Com que velocidade posso obter menor consumo de combustível?

Realmente, esta é uma questão muito complicada. O que você está perguntando é qual velocidade constante dará a melhor quilometragem. Não falaremos sobre paradas e arrancadas. Assumiremos que você está fazendo uma longa viagem por uma estrada e quer saber qual a velocidade que lhe dará a melhor quilometragem. Começaremos discutindo sobre quanta potência é preciso para movimentar o carro na estrada.

A potência para movimentar um carro na estrada varia de acordo com a velocidade em que o carro está trafegando. A potência necessária é representada pela seguinte equação:

potência de carga da estrada = av + bv 2 + cv 3

A letra v representa a velocidade do carro e as letras a, b e c representam três diferentes constantes:

  • o componente a vem, na maioria das vezes, da resistência de rolagem dos pneus e o atrito dos componentes do carro, como o arrasto das pastilhas de freio, ou o atrito dos rolamentos;
  • o componente b também vem do atrito em componentes e da resistência de rolagem nos pneus, mas também vem da potência usada pelas várias bombas no carro;
  • o componente c se origina principalmente das coisas que afetam o arrasto aerodinâmico, como a área frontal, coeficiente de arrasto (c) e densidade do ar.

Estas constantes serão diferentes para cada carro. Mas o fundamental é, se você dobrar sua velocidade, esta equação mostra que você aumentará a potência necessária por muito mais que o dobro. Hipoteticamente, um utilitário esporte de porte médio, que requer 20 cv a 80 km/h, deve requerer 100 cv a 160 km/h.

Pode-se ver também a partir da equação que se a velocidade v for 0, a potência requerida também será 0. Se a velocidade for muito baixa, então, a potência requerida também será muito pequena. Então podemos pensar que obtemos a melhor quilometragem em uma velocidade realmente baixa, como 2 km/h.

Mas acontece algo no motor que acaba com esta teoria. Se seu carro estiver a 0 km/h seu motor ainda estará funcionando. Para manter em movimento os pistões e funcionando os vários ventiladores, bombas e geradores, é consumida uma determinada quantidade de combustível. E quanto mais acessórios estiverem funcionando (tais como faróis e ar-condicionado), mais combustível ainda seu carro usará.  

Então, mesmo quando o carro está parado ele usa uma boa quantidade de combustível. Os carros obtêm a pior quilometragem a 0 km/h, pois gasta combustível sem percorrer nenhuma distância. Quando você engrena uma marcha e coloca o carro em movimento, digamos, a 2 km/h, ele usa apenas uma pequena quantidade a mais de combustível, porque a carga da estrada é muito pequena a 2 km/h - a esta velocidade o carro usa quase a mesma quantidade de combustível, mas vai a 2 km/h, isto representa um grande aumento na quilometragem. Agora, se o carro for a 4 km/h, novamente ele usará somente uma pequena quantidade a mais de combustível, mas vai duas vezes mais rápido. A quilometragem praticamente dobra!

Em conseqüência, a eficiência do motor está melhorando. Ele usa uma quantidade fixa de combustível para a própria potência e dos acessórios e uma quantia variável de combustível dependendo da potência requerida para manter um carro na velocidade dada. Então em termos de combustível usado por quilômetro, quanto mais rápido o carro andar, melhor uso faremos da quantidade fixa de combustível requerido.

Esta teoria se justifica até certo ponto. Finalmente, aquela curva da carga da estrada não nos pega. Uma vez que a velocidade atinja a faixa de 65 km/h, a cada 2 km/h de velocidade representa um aumento significativo na potência requerida. Por fim, a potência requerida aumenta mais do que o ganho de eficiência do motor. Neste ponto, a quilometragem começa a cair. Vamos adicionar mais 2 km/h à nossa equação e ver como esse aumento de 4 a 6 km/h se compara ao mesmo aumento de 80 a 82 km/h. Para facilitar as coisas, vamos assumir que a, b e c são todos iguais a 1.

Velocidade
Equação
Resultado
4,8 km/h
3+3 2 +3 3
39
3,2 km/h
2+2 2 +2 3
14
Aumento da Potência de Carga 
174
82 km/h
82+82 2 +82 3
558.174
80 km/h
80+80 2 +80 3
518.480
Aumento da Potência de Carga 
39.694

Você pode ver que o aumento na potência requerida para ir de 80 a 82 km/h é maior que ir de 4 a 6 km/h.

Então, para a maioria dos carros, o "ponto bom" do velocímetro é a faixa de 65-100 km/h. Os carros com uma carga de estrada mais alta atingirão o ponto ideal em uma velocidade mais baixa. Alguns dos principais fatores que determinam a carga da estrada do carro são:

  • coeficiente de arrasto: é um indicador do quanto um carro é aerodinâmico devido apenas a sua forma. A maioria dos carros aerodinâmicos atuais possui um coeficiente de arrasto que é cerca da metade do de alguns piapes e utilitários;
  • área frontal: depende principalmente do tamanho do carro. Utilitários esporte de porte grande têm mais que o dobro de área frontal de alguns carros pequenos;
  • peso: afeta a quantidade de arrasto que os pneus impõem ao carro. Grandes utilitários esporte podem pesar duas a três vezes o que alguns carros pequenos pesam.

Em geral, carros menores, mais leves e mais aerodinâmicos conseguirão melhor quilometragem  altas velocidades mais altas. Veículos grandes, mais pesados e menos aerodinâmicos conseguirão sua melhor quilometragem em velocidades mais baixas.

Se você dirigir seu carro no "ponto bom", conseguirá a melhor quilometragem possível para ele. Se dirigir mais rápido ou mais devagar, a quilometragem piora, mas quanto mais perto do ponto ideal você dirigir, melhor a quilometragem obtida.

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