Trabalho de Cilindrada - Motores e Combustão -Washyngton Assis

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
WASHYNGTON RAIMUNDO DE ASSIS 
 
 
 
 
 
CILINDRADA 
 
 
 
 
 
TRABALHO ACADÊMICO 
 
 
 
 
 
NITEROI 
2020 
 
RESUMO 
ASSIS, Washyngton. Cilindrada. 2020. 10 páginas. Trabalho acadêmico 
(Bacharelado em engenharia mecânica). - Universidade Estácio de Sá. Niterói, 2020. 
O termo “cilindrada” vem de cilindro e é originalmente conhecido como o volume de 
deslocamento do motor, isto é, a capacidade em volume da câmara de um pistão. 
Os motores à combustão possuem cilindros (câmaras), onde ocorrem a explosão (ar 
+ combustível + faísca) que movimenta os pistões, os quais estão ligados pela biela 
ao virabrequim, que recebe toda a força do movimento dos pistões, transmitindo a 
energia mecânica para o volante do motor que está conectada à caixa de 
velocidades (marchas), cuja a força motriz será transmitida ou não. 
Palavras-chave: Cilindrada. Cilindro. Pistões. Energia. 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 3 
2 CILINDRADAS DE UM MOTOR A COMBUSTÃO ................................................... 4 
3 CALCULANDO CILINDRADAS.................................................................................... 5 
3.1 EXEMPLO 1.................................................................................................................. 5 
3.2 EXEMPLO 2.................................................................................................................. 6 
4 CILINDRADA DO MOTOR X POTÊNCIA................................................................... 6 
5 FUNCIONAMENTO DE UM MOTOR A EXPLOSÃO................................................ 7 
6 CILINDRADA EM MOTORES ROTATIVOS .............................................................. 8 
7 CILINDRADA CORRIGIDA ............................................................................................ 8 
8 CONVERSÕES E UNIDADES DE MEDIDA ............................................................... 8 
9 CONCLUSÃO................................................................................................................... 9 
REFERÊNCIAS .................................................................................................................. 10 
 
 
3 
1 INTRODUÇÃO 
Para ficar mais fácil e acabar com uma dúvida muito frequente em grande 
parte das pessoas, será apresentado um parâmetro importantíssimo, a Cilindrada de 
um motor. 
A cilindrada é muito conhecida quando falamos de motos, onde seu tamanho 
é determinado pela Cilindrada, e para carros é da mesma forma, mas comumente 
falamos pela capacidade em litros de um motor. Cilindrada determina o tamanho do 
motor, onde é o volume deslocado pelo pistão, sendo este volume em cm³. Então 
quando falamos que um motor tem 1000 cilindradas, significa que o conjunto de 
pistões desloca um volume de 1000 cm³, que por conversão das unidades, significa 
que tem capacidade de 1 litro, ou seja, um motor conhecido popularmente 1.0. 
Seguindo este mesmo modo podemos dizer que um motor de um carro 1.6 
tem então 1600 cilindradas, ou seja, capacidade volumétrica de 1600cm³ e assim 
por diante. 
A cilindrada é determinada então pelo curso do pistão, o movimento de 
subida e descida, do PMS ao PMI, pelo diâmetro do cilindro, ou seja, o cálculo de 
volume de um cilindro onde temos “AREA DO CÍRCULO x ALTURA”. A alteração de 
um destes parâmetros, tanto curso como diâmetro, resultam na alteração da 
cilindrada do motor. 
Aproveitando o assunto para finalizar, para veículos de alta potência e alta 
velocidade, é priorizado pequeno curso de pistão, resultando em altas rotações. 
Para veículos para alto torque e força, como os de carga, são utilizados cursos 
longos e baixas rotações. 
Este trabalho também tem como objetivo esclarecer o significado de 
cilindradas em motores de combustão interna, a relação motor x potência, assim 
como calcular e entender o funcionamento de um motor a explosão e, de acordo de 
acordo com as especificações de fabricas para cada tipo de motores. 
 
4 
2 CILINDRADAS DE UM MOTOR A COMBUSTÃO 
Os veículos automotores são movidos em razão da conversão de formas de 
energia em energia mecânica, que é gerada nos motores a combustão e transferida 
em forma de movimento para as rodas. Carros, motos e caminhões, utilizam motores 
a combustão, que diferenciam entre as modalidades de acordo com a quantidade de 
cilindradas (cc). 
Existem motos de 150, 250, 400, 500, 600, 750, 1000 cilindradas entre 
outras. Já os carros apresentam em seus modelos siglas, veja alguns exemplos: 1.0 
(1000 cc), 1.4 (1.400 cc), 1.6 (1.600 cc), 2.0 (2.000 cc), 3.0 (3.000) e 4.1 (4.100 cc). 
O termo “cilindrada” vem de cilindro e é originalmente conhecido como o 
volume de deslocamento do motor, isto é, a capacidade em volume da câmara de 
um pistão. Os motores à combustão possuem cilindros (câmaras), onde ocorrem a 
explosão (ar + combustível + faísca) que movimenta os pistões, os quais estão 
ligados pela biela ao virabrequim, que recebe toda a força do movimento dos 
pistões, transmitindo a energia mecânica para o volante do motor que está 
conectada à caixa de velocidades (marchas), cuja a força motriz será transmitida ou 
não. Na outra extremidade do virabrequim encontra-se uma polia, responsável por 
colocar em movimento através de uma correia outros equipamentos como a bomba 
de água, o motor do ar condicionado, a bomba da direção hidráulica etc. Veja 
esquema representativo de um motor a combustão: 
 
 
Figura 1 – Corte longitudinal de um motor de 4 cilindros 
Fonte: Cilindradas de um Motor a Combustão 
 
5 
Para entendermos melhor o que vem a ser volume de um cilindro, vamos 
trabalhar com o exemplo de um carro 1.0. No carro 1.0, isto é, 1000 cilindradas, 
temos quatro cilindros (quatro pistões e quatro bielas). Uma cilindrada corresponde a 
1000 cm³, que equivalem a 1 litro. Como o carro possui 1000 cilindradas e quatro 
cilindros, cada cilindro comporta 250 ml de gás, e ele aspira e expira um litro de gás 
por cada volta completa do virabrequim. 
 
3 CALCULANDO CILINDRADAS 
As cilindradas de um motor são calculadas de acordo com o diâmetro e o 
curso de um pistão, sempre dados em milímetros (mm). Utilizamos a seguinte 
expressão matemática na determinação da cilindrada de um motor a explosão: 
 
Vcilindrada = N * (π * d²/4) * C 
 
Onde: 
N = Número de cilindros do motor 
π = 3,14 
d = diâmetro do cilindro 
C = curso do pistão no interior do cilindro. 
 
O diâmetro e o curso do pistão costumam ser informados em milímetros, por 
isso devemos transformar para centímetros, para isso basta dividirmos por 10. 
 
3.1 EXEMPLO 1 
Determine as cilindradas de um motor com as seguintes especificações 
técnicas: 
 
Número de cilindros: 04 
Diâmetro do cilindro: 82,07 mm → 82,07/10 = 8,207 cm 
Curso do pistão: 75,50 mm → 75,50/10 = 7,550 
π = 3,14 
6 
Cilindrada = 4 * (3,14 * 8,207²/4) * 7,550 
Cilindrada ≅ 1597 cm³ 
 
Dizemos que o motor possui 1597 cilindradas, que correspondem a um 
motor 1.6. 
 
3.2 EXEMPLO 2 
O motor de uma moto é considerado monocilíndrico (um cilindro). Determine 
a cilindrada do motor de uma moto com as seguintes especificações: 
 
Número de cilindros: 01 
Diâmetro do cilindro: 56,5 mm → 56,5/10 = 5,65 cm 
Curso do pistão: 49,5 mm → 49,5/10 = 4,95 cm 
π = 3,14 
 
Cilindrada = 1 * (3,14 * 5,65²/4) * 4,95 
Cilindrada ≅ 124 cm³ 
 
O motor da moto possui 124 cc, mas na venda a indústria costuma informar 
125 cc. 
 
4 CILINDRADA DO MOTOR X POTÊNCIA 
As fábricas costumam utilizar o número de cilindradas para medir e divulgar 
a potência de seus motores. E, de fato, muitas cilindradas costumam significar mais 
cavalos de potência. 
A conta é simples: a potência é a capacidade do motor em converter o 
combustível em força para movimentaro carro. Se o motor é capaz de processar 
mais combustível, logo ele deve ser mais potente. 
Mas essa análise não deve ser feita isoladamente. A potência é o resultado 
de uma série de fatores, e as cilindradas do motor são apenas um deles. Também 
7 
contam os materiais usados na construção do motor, o número de rotações que ele 
suporta, auxílios externos como turbinas e intercoolers, entre outros. 
 
5 FUNCIONAMENTO DE UM MOTOR A EXPLOSÃO 
Os motores de carros funcionam por meio da queima de uma mistura 
formada por uma proporção de combustível com outra de ar. A combustão ocorre 
por meio de uma faísca, produzida pelas velas do veículo. 
Essa queima acontece dentro dos cilindros. Esses recipientes são fechados 
e, dentro deles, estão os pistões que são ligados às bielas. Esse conjunto se 
movimenta dentro do cilindro, por meio da queima do combustível. 
Tudo isso faz girar o motor do carro produzindo a força responsável por 
impulsionar o veículo. 
O virabrequim é um eixo que controla o movimento dos pistões do motor. A 
cada volta do virabrequim, todos os pistões realizam uma ida e uma volta, que 
representam a admissão da mistura de queima (oxigênio + combustível) e o escape 
dos gases gerados pela queima. 
O volume da mistura que pode ser movimentado nos cilindros a cada giro do 
virabrequim é o que chamamos de cilindrada. Tanto que, em alguns casos, as 
fábricas apresentam este número como centímetros cúbicos, o que equivale à 
mesma coisa. 
Assim, um motor 1.0 é capaz utilizar um litro de gás combustível a cada 
rotação, enquanto um carro 1.6 queima 1,6 litros cada vez que seus pistões se 
movimentam, e assim por diante. 
 
 
 
Figura 2 – Funcionamento de um motor de 4 cilindros 
Fonte: Unidas Seminovos 
8 
6 CILINDRADA EM MOTORES ROTATIVOS 
A cilindrada de um motor rotativo corresponde ao volume de deslocamento 
do flanco de cada uma das câmaras que possua. Uma cilindrada típica para este 
tipo de motores anda na ordem de 650 cm³ por rotor o que, no caso de um motor 
com dois rotores dará uma cilindrada total de 1300 cm³. 
 
7 CILINDRADA CORRIGIDA 
A cilindrada corrigida é o valor da cilindrada que é determinado para efeitos 
fiscais, de forma a equivaler os motores especiais (Wankel ou eléctricos) à cilindrada 
de um motor a pistões. Atendendo a que as tecnologias dos motores são distintas, o 
método utilizado consiste em determinar o volume de mistura gasosa consumido por 
cada tipo de motor à velocidade de 1000 rpm à entrada da caixa de velocidades. Ao 
fazer essa determinação constatou-se que, por exemplo, um motor Wankel de 1,3 L 
tem um deslocamento idêntico ao de um motor de pistões com 2,6 L de cil indrada o 
que é consistente com o fato de que, por cada vez que o veio de saída dá uma volta 
completa, existem 6 combustões (3 paredes de cada rotor x 2 rotores). Em Portugal 
o Imposto Automóvel para motores Wankel é por isso calculado sobre um valor 
duplo da cilindrada do motor. 
 
8 CONVERSÕES E UNIDADES DE MEDIDA 
Cilindrada representa a soma do volume interno dos cilindros do motor, que 
pode ser expressa em litros (L), centímetros cúbicos (cm³) ou polegadas cúbicas 
(plg³). Em geral, um motor 1 litro tem 999 cm³ e um 2 litros algo entre 1.997 cm³ e 
1.999 cm³ (com exceções), mas não 1.000 cm³ ou 2.000 cm³. 
Um erro cometido por muitos, inclusive na mídia especializada é usar 
erroneamente o termo "cilindrada". 
Quando se diz que um motor tem 125 cilindradas, 250 cilindradas, ou usa o 
termo cilindrada para indicar a grandeza de um cilindro ela está cometendo um erro 
grave confundindo unidade de medida com grandeza. A unidade de medida utilizada 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_rotativo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Rotor
https://pt.wikipedia.org/wiki/Rpm
https://pt.wikipedia.org/wiki/Caixa_de_velocidades
https://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Wankel
https://pt.wikipedia.org/wiki/Imposto_Autom%C3%B3vel
9 
para definir a grandeza de um motor são os CENTÍMETROS CÚBICOS (pode ser 
também Litros ou Polegadas). 
Ao fazer a pergunta, sem saber o valor, você até pode perguntar a cilindrada 
de um motor, é a mesma coisa que perguntar o peso de uma pessoa, a idade, ou 
altura. Acontece que se você responde que um motor tem 125 cilindradas, é o 
mesmo que a pessoa a ser questionado seu peso ela respondesse: "Tenho 72 
pesos", ou respondesse a idade com "Tenho 30 idades", e no caso da altura: "Tenho 
1,78 altura". 
Ao se referir a cilindrada do motor, o termo correto a ser usado é centímetros 
cúbicos, litros ou polegadas cúbicas. 125 Centímetros Cúbicos, 1.0 Litros, 535 
Polegadas. 
 
9 CONCLUSÃO 
Com isso, pode se concluir que cilindrada é a capacidade dos cilindros de 
um motor de explosão. (A cilindrada de um motor é igual ao produto da superfície de 
compressão do êmbolo por seu curso, multiplicado pelo número de cilindros que 
possui o motor.). Ou seja, o volume máximo admitido num cilindro no ciclo completo 
de um pistão e que seu cálculo depende de principalmente três fatores; como por 
exemplo: Número de cilindros, diâmetro dos cilindros e o curso do pistão. 
10 
REFERÊNCIAS 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6023: informação e 
documentação: referências: elaboração. Rio de Janeiro, 2002. (modelo de referência 
com autoria coletiva). 
BRUNETTI, Franco. Motores De Combustão Interna: Volume 1 – 2. ed. – São Paulo: 
Blucher, 2018. 
SILVA, Marcos Noé Pedro da. "Cilindradas de um Motor a Combustão"; Brasil 
Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/matematica/cilindradas-um-
motor-combustao.htm. Acesso em 12 de maio de 2020. 
ARIAS-PAZ, Manuel. Manual de Automóveis, São Paulo: Editora Mestre Jou, 1970. 
“INTRODUÇÃO AOS MOTORES A COMBUSTÃO INTERNA”; Car Up. Disponível 
em: https://autocarup.com.br/introducao-aos-motores-a-combustao-interna/. Acesso 
em 12 de maio de 2020. 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/1970
https://autocarup.com.br/introducao-aos-motores-a-combustao-interna/