Qual é a relação entre cilindrada e cavalagem?

[PanicProne]

Boas,

Para alguns esta será provavelmente uma pergunta ridícula, mas assumindo a minha ignorância a nível de mecânica, motorização e do funcionamento de carros em geral, venho aqui colocar a seguinte questão.


A cilindrada dita, de alguma forma, a cavalagem de um motor, ou vice versa?

Por exemplo, o meu Suzuki Swift DDiS é um 1.3 com 70cv.

No entanto, o Mini One D (exemplo aleatório, apenas me lembrei deste carro como exemplo), é também um diesel, mas já com motor 1.4 e 75cv. Porque é o que o Mini não podia ser também um 1.3 e ter 75cv? A cilindrada limita a cavalagem? Ou é a cavalagem que impõe a cilindrada?

Uma pergunta extra:

Os 100cc extra e mais 5 cv de potência, tornam o mini superior ao meu? é muito diferença? é que em auto-estrada eu consigo acompanhar os Minis One D perfeitamente.

[dci80]

Boas,

Para alguns esta será provavelmente uma pergunta ridícula, mas assumindo a minha ignorância a nível de mecânica, motorização e do funcionamento de carros em geral, venho aqui colocar a seguinte questão.


A cilindrada dita, de alguma forma, a cavalagem de um motor, ou vice versa?

Por exemplo, o meu Suzuki Swift DDiS é um 1.3 com 70cv.

No entanto, o Mini One D (exemplo aleatório, apenas me lembrei deste carro como exemplo), é também um diesel, mas já com motor 1.4 e 75cv. Porque é o que o Mini não podia ser também um 1.3 e ter 75cv? A cilindrada limita a cavalagem? Ou é a cavalagem que impõe a cilindrada?

Uma pergunta extra:

Os 100cc extra e mais 5 cv de potência, tornam o mini superior ao meu? é muito diferença? é que em auto-estrada eu consigo acompanhar os Minis One D perfeitamente.

em teoria, quanto maior a cilindrada, maior a potência. Mas depois entram os turbo, que fazem com que pequenas cilindradas tenham a mesma potência que cilindradas maiores.
Há motores diesel com 1900 com 105cv e 1300 com 105cv. Tem tudo a ver com as opções das marcas. Agora se o teu tem 70cv e o mini tem 75cv é muito possivel acompanhá-los.

[MadDragon]

É uma pergunta complexa porque joga-se com muitas variáveis.
Colocando de fora extras como a sobrealimentação (compressores e turbos), a potência é o resultado do binário multiplicado pela rotação.
Ou seja, logo aqui já entramos com dois outros factores: binário e rotação.

Sabendo que o binário é fortemente condicionado pela cilindrada de um motor, e para uma mesma rotação, a potência no motor com mais binário será maior (isto é um exemplo muito prático e simples que não joga com outras variáveis).

Porém, um motor com mais cilindrada não implica que tenha mais potência. Basta que a rotação que este consiga obter seja menor e aqui entra novamente a formula pot = bin * rot

Para que se perceba melhor, basta ver o exemplo dos motores americanos.
São motores com muita cilindrada, muito fortes e com bom binário desde muito cedo, mas que atingem pouca rotação (muitas vezes dada a forma como são construídos), pelo que a potência saí prejudicada.

No reverso da medalha temos o caso do Honda S2000.
Um simples motores de 2L consegue, através da alta rotação que atinge, debitar 240cv.
É o tipo de construção do motor que dita todos estes factores.

Porém não se pense que um 2L a fazer 4000rpm tem que ter a potência igual em todos os fabricantes porque depende do modo como os motores são construidos internamente, da alimentação, escape, etc.

O motor do S2000 é um motor superquadrado (diâmetro dos cilindros é maior do que o curso) o que faz com que a rotação seja mais facilmente alcançável.
Tem é prejuízo no binário.

Por outro lado, um motor americano por norma tem um curso mais longo do êmbolo, o que lhe confere mais binário e menos rotação.


Acima de tudo, falando de motores atmosféricos, existe um compromisso e uma relação entre a potência e a cilindrada mas também a outros factores que lhes dão origem.

[b00ster]

Pois, eu penso que depende muito...

A Honda, por exemplo, tem 1.8 atmosféricos com 190 ou 200 cv ou 2.0 com 240 cv, enquanto outros têm isso (ou menos) com turbos, quer por opção quer por ''incapacidade'' penso eu.
E depois também tem a ver com escolha das próprias marcas... há 1.3 com 70 cv, como dizer, assim como 1.0's

Já agora, aproveitava para lançar mais umas questões:

Pegando nos 1.4 da moda, agora, com 150 a 180 cavalos, mais ou menos, o que é que um 2.0 com a mesma cavalagem teria de vantagens? Mais binário? E desvantagens, haveria?

E, já agora, para além dos cilindros, o que influencia a sonoridade do motor?

[b00ster]

Já me respondeste à pergunta do binário, Mad

[MadDragon]

Tudo influencia a sonoridade.
Colectores, nº de cilindros, material aplicado, etc etc etc

Quanto à outra questão, menos cilindrada pode implicar menos disponibilidade.
É tudo muito relativo e depende até do carro em que está montado o motor (relações de caixa etc).

[b00ster]

Ok, agradecido.

A cilindrada pode influenciar a sonoridade, de alguma maneira?

A cavalagem só no sentido do número de rotações, claro?

[ESPRIT]

É uma pergunta complexa porque joga-se com muitas variáveis.
Colocando de fora extras como a sobrealimentação (compressores e turbos), a potência é o resultado do binário multiplicado pela rotação.
Ou seja, logo aqui já entramos com dois outros factores: binário e rotação.

Sabendo que o binário é fortemente condicionado pela cilindrada de um motor, e para uma mesma rotação, a potência no motor com mais binário será maior (isto é um exemplo muito prático e simples que não joga com outras variáveis).

Porém, um motor com mais cilindrada não implica que tenha mais potência. Basta que a rotação que este consiga obter seja menor e aqui entra novamente a formula pot = bin * rot

Para que se perceba melhor, basta ver o exemplo dos motores americanos.
São motores com muita cilindrada, muito fortes e com bom binário desde muito cedo, mas que atingem pouca rotação (muitas vezes dada a forma como são construídos), pelo que a potência saí prejudicada.

No reverso da medalha temos o caso do Honda S2000.
Um simples motores de 2L consegue, através da alta rotação que atinge, debitar 240cv.
É o tipo de construção do motor que dita todos estes factores.

Porém não se pense que um 2L a fazer 4000rpm tem que ter a potência igual em todos os fabricantes porque depende do modo como os motores são construidos internamente, da alimentação, escape, etc.

O motor do S2000 é um motor superquadrado (diâmetro dos cilindros é maior do que o curso) o que faz com que a rotação seja mais facilmente alcançável.
Tem é prejuízo no binário.

Por outro lado, um motor americano por norma tem um curso mais longo do êmbolo, o que lhe confere mais binário e menos rotação.


Acima de tudo, falando de motores atmosféricos, existe um compromisso e uma relação entre a potência e a cilindrada mas também a outros factores que lhes dão origem.

[Ruben99]

Foi exactamente o que pensei quando acabei de ler o post do MadDragon !

[SRLA]

Como já foi dito a fórmula tem muitas variáveis e é difícil de explicar sem uma noção de como um motor funciona.

Basicamente um motor é uma "tampa" que liga a uma "manivela". A "tampa" é metido no fundo de um cilindro dentro do qual se dá uma explosão. Esta explosão força a "tampa" a descer, que por sua vez obriga a "manivela" a rodar. À "tampa" chamamos pistão e à "manivela" cambota.

A ideia a reter é que potência ("cavalagem") é produto do binário pela rotação, com tudo o que isto implica (um motor de 70cv só tem esses 70cv num regime de rotação estreito, perto do seu limite).

O binário é muito basicamente a "força" que a cambota exerce (não é uma força no sentido estrito do termo mas que fique a ideia) num dado instante. O que gera o binário é a explosão dentro do cilindro (que empurra o pistão para baixo), e que vai portanto depender 1) do "tamanho" da explosão e 2) do curso do pistão (quanto maior o curso mais longa a sua alavanca sobre a cambota). Isto significa que quer um curso mais longo, quer uma explosão maior, resultam em mais binário.

O tamanho da explosão corresponde à quantidade de combustível que conseguimos queimar. Como um qualquer combustível precisa de algo com o qual reagir (neste caso oxigénio), a explosão que se consegue gerar vai depender da quantidade de oxigénio que se consegue meter dentro do cilindro. É aqui que a capacidade do motor ("cilindrada") entra. Quanto maior a capacidade do motor, mais ar cabe lá dentro, mais oxigénio há, mais combustível se consegue queimar, maior a explosão. A sobrealimentação (compressores e turbos) consiste em forçar ar para dentro do cilindro, resultando essencialmente no mesmo efeito que um motor maior.

Quanto à potência, uma vez que esta é produto não só do binário mas também da rotação, é possível um motor ter menos binário mas mais potência, se compensar em rotação. O curso do motor funciona de certa forma contra a potência uma vez que quanto mais longo o curso mais o pistão sobe e desce cada vez que a cambota roda, logo maior o desgaste, logo não pode fazer tanta rotação.

Por fim há a questão da curva de binário. Acontece que o motor não tem sempre a mesma eficiência a qualquer rotação, esta varia e consigo varia o binário. É possível dois motores de igual capacidade e igual curso tenham valores de potência máxima diferentes se tiverem curvas de binário diferentes. Por exemplo, se o motor A estiver afinado para ter o binário máximo às 3000rpm e o motor B às 5000rpm o motor B vai ter mais potência às 5000rpm que o A, mas o A vai ter mais potência às 3000rpm que o B. Por causa do efeito da rotação o ganho vai ser mais pronunciado em altas, logo o B vai ser mais potente.

A diferença entre, como no exemplo dado, um motor de 2000cc atmosférico e um de 1400cc turbinado (neste caso a admitir 1.4x mais ar que o atmosférico, para dar a equivalência a ~2000cc), ambos a produzir sensivelmente a mesma potência e binário, deverá estar apenas na disponibilidade deste binário. O motor de 2000cc é sempre de 2000cc, ou seja tem sempre a explosão grande. Já o de 1400cc só tem explosão grande quando o turbo está a funcionar, quando não está tem explosão pequena. Como o turbo só entra em funcionamento depois de uma certa rotação, abaixo dela o motor maior tem mais binário e potência. A vantagem do turbo é principalmente que quando não há pressas a explosão pequena significa menos consumo.

Isto tudo, muito resumidamente e aplicado à prática, significa que tens que ver o "tamanho" de um motor não só na cilindrada mas incluir a sobrealimentação (neste caso também é preciso saber a pressão a que é sobrealimentado, que os fabricantes normalmente não dizem), e para tirar alguma conclusão quanto à potência tens também que saber quanta rotação faz.

No exemplo do Suzuki e do Mini, por experiência deverão ambos fazer sensivelmente a mesma rotação, por isso esse factor podemos por de parte. Dito isto o mais provável é ou:

1) se tiverem sensivelmente o mesmo binário, o Suzuki terá uma pressão de turbo ligeiramente mais alta, para compensar a cilindrada ligeiramente mais baixa, e na prática os motores deverão ser muito parecidos, excepto a rotações muito baixas (antes do turbo entrar) em que o Mini terá um pouco mais de binário/potência visto não precisar tanto do turbo, ou

2) se um deles tiver mais binário, esse terá uma capacidade "real" (cilindrada + pressão de turbo) superior, o que para dar a mesma potência máxima implica que terá esse binário extra a rotações baixas/médias, equiparando-se em altas (se também o tivesse em altas teria obrigatoriamente mais potência).

Espero que não esteja muito confuso, a esta hora alguns neurónios já estão a dormir...

PS: O som do motor é uma questão de acústica, que será uma equação com ainda mais variáveis e sinceramente não sei explicar muito bem. Basicamente TUDO terá efeito no som do motor, mas posso adiantar que acima de tudo o número de cilindros dará o timbre (o som característico), e a capacidade dará o volume. A rotação aumenta basicamente a frequência, logicamente quanto mais rotativo o motor, mais frequência o seu som consegue atingir (mais agudo o som).

PS2: Sem querer tirar mérito a ninguém, comecei a escrever antes de ler o resto do tópico e quando vi, já ia cheio de lanço.

[LimaoAzedo]

Foi exactamente o que pensei quando acabei de ler o post do MadDragon !

Dá gosto passear pelo forum para ler excelentes explicações dessas. Muito bom

[Whisperdancer]

Cavalagem é um termo mesmo rasca.

Potência, SFF.

Aliás, a unidade cavalo vapor até é um bocado ridícula. Devia ser tudo em KW.

[Sotor]

É uma pergunta complexa porque joga-se com muitas variáveis.
Colocando de fora extras como a sobrealimentação (compressores e turbos), a potência é o resultado do binário multiplicado pela rotação.
Ou seja, logo aqui já entramos com dois outros factores: binário e rotação.

Sabendo que o binário é fortemente condicionado pela cilindrada de um motor, e para uma mesma rotação, a potência no motor com mais binário será maior (isto é um exemplo muito prático e simples que não joga com outras variáveis).

Porém, um motor com mais cilindrada não implica que tenha mais potência. Basta que a rotação que este consiga obter seja menor e aqui entra novamente a formula pot = bin * rot

Para que se perceba melhor, basta ver o exemplo dos motores americanos.
São motores com muita cilindrada, muito fortes e com bom binário desde muito cedo, mas que atingem pouca rotação (muitas vezes dada a forma como são construídos), pelo que a potência saí prejudicada.

No reverso da medalha temos o caso do Honda S2000.
Um simples motores de 2L consegue, através da alta rotação que atinge, debitar 240cv.
É o tipo de construção do motor que dita todos estes factores.

Porém não se pense que um 2L a fazer 4000rpm tem que ter a potência igual em todos os fabricantes porque depende do modo como os motores são construidos internamente, da alimentação, escape, etc.

O motor do S2000 é um motor superquadrado (diâmetro dos cilindros é maior do que o curso) o que faz com que a rotação seja mais facilmente alcançável.
Tem é prejuízo no binário.

Por outro lado, um motor americano por norma tem um curso mais longo do êmbolo, o que lhe confere mais binário e menos rotação.


Acima de tudo, falando de motores atmosféricos, existe um compromisso e uma relação entre a potência e a cilindrada mas também a outros factores que lhes dão origem.

Um motor 2L com menor diâmetro dos pistões tem mais binário que um com maior diâmetro???

Quem confirma isto? é que parece-me errado.

[Seloth]

Cavalagem é um termo mesmo rasca.

Potência, SFF.

Aliás, a unidade cavalo vapor até é um bocado ridícula. Devia ser tudo em KW.

Até se compreende, porque se queimares um cavalo com o jacto do Vaporetto Titano, o desgraçado vai correr e relinchar que nem louco.


MadDragon, já foi dito, e repito: Muito Obrigado pelo excelente post!

[Israel]

Aproveito o tópico para colocar uma questão sobre o assunto também.
Quais os limites na relação entre esses dois factores?
É que no top gear vi um mitsubishi que era 2.0 e tinha 400cv's se não me engano, o que me parece um abuso

[SRLA]

Um motor 2L com menor diâmetro dos pistões tem mais binário que um com maior diâmetro???
Quem confirma isto? é que parece-me errado.

Tem mais binário que um com maior diâmetro mas a mesma capacidade, uma vez que isto significa obrigatoriamente menor curso.

[edununo]

Um motor 2L com menor diâmetro dos pistões tem mais binário que um com maior diâmetro???

Quem confirma isto? é que parece-me errado.

Cada caso é um caso mas sim, o maior curso favorece o binário. A alavanca é é maior.

Torque - Wikipédia, a enciclopédia livre

[edununo]

Aproveito o tópico para colocar uma questão sobre o assunto também.
Quais os limites na relação entre esses dois factores?
É que no top gear vi um mitsubishi que era 2.0 e tinha 400cv's se não me engano, o que me parece um abuso

À custa do turbo. Na pratica o turbo aumenta a cilindrada pois no mesmo espaço coloca mais ar do que a pressão atmosférica permite.
É como colocar por exemplo 400cm3 de ar num espaço de por exemplo 200cm3. Isto são apenas exemplos.

[Sotor]

Hmm...ya, nunca tinha pensado isso dessa maneira...pensava do género, força = pressão*área, se a explosão da mistura atingir a mesma pressão, o facto de ter mais área de pistão dava mais força na cambota...ignorei foi o facto de que com maior curso o braço é maior.

obrigado

[Sotor]

Aproveito o tópico para colocar uma questão sobre o assunto também.
Quais os limites na relação entre esses dois factores?
É que no top gear vi um mitsubishi que era 2.0 e tinha 400cv's se não me engano, o que me parece um abuso

Hoje em dia penso que o limite para a competição auto deverá andar muito elevado...num 2.0 a gasolina devem sacar 1000cv's com tranquilidade.

Com gasolina e fiabilidade de estrada....2.0 com 500/600cv's parece-me possível mas com lag...tal como o FQ400 tem xD

[edununo]

Há um paralelismo entre cilindrada e binário nos motores a gasolina atmosféricos.

A grande maioria dos motores otto atmosféricos têm entre 90 e 100 nm por cada litro de cilindrada. Isto é, um motor 1000cm3 ronda os 90 a 100nm, um 2000cm3 ronda os 180 -200nm etc.....
Claro que há alguns sobre-dotados como o novo Ferrari 458 Italia que atinge 120nm por litro ou um 911 GT3 RS que atinge 113nm por litro.

[Drifter]

Ja agora que estamos aqui numa de esclarecer duvidas tenho 1.

Regra geral, os Diesel tem o Binario maximo as 2000rpm e a potencia as 4000rpm. A minha pergunta é, porque basicamente todos a partir das 4000rpm perdem quase 50% do binario? E com isto claro perde o fulgo do motor sendo que a faixa de utilizaçao se resuma a 2000rpm, estou a generalizar porque ha Diesel's e Diesel's.

[Ruben99]

Dá gosto passear pelo forum para ler excelentes explicações dessas. Muito bom

Concordo integralmente !

[MadDragon]

Ja agora que estamos aqui numa de esclarecer duvidas tenho 1.

Regra geral, os Diesel tem o Binario maximo as 2000rpm e a potencia as 4000rpm. A minha pergunta é, porque basicamente todos a partir das 4000rpm perdem quase 50% do binario? E com isto claro perde o fulgo do motor sendo que a faixa de utilizaçao se resuma a 2000rpm, estou a generalizar porque ha Diesel's e Diesel's.

O motor diesel não é um motor rotativo por defeito (ou feitio), e não o é porque o motor diesel tem a "preguiça" de enviar os gases da combustão para fora dos cilindros, daí que a rotação nunca possa ser muito elevada.
Se bem percebi a tua pergunta, sugeres que após o regime de potência máxima, os diesel perdem cerca de 50% do binário.
O que é certo é que isso acontece em qualquer motor (regra geral).
O binário com o aumento de rotação perde-se bastante.

Um exemplo prático é tu começares por dar palmadas valentes nas costas a um tipo, dando uma a cada segundo. Ele até chora...

Com o passar do tempo vais aumentando a frequência de palmadas.
O que acontece é que o tipo vai sentir mais palmadinhas nas costas, mas a dor dele não será tão grande dado que tu não consegues dar um grande número de palmadinhas nas costas com a mesma força que fizeste dantes.

No primeiro caso tinhas muito binário.
No segundo caso tinhas potência.

[MadDragon]

Um motor 2L com menor diâmetro dos pistões tem mais binário que um com maior diâmetro???

Quem confirma isto? é que parece-me errado.

Só para completar o que já foi dito, se tu tiveres menor diâmetro mas a mesma cilidarda, implica que terás de ter maior curso (se não aumentasses o curso e como diminuíste o diâmetro, ficarias com menos cilindrada), o que faz com que tenhas mais binário.

De uma forma simples:

-maior curso do êmbolo, mais binário
-menor curso, mais potência

[pirucas]

confesso que sou um apaixonado por carros há muitos anos mas que nunca me senti verdadeiramente interessado por questões tão técnicas como esta.
li este tópico com atenção e há de facto aqui uns posts que são de muito interesse e que me permitiram perceber de forma fácil uma questão que já tinha colocado mas que nunca tinha percebido.

posso estar a exagerar, mas parece-me que este será um dos melhores tópicos dos últimos tempos (mesmo não tendo as fotografias que a malta gosta sempre...)

[meiokilo]

grandes explicaões sim senhor

[jimbo]

caríssimos, deu gosto ler este tópico

[SRLA]

Ja agora que estamos aqui numa de esclarecer duvidas tenho 1.

Regra geral, os Diesel tem o Binario maximo as 2000rpm e a potencia as 4000rpm. A minha pergunta é, porque basicamente todos a partir das 4000rpm perdem quase 50% do binario? E com isto claro perde o fulgo do motor sendo que a faixa de utilizaçao se resuma a 2000rpm, estou a generalizar porque ha Diesel's e Diesel's.

O ciclo Diesel gosta muito pouco de rotação.

Julgo que terá a ver com o tipo de combustível em si. Os combustíveis pesados utilizados por motores Diesel queimam em consequência do contacto com ar quente (ao contrário dos motores Otto em que a reacção é iniciada por uma faísca). Disto resulta que o combustível precisa de passar algum tempo dentro do cilindro a absorver temperatura para queimar completamente (também significa que a mistura tem que conter pouco combustível, uma vez que combustível a mais arrefece demasiado o ar e depois não queima). A altas rotações os gases são expelidos antes do combustível ter tido tempo de queimar completamente, perdendo-se portanto rendimento.

Os motores a gasolina também costumam ir perdendo binário ao aproximar-se do limite, mas apenas devido ao motor se encontrar fora do seu regime eficiente (qualquer motor sofre disto, o Diesel também), e o efeito é portanto muito menos pronunciado.

No caso de motores turbinados, o binário é por norma máximo quando o turbo atinge a sua pressão máxima (uma vez que a pressão dita a quantidade de ar que entra para o motor, e portanto a sua capacidade efectiva), e começa a baixar quando o turbo começa a perder pressão (as dimensões do turbo ditam quando atinge pressão máxima e quando ela começa a baixar, quanto maior o turbo, mais tarde acontece tanto uma coisa como a outra).

Os motores turbodiesel sofrem de todos estes efeitos juntos, daí que a perda de binário a altas rotações seja tão pronunciada: perdem eficiência volumétrica por estarem a funcionar fora do seu regime normal, perdem pressão do turbo, e começam a desperdiçar combustível devido ao seu ciclo de funcionamento (é este desperdício que resulta no fumo negro que os Diesel produzem em elevadas cargas/rotações).

[PDCouto]

Muito bom tópico pelas suas respostas.

Surgiu-me no entanto uma dúvida: quantos cavalos e binario terá um... Cavalo? Já viram bem a força dos bichos?