SEMANA da PREPARAÇÃO Nosso objetivo é levar o melhor conteúdo com embasamento técnico e comprovação prática de forma clara e objetiva para que todos tenham acesso à informação correta sobre Preparação. Os seus resultados dependem do seu esforço e da sua dedicação e da aplicação correta das técnicas.

Fábio Scaravonatto criador do:

Esse conteúdo é um complemento de estudos adicional para facilitar o

aprendizado dos participantes do evento Semana da Preparação.

É proibida a reprodução total ou parcial desse material.

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Cilindrada

É a capacidade cúbica do motor, ou seja, o volume deslocado. Sendo assim, para determinar o volume de cada cilindro individual, pode ser calculada com a fórmula matemática (2 opções):

Onde:

V = Cilindrada em cm³

𝝅 = 3,1416 (se não tiver calculadora científica use esse valor)

r = Raio (metade do diâmetro do cilindro)

h = Curso do virabrequim

Tendo como exemplo o motor da twister antiga, que segundo ficha técnica possui diâmetro de cilindro de 73mm, e curso do virabrequim de 59,5mm.

Substituindo os valores na fórmula ficaria então:

Cilindrada = 𝝅 . (Diâmetro Cilindro/2)² . curso

Cilindrada = 𝝅 . (73/2)² . 59,5

Cilindrada = 3,1416 . 36,5² . 59,5

Cilindrada = 249 cm³ ou 249cc

Obs.: Caso o motor possua mais de 1 cilindro, o resultado final deve ser multiplicado pelo número de cilindros do motor que estará sendo calculado.

➤ O Cálculo de Cilindrada só tem 2 variáveis:

1. Diâmetro do Cilindro 2. Curso do Vibrabrequim

O comprimento da Biela NÃO interfere no cálculo de cilindrada pois isso não altera o curso.

Isso pode parecer simples e óbvio para alguns, nem sempre é para todos, o comprimento da Biela tem outra função relacionada ao RL do motor.

A maneira de medir o diâmetro e o curso é bastante simples, assim como o cálculo.

Utilize um paquímetro para medir o diâmetro interno do cilindro e utilizar no cálculo da cilindrada.

Para determinar o curso do virabrequim, também com a utilização de um paquímetro, deve-se realizar a medição, e verificar a distância em milímetros, entre o PMS e o PMI, tendo como medida inicial, sempre o pistão em PMS, e não a borda do cilindro.

Atenção ➧ O uso do paquímetro para medir o diâmetro do cilindro e calcular a cilindrada, não

deve ser confundido para determinar folga entre pistão e cilindro, onde obrigatoriamente deve ser utilizado as ferramentas recomendadas, como o súbito e o micrômetro, a fim de garantir a precisão necessária para determinar folgas de trabalho.

O Cálculo de Cilindrada é fundamental e o primeiro a ser realizado pois a partir dele serão determinados outros cálculos e parâmetros na preparação de um motor.

Mas afinal, o que o aumento de cilindrada, causa realmente no motor?

A resposta para essa questão, vai depender do restante de todo o conjunto do motor. Basicamente, aumentar a cilindrada, eleva a potência, mas, o primeiro entendimento que devemos ter, é de que tudo no motor trabalha em conjunto, e o ótimo desenvolvimento de um motor, tem a cilindrada apenas como um dos parâmetros.

Então o aumento da cilindrada, por si só, sem nenhuma outra alteração, irá aumentar a potência do meu motor?

Sim, é possível, mas isso ocorrerá em rotações mais baixas, transferindo toda curva de potência. Quando isso ocorre, a curva de torque acompanha, e seu pico também ocorrerá em rotações abaixo.

Veja o exemplo abaixo, o motor ficaria ‘’mais forte’’ nas rotações iniciais, porém perdendo em rotações mais elevadas. Ou seja, pode ganhar mais pegada na moto, mas pode perder em alta rotação. É o que o pessoal costuma chamar de “Motor que acorda cedo e dorme cedo.”

É melhor aumentar o pistão ou o curso?

Como visto, as duas variáveis são diâmetro e curso, portanto elevando uma ou outra, ou as duas, teremos o mesmo resultado, certo? Isso é uma meia verdade, digamos assim.

Ambos elevam a cilindrada total, mas cada um, altera de maneira diferente a construção e comportamento do motor.

Com aumento de cilindro, e consequentemente de pistão, abre a possibilidade de instalação de válvulas maiores, nos dando possibilidade de elevar a rotação pelo cabeçote.

Com aumento de curso, naturalmente, se mantendo a mesma rotação, aumenta o VMP, mas esse assunto vamos deixar para uma próxima oportunidade.

A diferença prática entre ambos, pode ser resumida, de forma simplista, em maior ganho em ‘’pegada’’ do motor com elevação do curso, ou seja, ao mínimo movimento do acelerador, o motor tende a responder mais rapidamente.

Já no aumento do Cilindro (Pistão), esse fato ocorre de forma menos perceptível, ainda mais se aumentarmos o diâmetro das válvulas, levando a tendência, de atingir o pico de potência em rotações mais altas. Caso o aumento de válvulas não seja feito, o efeito fica muito similar ao aumento de curso, deslocando o ganho de potência, como já mencionado, para rotações menores.

Em geral, a alteração mais realizada para aumento de cilindrada é a troca do Kit Cilindro + Pistão pela facilidade na maioria dos casos na montagem das peças.

Limitações no Aumento de Cilindrada

Atenção especial deve ser voltada novamente ao conjunto do motor como um todo, o primeiro deles, implica na limitação física que determinados motores possuem para que esse aumento seja possível.

Todos os motores, têm limites de aumento de cilindro pela posição dos prisioneiros nas carcaças. Em alguns casos é possível fazer o deslocamento dos prisioneiros mas isso gera custos muito maiores e pode inviabilizar financeiramente o projeto.

Assim como a limitação de curso do virabrequim, que ocorre geralmente pela distância que temos entre as engrenagens do câmbio e o virabrequim, além do próprio virabrequim original possuir limitações.

E esses pontos, não são nossa única limitação, devemos entender os fenômenos que ocorrem no motor, para que possamos trabalhar em equilíbrio, direcionando nossa preparação, para a rotação desejada. Com isso, o entendimento sobre determinar a melhor preparação de cabeçote, determinar o melhor comando a ser usado, carburador, taxa de compressão, combustível, escapamento etc, se fazem necessários para que possamos realmente tirar proveito dessa cilindrada.

➤ Nada substitui o conhecimento, somado a prática e

a análise correta do comportamento do motor.

Percebam que, o simples aumento de cilindrada, não confere ao motor o ganho de potência em alta rotação, somente somado a outros aspectos, trarão resultados.

Nem mesmo o aumento de pistão apenas confere ganho de potência em alta, se não for realizado juntamente com alterações em cabeçote e comando, entre outros.

O argumento de que pistão maior, o motor gira mais, e curso maior o motor tem mais torque em baixa, só é válido com todo restante em harmonia.

Muitos fatores entram nesse aspecto, como comando utilizado, R/L que também poderá ser abordado em próximos conteúdos no futuro, preparo do cabeçote etc, mas para não alongar demais a questão, apenas para entendimento primário, os dados apresentados já conferem real noção do que ocorre com essa alteração tão comum, como aumento da cilindrada do motor.

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TAXA DE COMPRESSÃO

Para entender a função da taxa de compressão de um motor ciclo otto, precisamos primeiro

entender os 4 ciclos de seu funcionamento. Nesse motor, ocorre combustão interna,

transformando energia térmica em movimento, por isso também é chamado de motor

Termodinâmico, acompanhe:

Uma mistura de ar + combustível é admitida pelo

motor, com a abertura da válvula de admissão, e

com o movimento de descida do pistão. Ele

segue ao PMI, e volta à direção do PMS, com o

fechamento da válvula de admissão.

Essa mistura é comprimida pela aproximação do

pistão com o cabeçote, com isso sua temperatura

eleva devido ao aumento de pressão preparando

essa mistura para a próxima etapa, a combustão.

Esta por sua vez, é iniciada por uma centelha,

uma fonte de calor, gerada pela bobina de

ignição, e transferida para a vela de ignição,

que ao ser disparada, inicia o processo de

oxidação do combustível, inflamando essa

mistura, elevando a sua temperatura, e

portanto, sua pressão.

Esse processo se estende até o pistão passar

pelo PMS, iniciando seu movimento de

descida, o que é violentamente impulsionado

por esse aumento de pressão causado pela

combustão.

Pouco antes desse pistão atingir o PMI, a

válvula de escape se abre, liberando a

passagem para esses gases pós combustão

deixarem o cilindro, rumo ao escapamento.

Esse é o tempo de exaustão.

Como vimos, os 4 tempos são, Admissão, Compressão, Combustão e Exaustão, e o Ciclo

de Potência do motor é exatamente onde ocorre a maior geração de energia térmica, na

Combustão.

E o Aumento de Potência?

Você viu que o ciclo que gera a potência no motor é a combustão, portanto a base para

melhorarmos a potência em um motor é aumentar e potencializar essa combustão, quanto maior

ela for, no sentido de liberação de energia, maior será a eficiência termodinâmica, e para isso,

temos algumas possibilidades.

Aumentar a quantidade de mistura ar/combustível admitida, gerando

assim, uma combustão mais potente. Como por exemplo, uma boa preparação no

cabeçote, com a admissão bem dimensionada, um comando de válvulas adequado, um

carburador/TBI da medida correta, um bom acerto, e por aí vai...

Aumentar a eficiência da exaustão, fazendo a expansão correta no duto de

escapamento durante a sua preparação, utilizando um escapamento adequado, entre outros...

Melhorar a centelha e o sistema de ignição, se feita da maneira correta

também é uma ótima opção.

Potencializar o ciclo de compressão, com o aumento da taxa sofrida por essa

mistura também teremos um acréscimo de potência no motor.

Isso ocorre, pois a combustão é uma reação química, e essa oxidação do combustível, ou seja, a

reação, leva um tempo para acontecer. Quanto maior for a pressão (comprimindo a mistura)

maior será a temperatura gerada e mais rápida ela ocorrerá. Essa velocidade sendo mais alta,

a liberação de potência gerada pela reação, também aumenta.

Como nesses motores, o trabalho realizado,

depende da transformação de energia

térmica (combustão) em energia mecânica

(movimento, rotação), aumentando o

primeiro, consequentemente, aumentamos o

segundo sempre dentro dos limites seguros.

Durante esse processo, temos perdas óbvias de

calor, pela dissipação do mesmo, nas paredes

do cilindro, e em todos os componentes do

motor, mas mesmo ao considerarmos essas

perdas, ainda assim teremos maior potência

mecânica, aumentando a energia térmica.

Cálculo da Taxa de Compressão

Entendido o conceito primário do efeito de compressão em um motor, podemos então, calcular a

taxa de compressão, ou também conhecida como razão de compressão, podendo ser utilizada a

seguinte fórmula:

Onde:

V1 = Volume da câmara*

V2 = Volume do cilindro**

*Atenção nesse ponto, a indicação de câmara, é referente ao volume morto do motor em PMS,

onde todo o volume não ocupado pelo pistão, forma a câmara de combustão, e não somente a

câmara localizada no cabeçote, e para sua medição, deverá seguir passos de buretagem do

motor, ou cálculos a partir de um volume conhecido.

**Volume do cilindro é definido então, como a cilindrada do motor, enquanto o V1, definido pelo

volume da câmara.

Sendo assim, e tendo como base um motor de CBX250 Twister, já calculado e buretado temos:

V1 = 30 ml Taxa = (249 + 30)/30

V2 = 249 cc Taxa = 9.3:1

O resultado, é comumente descrito nesse exemplo, em 9,3 : 1, significando que o volume do

cilindro, é comprimido em 9,3 vezes o seu valor.

Como vimos, o aumento da taxa de

compressão, aumenta a velocidade

da reação, elevando a potência

gerada por ela, e por consequência

elevando a potência mecânica.

Sempre, em qualquer área de

trabalho, o conhecimento é a

chave, que abrirá portas para que

tenha a segurança na área prática.

A soma desses 2 fatores, é o que

irá levar seus resultados para um

novo nível.

Essa é a técnica, a sua aplicação,

depende de conhecimento sobre

todas as demais áreas do motor, pois não é simplesmente ir aumentando a taxa, apesar do já

citado aumento de potência, não determina a rotação que isso irá ocorrer, tão pouco os prejuízos

que poderá gerar ao motor, além das limitações impostas por combustíveis, que não nos

permitem aumentar a carga de esforços, indiscriminadamente.

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TABELA DE TAXA DE COMPRESSÃO ESTÁTICA IDEAL POR COMBUSTÍVEL

(COM LIMITE DE SEGURANÇA).

Os valores apresentados são referentes à eficiência de combustão, não tendo relação direta com

velocidade final, e levam em conta valores iniciais com margem de segurança, pois com exceção do

metanol, todos os exemplos são para motos de rua.

Atenção: Não confundir tecnologia flex presente nos carros, ou a tecnologia empregada em Superbikes, tão pouco

motos monocilíndricas Off-road (importadas) atuais no que diz respeito a taxa de compressão, combustível

utilizado e sensores da injeção eletrônica. Não é por que um carro flex com 13,5 de taxa roda na gasolina (com

sensor de detonação e estratégias específicas) que devemos utilizar a mesma taxa e combustível em uma Titan

150, Cb300, Fazer 250 entre outras.

GASOLINA COMUM / ADITIVADA

87 Octanas

TAXA até 10.5:1

Obs.:Valor limite para segurança do motor, acima dessa taxa,

mesmo diminuindo taxa dinâmica, o risco de detonação é alto, sendo necessário atraso grande no ponto de ignição, perdendo rendimento.

GASOLINA

PREMIUM

91 à 97 Octanas

TAXA 12 à 12.5:1*

Obs.:Taxas maiores podem ser utilizadas (próximas a 12,5) somente com utilização de gasolina de 96 a 97 octanas

ETANOL (ÁLCOOL)

+100 Octanas

TAXA 12 à 12.5:1

(mínimo)

Obs.:A taxa descrita para etanol, é referente ao valor mínimo a

ser utilizado, porém para resultados realmente eficientes

considerar compressão por volta de 14:1

METANOL

+100 Octanas*

TAXA 12.5:1

(14 à 16:1)

Obs.:Suporta altas taxas de compressão, acima de 14.

*Octanagem pode variar conforme modo de fabricação

do metanol.

EXTREMAMENTE TÓXICO.