este vai ser o meu tópico preferido, de sempre, no AJA!!!

 

Old Jap's never die...'cos some clotheads keep bodgin' 'em back together...
 

[Corolla KE70L]

Nuno, tens muito que crescer, e acho que já vais um cadito tarde, mas come mais danoninhos pois falta-te um bocadinho assssssiiimmmmmmmhttp://www.deephousepage.com/smilies/rofl5.gif ALT=":[rotfl]"> http://www.deephousepage.com/smilies/rofl5.gif ALT=":[rotfl]"> http://www.deephousepage.com/smilies/rofl5.gif ALT=":[rotfl]">
Mais um grande tópico do grande Mazdamanhttp://www.deephousepage.com/smilies/clap.gif ALT=":[oba]">  

[MazdaMan Toninho]

Eficiência volumétrica:
A seguir á eficiência térmica, que é simplesmente a taxa de compressão, a eficiência volumétrica é o factor que mais influência tem na performance do motor.

Básicamente, nada na vida é perfeito. Nos motores também não.
Em termos simples, um motor de 1600cc pode ser tão ineficiente em termos de "respiração" que pode na prática comportar-se como um motor de 1000cc reais (e este exemplo é uma estimativa muito real da maioria dos motores da década de 60/70).

Por outro lado há motores com excepcionais eficiências volumétricas, o caso específico de motores sobre alimentados (ou seja sobre respirados), quer sejam com turbos ou com compressores volumétricos. (agora a palavra faz sentido, não!)

A eficiência volumétrica refere-se á capacidade de um motor aspirar e expelir uma certa quantidade de mistura ar/combustível.
Entram neste assunto questões como (perdas de eficiência ou de capacidade):
1.        Dimensão das entradas de ar no filtro de ar.
2.        Restrições no filtro de ar.
3.        Dimensão do carburador (corpo em si)
4.        Dimensionamento e design das condutas de admissão.
5.        Estrangulamento da passagem da mistura devido á presença das guias de válvulas de admissão
6.        Estrangulamento devido á dimensão e abertura da válvula de admissão.
7.        Perdas de capacidade de aspiração devido ao desenho da câmara de combustão
(daqui para a frente é o escape num copy and paste invertido do mencionado anteriormente para a admissão):
8.        Estrangulamento devido á dimensão e abertura da válvula de escape.
9.        Estrangulamento da passagem da mistura devido á presença das guias de válvulas de escape
10.        Dimensionamento e design das condutas de escape.
11.        Restrições no colector de escape.
12.        Dimensionamento e design da tubagem de escape.

Ena pá 12 coisinhas onde se pode trabalhar. Interessante. Regra multiplicativa da aritmética: melhora 1% em cada um dos 12 factores e ganhas.......12%. Simples.http://www.deephousepage.com/smilies/alc.gif ALT=":[earthp]">  

Num motor sobrealimentado, a pressão de entrada da mistura é tão elevada que na prática se força lá para dentro uma quantidade muito maior do que o sistema permite á pressão normal, ultrapassando-se assim a grande maioria de ineficiências  e esta é a razão porque motores que na versão normalmente aspirada eram apenas motores medíocres, passaram a ser grandes máquinas quando equipados com turbos (caso concreto do R5 turbo-sorry Nuno, mas eu também o aprecio, e do R Fuego Turbo-tive um.). Portanto um 1500cc acaba por ter o comportamento de um 2500cc (tecnologia do nível F1, dependendo da pressão da sobrealimentação). Agora os mais novos já sabem porque é que na época dos F1 turbos, os motores tinham 1500cc e chegaram a ter................1000cv´s em versão de qualificação.

Esta eficiência volumétrica vem ter grandes implicações na taxa de compressão.
Como a taxa de compressão é simplesmente o rácio
Rt= (Vc) / (Vc+Vv),
em que
Rt= taxa de compressão teórica
Vc= Volume da câmara de combustão (ou volume da mistura comprimida)
Vv= Volume varrido (volume do cilindro, em termos simples)

Podemos ter por cálculo uma Rt de 10:1 (dez para um, ou seja 10 volumes de mistura foram comprimidas para um volume), mas se na prática o motor só consegue aspirar 80% da sua capacidade (devido á tal eficiência volumétrica), então a taxa de compressão real Rr é na verdade de 8:1.

Isto leva-me a pensar que para o motor Toyota TR5s que menciono no tópico "Projectos dos AJA", fiz uns cálculos e uns desenhos/esquemas num guardanapo de restaurante. Se o feliz proprietário do dito motor ler este assunto, eh meu, não deites esse guardanapo fora, preciso dele.http://www.deephousepage.com/smilies/gap.gif ALT=":[upss]">  

Em resumo, tudo se passa na cabeça do motor (embora o design da câmara de combustão possa ser muito influenciada pelo design do topo dos pistões-caso de hemiheads, CVCC,  etc...).
Aqui é que as grandes marcas gastam fortunas em R&D e é aqui que os grandes transformadores/preparadores de motores trabalham (Cooper, Schnitzer, Conrado, Steinmetz, Gordini, Abarth, antiga Autodelta, Shelby, Alpina, Cosworth, Judd, Jackson Racing –honda, Sallen-ford´s, Electramotive-nissan, Millen,  Ricardo- não me digam que não conhecem este, não, não é português mas é muito muito influente, muito mesmo).

Aqui há em resumo que:
a)        Melhorar a admissão: quantidade de ar, ar frio, entrada, filtro.
b)        Melhorar a capacidade de mistura (carburação): Famosos Weber, Dellorto, Solex e outros- Para cada dimensão de carburador a calcular, deve-se depois dimensionar os gigleurs. Não sei se vou ter paciência para falar nisto mais tarde ou isto vai acabar num livro, o que não é a minha intenção.
c)        Eliminar/reduzir as restrições nas condutas.
d)        Redimensionar válvulas e aberturas das mesmas (cames e seu perfil)
e)        Optimizar o desenho da câmaras (muito difícil nas não crossflow, são mesmo muito más em termos de eficiência volumétrica;tudo errado, mas funciona- exemplos de motores não crossflow; Mini, Opel antigos, Ford Kent –Nuno, lá vai mais uma acha para a fogueirahttp://www.deephousepage.com/smilies/banghead.gif ALT=":[burrodocara]">  -, e sorry,  Dat 1000, 1200, 120http://www.deephousepage.com/smilies/mecry.gif ALT=":[cry]">  , Toy 1000,1200,1600 celicahttp://www.ezboard.com/images/emoticons/tired.gif ALT="|I">  , Hino Contessa, Mazdas anteriores a 1968, maioria dos americanos até aí 1989, etc...
f)        Melhorar a saída dos gases (colectores)
g)        Facilitar a saída dos gases (escape)

Claro que tudo tem de ser: afinado, equilibrado e em bom estado (chamo a isto -blueprint- não sei se vale a pena explicar, ou fica para outra data).
Aumentar a compressão num motor cheio de folgas e com os segmentos gastos é deitar a compressão fora.
Se as aberturas/entradas/saídas forem muito grandes, a velocidade dos gases vai ser mais baixa, e isto não é bom para a mistura/eficiência. Aliás, ás vezes até se piora a performance.
Já agora, taxas de compressão muito altas exijem gasolinas com elevada octanagem, e afinações de pontos de ignição muito cuidadas (evitar o "grilar" ou knocking, que derrete os pistões) e cuidados com o sistema de arrefecimento (mais compressão= mais pressão=mais temperatura)

Já agora lembrei-me que devo corrigir uma má ideia que vai circulando de vez em quando, quanto a escapes; Quanto mais livre a saída de escape, MELHOR. Nada de restrições, backpressure etc... Vejam só os da F1 ou as motos GP. Não está lá nada, só os colectores e um tubinho que até serve para ajudar a.......aerodinâmica (downforce).

Resumindo tudo por agora:
        Em bom estado (blueprint)
        Aumentar a taxa de compressão
        Melhorar a eficiência volumétrica (aspiração, carburadores,colectores,válvulas, cames e sua abertura, escape etc...)
        Aumentar a cilindrada (There is nothing like.........displacement)
        Melhorar a desmultiplicação de rotações/velocidade (ie; Caixa de 5 em vez de 4)
        Afinado( se falha antes, vai falhar ainda mais depois)

Depois é necessário ter um chassis, travões, suspensões, pneus, etc.... para equilibrar o conjunto.
Esta última lista parece-me uma certa .................receita.http://e4u.consoleradar.com/fam/fam24.gif ALT=":[hihih]">  http://e4u.consoleradar.com/fam/fam24.gif ALT=":[hihih]">  

Já agora, estas transformações são melhor realizadas com; cálculos, desenhos/esquemas e um sistema de testar a eficiência volumétrica e as taxas de compressão. Há um ditado que diz "Sem medição é difícil melhorar" e eu acredito nisto a 100%.
O sistema de teste para isto tudo:Uns largos milhares de euritos ou então crias um próprio com "patente" e tudo. Um razoável conjunto de ferramentas também ajuda.

Afinal, medir é apenas uma questão de ...........comparação. É que os números não são assim são reais. Foram inventados pelo homem, e por convenção aceita-se que o nº1 quer dizer que tenho 1 cerveja á espera. Podiam ter chamado á unidade o nº117. Dava na mesma. Questões de convenções.
Na minha terra, o nº1 dizia-se Cume. Toda a gente sabia viver com isto.2 era Miole.
You must be crazy, quem disse???http://www.deephousepage.com/smilies/gonnagetit.gif ALT=":[boutapanhar]">  

Siga.


http://fotos.sapo.pt/mazdaman/pic/000056hy/s100x75" style="border:0;"/>

"Rotaries do it smoother"

Edited by: http://p086.ezboard.com/bamigosdosjaponesesantigos.showUserPublicProfile?gid=mazdamantoninho@amigosdosjaponesesantigos>MazdaMan Toninho at: 5/12/05 6:20

[Tractortp]

Duas de muitas perguntas ao Sr. Dr. :

Ao descer um bloco ( retirar um pouco na parte de cima ), tendo o cuidado com o espaço para as válvulas, aumenta-se consideravelmente a taxa de compressão ?



A colocação do sensor para medir a pressão do turbo é no mesmo ( no tubinho do caracol de compressão, fazendo um " t"  ) ou no colector de admissão depois da borboleta ( neste caso dum diesel), qual o local mais fiavel para medir a pressão  ?



http://e4u.consoleradar.com/crazy/485.gif ALT=":[todoouvidos]">

 

Viciado em Toyota :  Land Cruiser BJ-73, Corollas CE-110, E-12 VVT-i e TE-51.

[nunoturbo]

Muito bem, sinto-me entusiasmadíssimo com este tópico.

TractorTP

A Técnica do rebaixamento do bloco do motor é tanto quanto sei a mais desaconselhada em termos de custos, uma vez que obriga a tirar o motor fora, desmontar tudo, carregar para a  rectificadora, e depois fazer o inverso. O que me parece de facto mais problemático é que se o rebaixamento der "buraco" é mais caro comprar um bloco do que uma cabeça, penso eu de que...

Em motores muito mexidos sei que os preparadores optam em determinados casos por rectificar a cabeça, alterando também assim de alguma forma a câmara de combustão, bem como rebaixando o bloco, assim obtens rebaixamentos dos dois lados, podendo levar ao limite a distancia minima entre as valvulas e o topo dos cilindros.

Quanto ao aumento de compressão, o que retirares ao bloco transmite exactamente o mesmo que se tirasses na culassa.

No entanto, e como diz o MazdaMan, mais compressão mais temperatura. As temperaturas sobem muito significativamente, obrigando por isso a cuidados redobrados na refrigeração do motor.

Apesar de para o nosso dia a dia a unidade milímetro ser insignificante, neste tipo de serviços o milímetro é uma unidade muito grande.

Quanto ao manómetro de pressão do turbo, num Golf II GTD eu liguei o T no tubo que vai da bomba injectora ao turbo. E tanto quanto sei as leituras eram correctas.

 

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Edited by: http://p086.ezboard.com/bamigosdosjaponesesantigos.showUserPublicProfile?gid=nunoturbo@amigosdosjaponesesantigos>nunoturbo at: 5/12/05 10:31

[MazdaMan Toninho]

http://www.deephousepage.com/smilies/acclaim.gif ALT=":[acclaim]">    on Nuno.

Tractortop.
Lamento mas não sou Dr. Para desgosto de alguns familiares e pena minha. Se fosse, já estava de férias nas praias quentes.
E, em vez de fazer, mandava fazerhttp://www.deephousepage.com/smilies/scratchchin.gif ALT=":pensador]">  

1-rebaixar o bloco, aumenta a taxa de compressão na medida do rebaixamento.
a)-No entanto não é a maneira mais indicada de fazer as coisas, os pistões vão pssar pela junta de cabeça.
b)-Alguns blocos se rebaixados vão á vida. Vê bem os furos de água e óleo no bloco. Pode não haver margem.
c)-1 milimetro nestas coisas é quase igual a 1 metro.

2-A pressão do turbo que devemos medir é de facto a pressão de sobrealimentação ao motor. Portanto,depois do turbo, á saída deste ou até no colector de admissão.

 

Edited by: http://p086.ezboard.com/bamigosdosjaponesesantigos.showUserPublicProfile?gid=mazdamantoninho@amigosdosjaponesesantigos>MazdaMan Toninho at: 5/12/05 17:59

[nunoturbo]

http://www.deephousepage.com/smilies/bricks.gif ALT=":[tijolos]"> http://www.deephousepage.com/smilies/bangdesk.gif ALT=":[cromo]">  

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[Santos Silva]

Para 250 Km/h dá 200cv mais uns pozinhos...Isto nas rodas! Se contarmos com as perdas de potência por atrito nas engrenagens da caixa e perdas por dissipação de calor entre outras, precisavamos de cerca de 250 cv! É isto, não é?

"Prius. Uma ideia que não pode esperar. Starting Now!"

[MazdaMan Toninho]

Certo.
200 Cavalitos certos ás rodas.

Aproveito para calcular a potência do Bar Honda F1 que fez 400kms/hr recentemente em pista plana. Óbviamente, o Cd,A,W e Cr desta máquina não são os que estão na fórmula lá acima. Imagino que estava afinado para "muito pouco apoio aerodinâmico".

Dá-me:810 cv ás rodas. Então terá aí uns 900cv´s no motor. (um F1 tem muito menos perdas de transmissão, que um Lada).
Duvido que o factor vento na altura fosse "0". Se tivesse vento de frente de 3 kms/hr, o motor tinha de dar aí uns 950 cv´s.
Vá , são 1000. Pouca coisa.


 

Edited by: http://p086.ezboard.com/bamigosdosjaponesesantigos.showUserPublicProfile?gid=mazdamantoninho@amigosdosjaponesesantigos>MazdaMan Toninho at: 7/12/05 21:23

[Santos Silva]

O que vou dizer pode ajudar a perceber.

Quando foi lançado o motor 2.0 D-4D no Avensis e tinha anunciados 116 cavalos, a malta da SCaetano pegou em meia dúzia de carros (aleatóriamente) e meteu-os na maquina de teste de potência (existe uma na Empresa).
Surpresa! Nenhum dos carros apresentou medições menores que 120 cv. Houve inclusivamente um ou dois que chegou aos 124cv.
Como sabem, há paises em que os impostos são função da potencia e as marcas optam por anunciar potências mais baixas.

É natural que a tua Star Van tenha efectivamente mais cavalos que os anunciados para além de me parecer que as justificações do MazdaMan fazem todo o sentido. Os odometros da Toyota apontam sempre cerca de 6~7% mais velocidade que o real.

"Prius. Uma ideia que não pode esperar. Starting Now!"

[MazdaMan Toninho]

Excelente.
Menos 6% de 165 dá uns 155.

Por outro lado, comparações de potências em banco de ensaios só são válidas técnicamente quando ambos os bancos estão calibrados contra os mesmos padrões internacionais.
A calibração é um processo de validação de medições, que mesmo assim costuma ter um valor de incerteza expandida (similar a erro, mas um pouco diferente de +-X%-é específico para cada tipo de equipamento e para cada medição). e Esta incerteza existe em todas as mediçoes.
Paraleamente,a cada medição está associada  um valor de confiança (certeza=garantia) que normalmente é  de K=2, ou seja de 95%.
Tradução:
1- Mesmo com equipamentos calibrados há erros e incertezas entre medições
2- Em 95% das medições efectuadas, o resultado não é garantido como correcto (nem aproximado).
Coisas da obtusa metrologia.

Portanto os 116 cv´s de um podem ser os 120 de outros.

Também não há 2 motores com "rigorosamente" a mesma potência. Em produção há sempre variação.Até 3% não me espanta em nenhum fabricante do mundo,mesmo na Ferrari.
Tendo esta situação em mente, antigamente, nos tempos dos Grupo1 (carros stock), as fábricas que queriam ganhar, faziam a escolha de componentes (reduzindo assim a variação para menos e obtendo a máxima potência) no acto da montagem. Saíam assim os "pouco divulgados" carros de Gr1  "speciais". Só para alguns.
Outra técnica chama-se "blueprinting".

Edited by: http://p086.ezboard.com/bamigosdosjaponesesantigos.showUserPublicProfile?gid=mazdamantoninho@amigosdosjaponesesantigos>MazdaMan Toninho at: 8/12/05 14:21

[Corolla KE70L]

O meu saxo diesel já marcou 190 http://www.deephousepage.com/smilies/gap.gif ALT=":[upss]"> http://www.deephousepage.com/smilies/gap.gif ALT=":[upss]">
Será que era mesmo 190 ou era praí 120???http://www.ezboard.com/images/emoticons/tongue.gif ALT=":p"> http://www.ezboard.com/images/emoticons/tongue.gif ALT=":p">

PS: Mal possa vou experimentar com o GPS que tenha em casa, e talvez se tirem algumas dúvidashttp://www.ezboard.com/images/emoticons/wink.gif ALT=";)">  

[MazdaMan Toninho]

Corolla,
eu não tenho dúvidas nenhumas.
sem cavalos não há velocidades altas.
Há é muitos contakilómetros marados ou optimistas, e pneus/jantes  de medida diferente do original ou faralhanços grandes.
Já agora também não é com qualquer GPS que lá chegas.
Para mim basta uma régua de metro, um bom cronómetro e um pedaço de giz. E uma recta toda plana.
Era assim que "antigamente" calibrávamos os "instrumentos" para Rallies e olha que foram feitos muitos 00,00 em etapas com mais de 20 kilómetros.