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Como se mede a potência de um motor?

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A maioria dos compradores de carros e motos já possui o hábito de perguntar ao vendedor a potência do motor do modelo aspirante a uma vaga em sua garagem – quando já não pesquisam a informação de antemão, antes de se dirigir à revenda. Com a expansão das opções de motores turbinados, cada vez mais frequentes em nosso mercado, o mesmo ocorre com o torque.

dinamômetro de rolo medir potência do carro

Estes dados de rendimento do conjunto motriz contribuem muito para o resultado final de desempenho e consumo. O momento torsor, mais do que a potência máxima, influencia mais os números de performance, especialmente em percursos urbanos. Os vendedores e consultores já receberam treinamento para promover este número relevante em relação aos concorrentes de aspiração natural.

Os autoentusiastas, assim como aqueles motoristas mais curiosos em aprender como as máquinas funcionam, certamente já se indagaram sobre os métodos que as montadoras e oficinas utilizam para aferir a potência e torque máximos de um veículo.

Os tópicos abaixo trarão responderão a pergunta clássica:

Como se mede a potência de um motor?

VARIANTES DOS ENSAIOS DE POTÊNCIA

Existem três tipos básicos de potência a serem aferidas: bruta, líquida e nas rodas. As mesmas aferições valem para o torque e demais parâmetros de rendimento dos motores. É fundamental conhecê-las e compreender suas diferenças, a fim de avaliar sua influência no comportamento geral dos veículos e fazer a comparação entre modelos com números equivalentes.

POTÊNCIA BRUTA

Este ensaio ocorre sem a instalação de agregados como filtros, correias de direção hidráulica e ar condicionado. Estes causam restrições ao fluxo da mistura ar/combustível e gases de escape, assim como os agregados aumentam a inércia a ser vencida pela unidade motriz.

Esta modalidade tem como objetivo a aferição de seu rendimento máximo, visto que os motores de combustão interna possuem uma ampla gama de aplicações além da automotiva – vide o motor Volkswagen aircooled utilizado nas barracas de caldo de cana e os famosos geradores de energia a diesel Volvo Penta, a qual possui aplicações automotiva e estacionária, com potências líquidas muito distintas.

A potência bruta não possui relevância para o comprador de automóveis, utilitários e motocicletas e consta apenas para avaliar aplicações não-automotivas (estacionárias).

Influência dos números de potência na escolha do consumidor

Entre as décadas de 1950 e 1970, muitos fabricantes divulgavam a potência bruta na ficha técnica de seus veículos, enquanto outros optavam pela líquida por considerá-la mais fiel ao desempenho real. Isso resultava em modelos com potência bruta divulgada superior até 20% maiores em relação aos concorrentes que utilizavam a líquida, mas com desempenho e consumo finais similares.

Porém, “inflar” a potência máxima por meio da divulgação do valor bruto ao invés do líquido induzia o consumidor a erro, dada a influência que o parâmetro gera em sua escolha final. O parágrafo abaixo traz um exemplo rápido da influência da potência na decisão de compra.

Suponha que o comprador esteja decidindo por dois modelos de mesma categoria e preços similares: modelo A com 102 cv e B com 116 cv. Qual seria a escolha mais óbvia? O fabricante do modelo B afirma que seu produto é o “mais potente da categoria” e conquista muitos consumidores ao ressaltar este aspecto.

Ao fazer uma análise mais aprofundada – negligenciada pela grande massa dos compradores – descobre-se que ambos apresentam mesmos números de aceleração e retomadas e o modelo A consome 10% menos combustível. A potência na roda aferida fica em 89 cv para o A e 92 cv para o B, mas este pesa 80 quilos a mais.

Por sua vez, o fabricante do modelo A defende a eficiência de seu modelo e afirma que seu automóvel acompanha modelos de potência superior com maior economia de combustível. Ao final, qual estratégia cativa o consumidor menos informado: a que exalta o modelo “mais potente da categoria” ou “o mais eficiente”? A resposta é evidente.

Dada a dificuldade em comparar números diferentes, com grande influência nas vendas, a indústria convencionou o uso da potência líquida para fins de padronização das informações de rendimento.

POTÊNCIA LÍQUIDA

Esta é o número que aparece nos dados divulgados pelas montadoras, preparadoras e publicações especializadas.

Medida no volante do motor, com todos os agregados instalados para seu funcionamento padrão. No caso da aplicação automotiva, com todos os filtros, escapamento, catalisador e polias do ar condicionado e direção hidráulica, se houver.

Em suma, afere-se a potência líquida na configuração ensaiada no dinamômetro de chassi, no volante do motor – sua saída – e antes das caixas de transmissão e transferência – esta última apenas em modelos com tração 4X4.

A indústria segue este padrão com o intuito de simplificar a análise pelo consumidor, posto que um mesmo modelo, com mesma motorização e caixas de transmissão diferentes – geralmente uma manual e outra automática – geram potências na roda muito diferentes entre si, devido à maior perda mecânica desta última.

Outro componente com grande influência na potência final são as rodas, as quais possuem diversas opções em uma mesma gama. Modelos de medidas diferentes afetam a potência efetiva, a qual pode apresentar diferenças consideráveis no resultado final. Leia neste artigo a influência de rodas maiores no desempenho do veículo.

POTÊNCIA NAS RODAS

A potência efetiva para movimentar o veículo. Potência líquida após percorrer todo o caminho de potência, após a caixas de transmissão, diferencial, juntas homocinéticas e rodas.

O caminho da potência bruta até as rodas passa pelas seguintes perdas mecânicas: agregados básicos como filtros, catalisador e escape, dos acessórios como direção hidráulica e ar condicionado, embreagem, caixa de câmbio, junta homocinética e rodas. Após todos estes “descontos”, obtém-se a tração líquida a qual chega ao asfalto.

Se esta é a potência verdadeira, por que ela não é a referência?

Por causa da enorme diversidade de transmissões, caixas de transferência e medidas de rodas disponíveis. Um mesmo modelo, com duas opções de transmissão e três medidas de rodas pode apresentar até seis valores de potência efetiva diferentes.

Esta miríade de números próximos tornaria o processo de leitura de potência bastante confuso, especialmente ao traçar comparativos entre muitos modelos de mesma categoria. E bastaria o fabricante ou motorista substituir algum componente para que ele sofresse alteração de 2 ou 3 cv a mais ou a menos – como de fato ocorre.

Portanto, a fim de facilitar a divulgação e interpretação dos valores de potência e torque máximos, convencionou-se a utilização da potência líquida no volante do motor.

EQUIPAMENTOS DE MEDIÇÃO DE POTÊNCIA E TORQUE

O equipamento utilizado para medir os números de potência e torque em função da rotação do motor se chama DINAMÔMETRO. “Dino” para os íntimos. Existem dois tipos empregados para colher os números oficiais: de bancada e de chassis ou rolo.

DINAMÔMETRO DE BANCADA

Faz a coleta dos dados de performance em laboratório, com o motor em uma sala de testes, sem estar montado em nenhum veículo. Também é utilizado para fazer o setup básico da calibração de motor e câmbio. Existem dois tipos de dinamômetro de bancada: estático e dinâmico.

O objetivo dos testes em dinamômetros de bancada estáticos consiste em extrair dados estáticos, apenas do motor, sem interferência da transmissão, agregados ou da influência do veículo sobre a performance. Como a unidade motriz costuma ser aplicada em diversos modelos, os testes dinâmicos, realizados em dinamômetros dinâmicos, de chassis ou em campo (“na rua”), definirão o acerto específico de cada modelo e versão.

Outros modelos mais avançados, conhecidos como dinamômetros dinâmicos, permitem a simulação de trocas de marcha, retomadas, reduções, curvas, ladeiras e outras condições de campo. O vídeo abaixo mostra um propulsor Renault V10 de Fórmula 1 em um teste em dinamômetro de bancada dinâmico:

Os dinamômetros de bancada permitem a execução de testes estáticos, no qual o laboratorista mantém as rotações fixas e faz os setups desejados e suas medições.

Todavia, os resultados obtidos em equipamentos de bancada carecem de testes em dinamômetros de rolo e, principalmente, de campo, os quais permitirão o acerto final às características de comportamento dinâmico do veículo, como distância entre eixos, bitolas, distribuição de peso, centro de gravidade e aerodinâmica.

DINAMÔMETRO DE CHASSIS OU DE ROLO

Com o powertrain acoplado ao modelo final a ser testado, sua função consiste em aferir a potência nas rodas e seu comportamento dinâmico. Publicações especializadas em preparação fazem suas aferições utilizando um dinamômetro de chassis.

Os testes de emissões de poluentes também são realizados em dinamômetros de chassis, seguindo um ciclo padrão definido pelas autoridades de homologação, como o Proconve no Brasil e a EPA nos Estados Unidos. A aprovação em testes de emissões em dinamômetros de rolo é obrigatória para o lançamento de qualquer novo modelo.

Seu funcionamento consiste em colocar o eixo de tração em cima de um par de rolos e simular a rodagem do veículo em cima deles – ou ambos, em caso de modelos equipados com tração integral, como se estivesse em campo. Seu objetivo consiste em simular o comportamento do veículo completo e aferir a potência efetiva, em condições similares ao uso normal.

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O canal de testes brasileiro mais famoso é o Fullpower TV, famoso pelos ensaios de potência, torque e desempenho dos mais diversos modelos e acessórios para preparação de motores em dinamômetros de todo tipo e em campo. Clique neste link para o YouTube e confira centenas de testes.

Obviamente, a aferição da potência na roda deve ser feita em dinamômetros de rolo e os equipamentos fazem cálculos para obter as potências bruta e líquida, com a entrada de parâmetros fornecidos pelos fabricantes, tais como as perdas mecânicas dos conjuntos de transmissão, dentre outros.

Preparadores precisam de medições em dinamômetros de chassi para aferir os resultados efetivos, dadas as centenas de modificações e ajustes realizados em veículos de competição e pista, as quais dependem dos números obtidos nos ensaios.

CURVAS DE POTÊNCIA E TORQUE

Resultado dos testes em dinamômetro.

Os relatórios podem ser entreguem em 2D, com eixos X, geralmente de potência ou torque, contra o Y, de rotação. A figura abaixo, obtida pela empresa alemã Remus Sport Exhaust para a avaliação da instalação de um escapamento esportivo em um Honda Civic Type R, mostra o resultado final de um ensaio em dinamômetro.

curvas de torque e potência remus
Créditos: REMUS Sport Exhaust

Existem ainda gráficos em 3D, introduzidos pelas montadoras germânicas, conhecidos como kennfeld (campos de mapeamento, em tradução livre do alemão). Eles possuem eixos X, Y e Z com torque potência e rotação e buscam encontrar os pontos de rendimento máximo, eficiência máxima e otimização de consumo.

INTERPRETAR CORRETAMENTE OS NÚMEROS É O OBJETIVO FINAL DOS ENSAIOS

A obtenção daqueles números estampados em folhetos publicitários e revistas especializadas – medidos em CV, kW, HP ou PS para potência, e N.m (newton-metro) “quilos de torque” (quilograma-força por metro) para o momento torsor, em quilômetros por litro em autonomia ou litros para cada cem quilômetros em consumo – dependem de milhares de horas de testes.

Os ensaios e experimentos executados em dinamômetros e em campo geram empregos para dezenas de milhares de profissionais na indústria automobilística, automobilismo e oficinas de preparação. Poucos motoristas conhecem a alta complexidade da aferição do rendimento dos conjuntos mecânicos dos veículos.

Muita discussão ocorre entre os profissionais da área para aprimorar a realização dos testes e facilitar a interpretação por parte do grande público de um tema bastante complexo. Este artigo mostrou os conhecimentos fundamentais sobre a correta interpretação dos dados de performance e auxiliar o motorista comum a escolher seus veículos.

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2 comentários em “Como se mede a potência de um motor? Deixe um comentário

  1. Muito boa a colocação do gráfico que não relaciona toque com potência, como muita gente imagina. Digo, até como um leigo no assunto que já ouvi afirmações que estavam diretamente relacionadas, ou seja mais toque mais potência

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