Um projetista deseja fazer um carro de alta performance. Quanto à relação entre diâmetro e curso do pistão você indicaria um motor: Quadrado, Subquadrado ou Superquadrado? Justifique a resposta.
Passo 1
Beleza, a questão pede pra gente indicar que tipo de motor (quadrado, subquadrado ou superquadrado) é mais adequado pra um carro de alta performance, e ainda justificar direitinho. O conteúdo aqui é geometria do motor (relação diâmetro do cilindro × curso do pistão) e como isso afeta potência e rotação. A gente vai precisar saber:
- O que é motor quadrado, subquadrado e superquadrado;
- Como a geometria do cilindro altera a velocidade do pistão e a capacidade de girar em altas rotações;
- Por que, no fim, isso impacta a potência do carro.
Passo 2
Vamos definir rapidinho cada caso (sempre com bore = diâmetro do cilindro, curso = deslocamento do pistão):
- Motor quadrado: bore = curso.
- Motor subquadrado: bore < curso.
- Motor superquadrado (ou oversquare): bore > curso.
A fórmula do volume (cilindrada) de um cilindro é
Mas o que importa aqui não é só o volume; é como o curso afeta a velocidade do pistão.
Passo 3
A velocidade média do pistão num motor que gira a N rpm é dada por
Percebe que, pra mesma rotação N, quanto maior o curso, maior a velocidade do pistão? Isso implica mais atrito, mais vibrações e limites mecânicos antes de começar a bater biela/pistão. Motores de alta performance querem girar alto (muitos rpm) pra gerar mais potência, porque potência é torque × rotação.
Num motor superquadrado (bore > curso):
- O curso é mais curto, então a
do pistão cai. - Menos atrito e menor esforço mecânico permitem rotações mais altas.
- Como o diâmetro é grande, cabe maior válvula de admissão/escape, melhorando o enchimento de ar e combustível.
Tudo isso junto faz o motor render mais potência em altas rotações.
Passo 4
Já num motor subquadrado (curso > bore), você tem mais torque em baixas rotações (graças ao braço de alavanca maior do curso), mas o limite de rpm é baixo. Num quadrado fica no meio-termo, mas não é tão ideal para quem quer estourar rotações no tacômetro.
Resposta
Superquadrado.