Hoje vamos analisar as diferenças entre uma biela longa e curta. A primeira coisa que temos que distinguir é que a biela não define o curso do pistão. Como vemos aqui, ambos os virabrequins são iguais, e os pistões têm o mesmo ponto morto superior e ponto morto inferior.
O curso do pistão é realmente definido pelo virabrequim e seu raio. Por enquanto vamos deixar as bielas do mesmo tamanho e teremos 2 virabrequins diferentes . O motor da esquerda tem um virabrequim curto, o da direita tem um longo.
Ambos estão girando nas mesmas rotações. Embora possamos ver que o pistão da direita anda mais rápido, pois precisa percorrer mais distância. Na mesma RPM, quanto maior o raio do virabrequim, mais o pistão será forçado a ir mais rápido, pois precisa percorrer mais.
Motores com grande raio de virabrequim tendem a produzir mais torque, embora tendo um pistão em movimento mais rápido, eles devem girar em uma RPM mais baixa para manter a velocidade do pistão dentro de parâmetros aceitáveis. Ao girar em baixa rotação, as explosões por minuto diminuem e, portanto, embora o torque aumente, a potência diminui. Outro problema com o uso de um virabrequim de raio grande é que ele aumenta o desgaste nas paredes do cilindro.
Como há mais ângulo, a pressão do pistão aumenta, desgastando a camisa . o número de RPM . Quanto às vibrações, como há mais massa longe do centro, estas tendem a se desequilibrar e aumentar as vibrações de 2ª ordem que veremos agora.
A velocidade do pistão não é uniforme ao longo de seu curso. Ele tem 2 partes onde sua velocidade é zero e então tem 1 parte onde sua velocidade é máxima, e não está na metade do caminho, é um pouco mais alto em cerca de 75°. Onde atinge 140 km/h.
Lembre-se que a velocidade do pistão deve ser sempre mantida dentro de valores aceitáveis. Algo sempre definirá o número de RPM e o raio do virabrequim, que está relacionado ao torque e à potência. Neste gráfico podemos ver em cor violeta, a velocidade teórica que o pistão deveria ter, mas devido à manivela da biela em amarelo, a velocidade resultante acaba sendo azul, onde pode ser visto que as velocidades acabam deslocadas.
Lembre-se que a velocidade do pistão deve ser sempre mantida dentro de valores aceitáveis. Algo sempre definirá o número de RPM e o raio do virabrequim. Essas diferentes velocidades ocorrem porque o munhão do virabrequim, ao girar, faz 2 movimentos retilíneos.
Um é ir verticalmente, e o outro é ir horizontalmente. Quebrando os movimentos, subindo e descendo é muito claro, se o virabrequim desce o pistão desce e quando o virabrequim sobe, o pistão também sobe. Mas passe para os lados não.
Quando nos afastamos do centro, o pistão tende a descer, o que significa que produz aceleração. Mas quando nos aproximamos do centro, o pistão tende a subir. O que significa que fica mais lento.
Somando as velocidades, no primeiro quarto de volta, o virabrequim desce e ao mesmo tempo se afasta do centro, o que acelera ainda mais a velocidade do pistão. No 2º quarto de volta, o virabrequim ainda está descendo verticalmente, mas agora, horizontalmente, o virabrequim está indo em direção ao centro. Indo para o centro faz o pistão subir.
Isso subtrai a velocidade para baixo do pistão. No próximo quarto de volta, o pistão sobe verticalmente e horizontalmente, afastando-se do centro. O que novamente reduz a taxa de subida.
No último quarto de volta, o pistão sobe, e horizontalmente também Como vimos, a parte inferior do curso faz o pistão andar mais devagar, e então, no topo, a soma do movimento vertical e horizontal faz o pistão andar mais rápido. O uso de um grande raio do virabrequim aumenta o efeito do movimento horizontal e, portanto, as diferenças na velocidade do pistão na parte superior e inferior também aumentam. Aumentando as vibrações.
Para resistir a essas vibrações e evitar rachaduras, o virabrequim deve ser mais robusto e , portanto, mais pesado. Se for multicilindro, também devem ser usados mais bancos de virabrequim, o que aumenta as superfícies de atrito. As bielas também afetam o desequilíbrio que acabamos de explicar.
Uma biela longa tem menos ângulo de inclinação, tornando a velocidade horizontal do virabrequim menor. -Observe a barra vermelha, lá você pode ver a diferença de velocidade entre o pistão da biela curto e longo. A longa biela torna a velocidade do pistão mais uniforme, reduzindo as vibrações.
A biela longa também reduz a força de rolamento do pistão contra a camisa, diminuindo o atrito, o desgaste e o ruído, pois o pistão não atinge as paredes. Outra vantagem das bielas longas é que o pistão no topo de seu curso se move mais lentamente. Isso faz com que a taxa de compressão permaneça alta à medida que a frente da chama de combustão avança.
Quando todo o combustível acaba de queimar, o pistão ainda está levantado e a pressão que ele exerce é maior. Dando mais poder. Motores de corrida ou motocicletas de alta rotação tendem a usar bielas longas porque giram em altas rotações, o que permite pistões curtos muito leves e de baixo atrito.
Eles também reduzem as vibrações de segunda ordem, permitindo o uso de um virabrequim mais fraco e mais leve. Os moentes do virabrequim podem ser mais finos e produzir menos atrito. Nesta comparação temos 2 pistões e virabrequins idênticos, mas biela curta e longa.
Como podemos ver, a biela curta percorre mais distância, o que significa que nesta área o pistão vai mais rápido, mas na outra parte da curva, ele vai mais devagar e a biela longa a alcança. Esta velocidade variável é o que causa as vibrações. No entanto, manivelas curtas também têm vantagens.
Sendo curtos, eles tornam a velocidade do pistão no topo da curva mais rápida e caem ainda mais. Isso cria mais vácuo e força o ar a entrar no motor mais rapidamente. Então, quando atinge a zona inferior, a velocidade do pistão diminui, mas o ar já está se movendo muito rápido e continua a entrar devido à sua própria inércia.
Aumentar o enchimento do cilindro, especialmente quando o motor está operando em baixa a média RPM como um carro comum. A altura do motor é menor, resultando em um motor mais compacto e mais leve. O que se traduz em maior economia de combustível, além do motor ser mais econômico por ter menor quantidade de material.
Resumindo, as vantagens da biela longa são: 1- O motor pode girar em rotações mais altas. 2- O pistão pode ser mais curto e mais leve. 3- Gera menos atrito, também há menos temperatura e desgaste.
4- Menos atrito também significa mais torque e potência. 5- Baixo atrito também significa mais economia de combustível, ideal para caminhões. 6- Proporciona maior vida útil reduzindo as vibrações.
Como saber se uma biela é longa ou curta? Para isso existe a relação da biela, e ela é calculada com o comprimento da biela de centro a centro dividido pelo curso do pistão. A razão intermediária é de 1,7 onde mais é uma biela longa e menos é uma biela curta.
A biela de um motor de fórmula 1 é de 2,2 a 2,8 . Uma motocicleta de 600 cc com 15. 000 rpm usa uma relação de 2,2.
a de um caminhão de 2. 000 rpm é: 1,8 Uma biela Scania tem 255 mm de comprimento e o curso do pistão é de 140 mm. Dividindo dá 1,8 (curso 140 haste 255) Um honda civic 2.
0 Vtec de 8mil rpm usa 1,62 O de um carro de passeio pequeno é 1,6 (hastes de 138 mm com um curso de 87,2 mm para uma proporção de 1,58: 1. ) E então por que o Honda civic que gira a 8. 300 rpm tem uma biela curta?
Não deveria ter uma relação de manivela longa? A realidade é que a Honda tem suas próprias regras para construir motores e sempre vai na direção oposta. Prefere ter blocos mais compactos e reduzir o peso do motor, utilizando materiais mais caros para compensar o aumento da demanda.
Aliás, a Honda é a única fabricante que pouco respeita nesse vídeo. É possível alterar a relação da biela de um motor? A realidade é que é uma tarefa muito difícil e cara.
É preferível gastar o dinheiro em outras coisas como peças forjadas ou turbos maiores. No entanto, quando todos os itens acima foram feitos, pistões mais curtos podem ser usados com o parafuso mais alto para permitir uma biela mais longa. Outra opção muito mais difícil é aumentar a altura do bloco do motor.
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Qual é a utilidade de reduzir a relação da biela? Existem motores que têm cilindrada diferente, mas usam os mesmos blocos com o mesmo diâmetro para seus cilindros que os motores Volkswagen Audi AP. Se você tem um 1,6 litro e quer levar para 1,8, pode encaixar o virabrequim do motor maior.
O virabrequim do 1. 6 mede 77,4 mm. e ao colocar o virabrequim do motor 1.
8 que mede 86,4, o curso do pistão aumenta, aumentando a cilindrada. Ao fazer a divisão da biela que mede 144mm com o curso do pistão que acaba de aumentar para 86,4 vemos que agora a relação da biela diminuiu e isso sem nem trocar a biela. Além disso, bielas de 1,8 ou mais curtas também devem ser instaladas, caso contrário o pistão ficará saliente.
Em suma, a relação da biela é reduzida por necessidade. E em alguns casos, para aumentar ligeiramente o torque em baixas rotações. Agora nos voltamos para o diâmetro do cilindro.
Como vimos, o tamanho do deslocamento varia pelo curso do pistão que é dado pelo virabrequim, e também pela largura do cilindro. A segunda coisa é que um pistão largo tem mais superfície de atrito, embora, se compensarmos essa largura diminuindo o curso do motor, diminuiremos o atrito, pois o pistão ficará mais lento na mesma RPM. O que dará mais poder.
Assim como os carros de Fórmula 1. Ao reduzir o curso, ou seja, ao reduzir o raio do virabrequim, as vibrações também são reduzidas . O diâmetro maior do pistão também permite que mais válvulas sejam instaladas do que em uma pequena.
Apesar de largo, resulta em maior consumo de óleo, pois tem mais espaço para escoar. Por outro lado, um motor de curso longo e pequeno diâmetro tem menos área de superfície, resultando em menores perdas térmicas e melhor consumo de combustível. Possui virabrequim de grande raio, que produz mais torque, por isso é utilizado em veículos de carga de baixa rotação.
A relação do diâmetro por curso do pistão define o tipo de motor. Por exemplo, 100 de diâmetro dividido por 40mm de curso dá 2,5. Ser Superquadrado.
Ideal para motos ou carros de corrida. Os carros de rua usam a relação Square, que é quando é igual a 1 80/80 e no caso dos caminhões, alongada, que é quando a relação é menor. Uma bitola de caminhão usa 80 diâmetro / 135mm da 0.
6 Neste vídeo abordamos as 3 relações de um motor, o comprimento da biela, o raio do virabrequim e o diâmetro do pistão. Todas essas variáveis criam motores diferentes entre si com suas próprias vantagens conforme necessário em cada caso. Confira no espaço de comentários que sempre tem coisas interessantes e fique a vontade para deixar sua opinião.
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