CILINDRADA OU CAPACIDADE CÚBICA

CAPACIDADE CÚBICA (Cilindrada)

0 QUE É CILINDRADA ?

Cilindrada, ou deslocamento volumétrico, é o volume estabelecido pelo diâmetro do pistão e o curso do virabrequim.
Durante o movimento de descida do pistão, as sucessivas áreas deixadas para trás são somadas e formam a cilindrada unitária(um cilindro), que multiplicada pelo numero total de cilindros do motor, gera o deslocamento volumétrico total.Uma maneira rápida e fácil de chegar ao valor é: elevar o diâmetro do cilindro ao quadrado, multiplicar pelo curso, multiplicar pela constante 0,7854 e finalmente, multiplicar pelo numero de cilindros.
Tomemos como ex. o AP 1.8 que possui pistões com 81 mm de diâmetro e vira com 86,4 mm de curso:
81x81=6561x86, 4=56687x0, 7854=44522x4=1780 cm3.
Esse volume é de suma importância porque, teoricamente, toda essa área deve ser preenchida por är+combustível conforme o pistão desce. Mas é claro que o correto preenchimento desse volume requer um eficiente cabeçote, trem de válvulas e comando de válvulas.

MAIOR CILINDRADA SIGNIFICA MAIS ADMISSÃO DE MISTURA E CONSEQUENTEMENTE CAVALOS EXTRAS


PRINCIPAIS VARIAVEIS ENVOLVIDAS NO AUMENTO DA CAPACIDADE CÚBICA DE UM MOTOR

Na época em que os grandes motores V8 eram os bam-bam-bam de torque e potencia na industria mundial, criou-se um ditado que é motivo de discussão até hoje: ”não há substituto para cilindrada”.
O antigo refrão foi repetido muitas vezes pelos admiradores dos V8, até que um belo dia ...surgiram os turbos , injeções eletrônicas, cabeçotes multivalvulas , comandos variáveis e outras tecnologias que produzem tanta potencia quanto os muitos litros de deslocamento dos V8. Aí começa a briga.
Enquanto alguns preparadores se apóiam em toda tecnologia para atingir seus objetivos, outros preferem tirar a diferença nos bons e velhos centímetros cúbicos de cilindrada a mais.
Toda filosofia de trabalho, desde que bem sucedida, deve ser respeitada, mas uma coisa é fato: entre dois motores teoricamente com a mesma eficiência, o que tiver maior cilindrada pode admitir mais mistura ar/combustível e conseqüentemente render mais!
O aumento da cilindrada pode ser executado de duas maneiras: uso de pistões com maior diâmetro ou virabrequim com mais curso.
Mas como de praxe, em preparação de motores essas modificações têm seus prós e contras: ganhos em determinados regimes provocam perdas em outros.Essa eterna duvida não só deixa os mecânicos coçando a cabeça, como nos leva a conclusão de que a busca pelo rendimento absoluto só é alcançada com muito estudo, testes e, claro, dinheiro.

PISTÕES

A pratica mais difundida de aumento de cilindrada com certeza é a substituições dos pistões por modelos de maior diâmetro. Isso ocorre porque não há necessidade de troca do bloco ou bielas (respeitando os limites). Na maioria dos motores, o investimento é menor e hä uma crença popular de que é melhor ter um motor o mais quadrado possível (Diâmetro maior que o curso).
Realmente é interessante ter um motor superquadrado para produzir potencia em altas rotações, mas existem três características que devem ser consideradas: relação entre o diâmetro do pistão e as válvulas de admissão, dificuldade de queima completa de mistura e enfraquecimento do bloco.
Pistões maiores diminuem a relação com a área da válvula de admissão.Essa relação é um fator determinante na rotação máxima atingida pelo propulsor. Considerar a substituição das válvulas de admissão por modelos maiores é recomendável ao aumentar o diâmetro dos cilindros.
A segunda característica de motores com grandes diâmetros de pistão é a dificuldade de queimar a mistura eficientemente, isso pois a grande distancia entre a vela e alguns pontos da câmara de combustão diminui a velocidade da chama – com a qual a onda de explosão se propaga no cilindro. A velocidade baixa causa pré-ignição em pontos distintos da vela e não geram calor instantâneo, ideal em motores de ciclo Otto.
Geralmente pistões com mais de 100 mm merecem um estudo detalhado para correta aplicação.Formatos específicos de câmara de combustão, velas especiais, duas velas, módulos de ignição e outros artifícios para incrementar a ignição devem ser considerados.
Outro ponto a ser analisado esta no crescimento dos cilindros: isso diminui a quantidade de material existente entre eles, enfraquecendo a capacidade do bloco de suportar calor e tensões.
Blocos muito finos entre os cilindros costumam apresentar ovalizações ou trincas por excesso de calor ou esforços.Respeitar os limites de cada motor ou usar camisas reforçadas são os principais antídotos para esse problema.

VIRABREQUIM

A adoção de um virabrequim de maior curso é sentida na primeira acelerada com o carro. Diferente dos pistões (com exceção no motor VW a ar), que agregam pouca cilindrada devido aos limites do bloco, virabrequins normalmente podem crescer bastante e causam mudanças drásticas no comportamento da usina.
A elevação acentuada do curso altera radicalmente a faixa de torque e rotação máxima de funcionamento, porem sua troca é mais complexa, trabalhosa e cara.
Existem quatro pontos a serem abordados nessa modificação:
1. Problemas de espaço físico no bloco
2. Velocidade média do pistão,
3. Relação R/L (relação entre o curso do vira e o comprimento da biela) alterada
4. Altura de compressão.
Para a maioria dos motores é oferecida uma boa gama de virabrequins que não requerem substituição ou modificação de bloco.Basta notar se a nova configuração “ësbarra” durante a rotação em alguma parte indesejada do bloco.
Caso isso aconteça deve-se modificar os componentes (quando possível), ou adotar um bloco ou carcaça adequada.
A altura de compressão é o espaço que restara do topo do pistão ao cabeçote quando o motor estiver em PMS (ponto morto superior) – este espaço determinara a taxa de compressão. Uma vez alterado o curso dos pistões, certamente essa altura também será diferente, exigindo novas dimensões de altura de pistões ou bielas para manter a taxa dentro dos valores desejados.
A velocidade média do pistão é outra variável importante no caso de troca de virabrequim.Imagine que um motor esta girando a 6.000 rpm e o curso de seu vira é de 100 mm. Para descobrir a velocidade média do pistão nessa situação é necessário fazer um calculo: RPM x curso em metros / por 30 = Vmédia.

1. Então 6.000 x 0,1 = 600 / 30 = 20m/s
O pistão percorrerá 20 metros por segundo dentro do cilindro quando o motor estiver a 6.000 rpm. Porque essa variável é importante? Quando o pistão se movimenta, os anéis provocam força contraria ao movimento nas canaletas do pistão.
A maioria dos pistões originais de fabrica são capazes de suportar esses esforços até 20 ou 21 metros por segundo de velocidade média.Pistões forjados especiais para competição agüentam o tranco até cerca de 24 m/s. Isso não quer dizer que as canaletas quebrarão ao atingir velocidades acima da citadas, mas sim, que receberão fadiga e terão sua vida útil reduzida.Nos motores AP 2.0 da Lelo motorsport, por exemplo, são 92,8 mm de curso e giram até 9.000 rpm: isso resulta numa velocidade média de 27,8 m/s.
A relação R/L (curso do vira e comprimento de biela) é muito estudada atualmente pelos preparadores devido a grande eficiência. Para calcular, divide-se a metade do valor do curso do vira pela distancia entre centros da biela.
O motor Ford Zetec 1.8 e 2.0 têm 88 mm de curso e 140,7 mm entre centro nas bielas: 88 / 2 = 44 / 140,7 = 0,31.
O Zetec tem R/L de 0,31. A relação determina o quanto a biela inclina durante a revolução total do vira.
Mas e o que isso melhora? A inclinação exagerada da biela (comportamento de bielas curtas em relação ao vira) provoca grandes esforços horizontais no pistão, gerando desgaste precoce das paredes do cilindro e aumentando perdas mecânicas do motor.Porem não adianta montar as maiores bielas possíveis e ter uma relação extremamente baixa devido a uma simples questão de decomposição de forças; bielas muito longas se inclinam pouco e diminuem a transferência de força da explosão ao virabrequim.
Como a biela pouco se deita, grande parte da força transmitida por ela é absorvida pelo próprio colo do componente o que não ajuda em nada na imprescindível revolução total do vira.
Portanto meu amigo ate pode haver substituto para cilindrada, mas volume extra sempre ajuda na hora de se extrair o Maximo de um motor de alta performance.

VW AP – Curso x Diâmetro
Medidas em mm e cilindrada em cm3
DIÃMETRO DO PISTÃO
81( 1.6 e 1.8) 82,5 ( 2.0 ) 83 (2.0+0,50) 84,8( esp ) 86 ( esp )
CURSO DO VIRABREQUIM
77,4 ( 1.6 ) 1.595 1.655 1.675 1.748 1.798
86,4 ( 1.8 ) 1.780 1.847 1.869 1.951 2.000
92,8 ( 2.0 ) 1.984 2.008 2.096 2.156
95,5 ( 1.9 d ) 2.042 2.067 2.157 2.219
97 ( esp ) 2.074 2.099 2.191 2.253