Por que os grandes motores Diesel e os de carros de corrida têm potências tão diferentes?

Comecemos respondendo à pergunta e depois saber por que é desse jeito.

A resposta tem a ver com a maneira como os dois motores são projetados. O seu motor Diesel de 11 litros tem um curso de pistão longo. Isto significa que o pistão está percorrendo uma distância relativamente longa para cima e para baixo em seu cilindro, em cada ciclo. Um motor de corrida, por outro lado, tem um curso curto. O pistão em um motor de corrida tem um diâmetro maior para o tamanho do motor e ele sobe e desce uma distância relativamente curta em cada ciclo. Isto significa que um motor de carro de corrida pode girar bem mais rápido - até 15 mil rotações por minuto (rpm) em um motor da Champ Car - mas tem relativamente pouco torque. Um motor Diesel grande geralmente não pode ultrapassar 2 mil rpm, mas tem um enorme torque devido ao curso longo. O torque é o que permite que o motor puxe uma carga enorme em uma subida.

Então por que um motor com um torque enorme e rpm máxima baixa tem potência em cv baixa? Se você leu o artigo Como funciona a potência do motor, então sabe que um cv é igual a 44.000 J de trabalho por minuto. Assim, um cavalo pode levantar 15,2 kg em 304,8 metros verticais em um minuto, ou 165 kg 30,48 metros em um minuto, ou 1.650 kg 3,048 metros em um minuto e assim por diante.

Entretanto, o que um motor produz naturalmente é o torque. Pense em um pistão num motor a gasolina. Quando a gasolina entra em combustão, ela empurra o pistão e este exerce uma pressão na manivela, fazendo com que ela gire. A manivela sente uma quantia de metro.quilograma-força de torque no processo. Há três variáveis que afetam o torque:

  • tamanho da face do pistão;
  • quantidade de pressão que o combustível inflamado aplica na face do pistão;
  • distância que o pistão atravessa em cada curso (portanto, o diâmetro da manivela). Quanto maior for o diâmetro da manivela, maior o braço da alavanca e então mais torque.

Há uma relação direta entre cv e torque. Você pode converter o torque para cv com a seguinte equação:

    cv = Torque x rpm / 716,2

Onde o número 716,2 é o comprimento do braço dos dinamômetros. Imagine pegar 44.000 joules e caminhar mais em círculo do que em linha reta. Por exemplo, se você pegar um sarrafo de 3.048 metros e conectá-lo a um eixo vertical, a circunferência de seu círculo será de:

    circunferência = 3.048 * 2 * pi = 19,15 metros

Se um cavalo estiver empurrando o sarrafo com 45,4 kg de força (138,4 m.Kgf de torque), ele pode mover o pólo a 5,25 rpm. O torque e o cv estão diretamente relacionados um ao outro.

Você pode ver a partir da equação de cv que os valores de rpm altos favorecem o cv. Se você pegar um motor com um certo torque e colocá-lo em funcionamento girando rapidamente, ele pode gerar muitos cv ainda que seu torque não se tenha alterado em nada . Um motor de corrida pode produzir um torque relativamente baixo, mas como ele pode girar muito rápido, consegue uma grande potência em cv. Um grande motor Diesel tem um enorme torque, mas ele não impõe "muito respeito" em termos de cv porque ele nunca consegue ultrapassar 2 mil rpm. Isto faz sentido - se dois motores produzissem o mesmo torque, o que produz mais vezes por minuto produz mais e, portanto, tem mais força.

A diferença de rpm de potência máxima também explica o porquê dos caminhões precisarem de tantas marchas. Um motor de carro de corrida pode ter marcha-lenta 1.000 rpm e acelerar para 15 mil rpm - um múltiplo de 15. Um grande motor Diesel deve ter apenas um múltiplo de 2 ou 3. Isto porque a variação de RPM entre mínimo e máximo é muito pequena em um motor Diesel e ele precisa de muitas marchas para manter o motor em sua variação de rpm produtiva em qualquer velocidade.

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