Qual é a conexão entre taxa de compressão e economia de combustível?

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Alguns motores são supereficientes, graças aos engenheiros que brincam com uma coisinha chamada taxa de compressão. Veja fotos de motores de automóveis. Duangkamon Khattiya / Escolha do fotógrafo / Getty Images

Você já percebeu a onda de carros com grande consumo de combustível chegando ao mercado? O Mazda3 com motor SkyActiv pode chegar a 42 milhas por galão (17,9 quilômetros por litro). O Chevrolet Cruze Eco pode chegar a 40 milhas por galão (17 quilômetros por litro), e o Hyundai Elantra também. E veja só: embora esses carros consigam uma das melhores opções de consumo do setor, eles não estão usando tecnologia híbrida gasolina-elétrica, combustíveis alternativos ou outros truques ecológicos. Eles são movidos pelo antigo motor de combustão interna. Então, o que torna sua economia de combustível tão boa? Seus motores são supereficientes, graças aos engenheiros que brincam com uma coisinha chamada taxa de compressão.

O motor básico do seu carro funciona transformando a energia química de uma explosão controlada da mistura de ar, gasolina e uma faísca em movimento mecânico. Para uma visão mais detalhada desse processo, verifique como funciona o motor de um carro. Mas, a história básica é que cada motor de carro tem um determinado número de cilindros que abrigam os pistões. A explosão controlada faz o pistão se mover para cima e para baixo, o que gira o virabrequim do motor (que é a conversão de energia química em mecânica), que por sua vez, aciona as rodas.

o taxa de compressão é a relação entre o volume do cilindro e a câmara de combustão quando o pistão está na parte inferior, e o volume da câmara de combustão quando o pistão está no topo. Os engenheiros automotivos podem melhorar a eficiência e economia de combustível projetando motores com altas taxas de compressão. Quanto maior a proporção, mais comprimido é o ar no cilindro. Quando o ar é comprimido, você obtém uma explosão mais poderosa da mistura ar-combustível e mais combustível é usado. Pense da seguinte forma: se você tivesse que estar perto de uma explosão, provavelmente escolheria estar perto de uma em algum lugar do lado de fora, porque a força da explosão se dissiparia e não pareceria tão poderosa. Em uma pequena sala, no entanto, a força seria contida, tornando-a muito mais poderosa. É a mesma coisa com as taxas de compressão. Ao manter a explosão em um espaço menor, mais de sua potência pode ser aproveitada. Ao aumentar a taxa de compressão de 8: 1 para 9: 1, por exemplo, você pode melhorar a economia de combustível em cerca de 5 a 6 por cento.

O tipo de taxa de compressão que acabamos de aprender é conhecido como taxa de compressão estática. É chamado de estático porque só é medido quando a válvula de admissão está fechada. Existe outro tipo de relação de compressão que leva em consideração a abertura e o fechamento da válvula de admissão. Falaremos sobre isso na próxima página.

Como aprendemos na página anterior, a compressão estática do motor é medida quando a válvula de admissão de ar de um motor está totalmente fechada. No entanto, em operação real, isso quase nunca acontece. O motor está funcionando tão rápido que a válvula de admissão de ar pode precisar abrir novamente antes que o pistão termine seu curso completo para cima e para baixo. Quando isso acontece, parte da pressão dentro do cilindro sai, o que reduz a eficiência. Em essência, há mais espaço para o ar, então o motor perde um pouco da potência da combustão ar-combustível.

As taxas de compressão dinâmica levam em consideração o movimento da válvula de admissão de ar. Os engenheiros podem ajustar um motor para que a válvula de admissão de ar feche mais cedo, o que ajuda a aumentar a pressão do cilindro. O motor também pode ser ajustado para que a válvula feche mais tarde, mas isso permite que um pouco de ar saia e reduz a eficiência com que o motor usa o combustível.

Calculando o taxa de compressão dinâmica é realmente muito difícil. Para fazer isso, você usa o comprimento do curso e o comprimento da biela para determinar a posição do pistão quando a válvula está totalmente fechada. Como essa proporção é encontrada quando o pistão está no meio de seu curso, ela é sempre inferior à taxa de compressão estática. Como a compressão estática, uma taxa de compressão mais alta significa uso de combustível mais eficiente e melhor economia de combustível.

Os motores de alta eficiência de muitos dos carros de hoje devem muito de sua economia de combustível às suas altas taxas de compressão. Mas, um motor de alta compressão também tem suas desvantagens. Para mantê-lo funcionando perfeitamente, você precisa usar gás de alta octanagem, que é mais caro do que o gás normal sem chumbo. Se você pular a gasolina premium, com o tempo, o motor pode desenvolver uma detonação. A batida do motor é quando a combustão de ar-combustível não ocorre no momento ideal do curso do pistão. Usar combustível de baixa octanagem em um motor de alta compressão pode tornar o motor mais provável, então se você comprar um carro novo, com baixo consumo de combustível e alta compressão, certifique-se de usar o tipo de gás recomendado no manual do proprietário para obter o mais fora disso.

Procurando mais informações sobre a taxa de compressão do motor e economia de combustível? Basta seguir os links da próxima página.

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Fontes

  • Toboldt, William K., Larry Johnson, W. Scott Gautier. "Goodheart-Willcox Automotive Encyclopedia. Goodheart-WilCox Company, 2006. Tinley Park, Illinois.
  • Vizard, David. "Tecnologia de taxa de compressão - The Power Squeeze." Popular Revista Hot Rodding. Fevereiro de 2009. (16 de dezembro de 2011) http://www.popularhotrodding.com/tech/0311_phr_compression_ratio_tech/index.html



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