Calcular velocidade e rotação pelas relações de marcha

[Madai]

Eu montei uma planilha assim:
rotação
relação marcha relação diferencial largura pneu perfil pneu aro pneu velocidade

Na célula da velocidade, vai a fórmula:

(rotação x 60 x 3,1416 x (largura pneu x perfil pneu x 2/100000 + aro pneu x 0,0254))/(1000 x relação marcha x relação diferencial)

Exemplo 1: 4 marcha 0,89, diferencial 3,875 (31/8 ), pneu 195/65R15, rotação 3000rpm
(3000 x 60 x 3,1416 x (195 x 65 x 2/100000 + 15 x 0,0254))/(1000 x 0,89 x 3,875)=104km/h

Exemplo 2: 4 marcha 0,89, diferencial 4,375 (35/8 ), pneu 195/65R15, rotação 3000rpm
(3000 x 60 x 3,1416 x (195 x 65 x 2/100000 + 15 x 0,0254))/(1000 x 0,89 x 4,375)=92km/h

No meu caso, montei a planilha com rotações variando de 1000 a 7000 rpm, com relações da primeira a quarta e com várias medidas de pneus.

Brincando com a fórmula, montei outra planilha, que me dá a rotação para tal velocidade.

(1000 x relação marcha x relação diferencial x velocidade)/(60 x 3,1416 x (largura pneu x perfil pneu x 2/100000 + aro pneu x 0,0254))=rotação

Exemplo 1: 4 marcha 0,89, diferencial 3,875 (31/8 ), pneu 195/65R15, velocidade 120km/h
(1000 x 0,89 x 3,875 x 120)/(60 x 3,1416 x (195 x 65 x 2/100000 + 15 x 0,0254))= 3460rpm

Exemplo 2: 4 marcha 0,89, diferencial 4,375 (35/8 ), pneu 195/65R15, velocidade 120km/h
(1000 x 0,89 x 4,375 x 120)/(60 x 3,1416 x (195 x 65 x 2/100000 + 15 x 0,0254))= 3906rpm

Claro que tabela não considera o diâmetro dinâmico, ou seja, a medida do pneu rodando em contato com o chão, mas já ajuda a ter uma noção.

[Ednaldo Cordeiro]

Re: Calcular velocidade e rotação pelas relações de marcha

Madai, gostei da planilha, mas me veio uma dúvida.

É verdade que depois de uma certa rotação, me parece que pouco acima da rotação de potência máxima, o carro começa a perder velocidade, mesmo que a rotação do motor seja maior.

Isso é verdade? OU é um mito?

[gabrielmassa]

Re: Calcular velocidade e rotação pelas relações de marcha

O veiculo perde velocidade por causa do arrasto aerodinamico ser mto maior (caso isso ocorra) e nao apenas porcausa da potencia do motor diminuir.
Existe uma tabela com o raio efetivo do pneu, mas acho q só quem trabalha na area que tem essa planilha, pelo menos nunca procurei ela por ai, mas ja vi qdo trabalhava na ford. Em revistas que fazem teste com a velocidade real do veiculo vc pode usar um fator pra compensar o erro, pelo menos foi assim que fiz na época e deu muito certo.
flw

[Ednaldo Cordeiro]

Re: Calcular velocidade e rotação pelas relações de marcha

Gabriel,

Obrigado pela resposta.

Deixa ver se eu entendi, a tabela exposta pelo Madai, seria algo "teórico", pois mesmo nas RPMs próximas a potência máxima deve ser levada em consideração a resistencia aerodinamica, ou seja, quando, segundo a tabela doMadai, o carro está a 120Km/h a 3500 RPM, na verdade a velocidade é bem menos devido ao coeficiante de arrasto aerodinamico da carroceria.

Logo, um carro com maior potência, se utilizando da mesma relação de marchas, a uma mesma RPM teria uma velocidade maior, por dispor de maior "força" para vencer a resistencia que se apresenta?

[Madai]

Re: Calcular velocidade e rotação pelas relações de marcha

Gabriel,

Obrigado pela resposta.

Deixa ver se eu entendi, a tabela exposta pelo Madai, seria algo "teórico", pois mesmo nas RPMs próximas a potência máxima deve ser levada em consideração a resistencia aerodinamica, ou seja, quando, segundo a tabela doMadai, o carro está a 120Km/h a 3500 RPM, na verdade a velocidade é bem menos devido ao coeficiante de arrasto aerodinamico da carroceria.

Logo, um carro com maior potência, se utilizando da mesma relação de marchas, a uma mesma RPM teria uma velocidade maior, por dispor de maior "força" para vencer a resistencia que se apresenta?

Olá Ednaldo!

Sim, minha tabela é teórica, pois não leva em conta o raio efetivo citado pelo Gabriel, que seria o quanto o pneu "amassa" com o peso do carro, força de arranque ou resistência aerodinâmica exercendo mais peso em cima do pneu, ou o quanto ele aumenta, devido à força centrífuga. Mas acredito que esses fatores não influenciem muito em velocidade constante e de cruzeiro.
Mas a matemática não muda. Um motor pequeno ou grande, se utilizar o mesmo conjunto de transmissão (marchas, diferencial e medida de pneu), vão estar na mesma rpm na mesma velocidade. O único fator que pode alterar os valores nesta equação é a variação no raio do pneu.
Esta tabela serviria para auxiliar na escolha do melhor conjunto de transmissão para o motor que está sendo montado. Por exemplo, se você quer máxima de 190km/h, usando pneus 195/65R15 e câmbio 31x8, estaria a 5417rpm, já se estivesse com câmbio 35x8, estaria a 6116rpm. Ou seja, com câmbio 35x8 você precisaria de um motor que conseguisse girar mais de 6000rpm, o que é bastante coisa. Já com o 31x8, bastaria o motor girar perto de 6000rpm, porém, para poder empurrar o carro nessa velocidade nessa rotação, precisaria ser um motor com bastante cilindrada.
Outro uso seria descobrir a velocidade para troca de marchas no limite de giro. Verifique na tabela a quantos por hora estará o carro no giro de potência máxima, para saber o momento de troca de marcha sem quebrar o motor, e sem ter um contagiros.
Por exemplo, com pneus 195/65R15 e caixa 31x8, e giros para troca em 4500rpm, teríamos 36,6km/h em primeira, 67,4kmh em segunda e 105,2km/h em terceira.
Já se estiver com caixa do 1300, o 35x8, e giros para troca em 4500rpm, teríamos 32,4km/h em primeira, 59,7kmh em segunda e 93,2km/h em terceira. Portanto, numa medição de 0 a 100km/h com este câmbio, teria que usar a quarta, perdendo mais tempo ainda, ou esticar até 5000rpm, o que, dependendo do estado do motor, começa a ficar crítico.
Outro uso seria para ver qual a diferença que a troca dos pneus faria na transmissão.
Por exemplo, colocar pneus 185/70R13 (já vi isso...) com caixa 31x8 equivaleria a colocar caixa 33x8 com pneus 195/65R15.

É isso aí!
Desculpem o longo post.

[Madai]

Re: Calcular velocidade e rotação pelas relações de marcha

Madai, gostei da planilha, mas me veio uma dúvida.

É verdade que depois de uma certa rotação, me parece que pouco acima da rotação de potência máxima, o carro começa a perder velocidade, mesmo que a rotação do motor seja maior.

Isso é verdade? OU é um mito?

Neste caso, o que pode acontecer é rotação de potência máxima na última marcha, quando a pressão aerodinâmica aumenta consideravelmente e causa um maior amassamento do pneu (diminuição do raio efetivo), o que explicaria a velocidade menor apesar da rotação maior.

[gabrielmassa]

Re: Calcular velocidade e rotação pelas relações de marcha

Exatamente então, se por um lado a massa do veiculo e força aerodinamica diminuem o diametro do pneu, por outro lado a pressao interna, temperatura e força centruga aumentam seu diametro. Estava dando uma olhada nas contas que eu tinha feito na época comparando com testes de revistas e tinha chego a conclusao que se tirarmos 8,5 mm do raio final do pneu, chegariamos mais perto da realidade. A diferença não é muito, mas existe e esse valor é uma media para carros padrão pois depende mto do perfil do pneu.
Um mesmo carro com potencia aumentada chegaria a uma velocidade maior. Mas a força aerodinamica aumenta com o cubo da velocidade fazendo que a diferença da potencia de um carro que tem final de 150km/h para um carro de 155/h é bem menor da de um carro que tem final 200 para 205.

[Ednaldo Cordeiro]

Re: Calcular velocidade e rotação pelas relações de marcha

Madai, obrigado pelas respostas, estou começando a compreender.

Só para fechar minhas dúvidas, vamos pegar por exemplo o Sedan com mesma relação de marchas e diferencial.

1300 35x8 - 38cv
1600 35x8 - 50cv

A maior potência do 1600 melhora a relação peso/potência, logo a vantagem do 1600 frente ao 1300, seria devido a uma melhor relaçao peso potência chegar mais facilmente a velocidades mais elevadas, sem tanto desgaste do motor?

Outra coisa, quando vemos um superesportivos passar dos 300Km/h isso se deve primeiro aos motores que possuem potencias e faixas de rotação máxima elevadas, e segundo a um bom escalonamento de marchas?

Mais uma coisa, se desejarmos alcançar mais velocidade final com um Sedan, devemos primeiro, aumentar a potencia util do motor, bem como melhorarmos a capacidade de alcançar maiores rotações, com mudança de comandos de valvulas,varetas de tucho mais resistentes, e molas de valvulas mais "duras", para evitar a flutuação. Já que quanto maior a rotação do motor mais final será produzido?

Valeu pelo tempo gasto comigo.

[Ednaldo Cordeiro]

Re: Calcular velocidade e rotação pelas relações de marcha

Exatamente então, se por um lado a massa do veiculo e força aerodinamica diminuem o diametro do pneu, por outro lado a pressao interna, temperatura e força centruga aumentam seu diametro. Estava dando uma olhada nas contas que eu tinha feito na época comparando com testes de revistas e tinha chego a conclusao que se tirarmos 8,5 mm do raio final do pneu, chegariamos mais perto da realidade. A diferença não é muito, mas existe e esse valor é uma media para carros padrão pois depende mto do perfil do pneu.
Um mesmo carro com potencia aumentada chegaria a uma velocidade maior. Mas a força aerodinamica aumenta com o cubo da velocidade fazendo que a diferença da potencia de um carro que tem final de 150km/h para um carro de 155/h é bem menor da de um carro que tem final 200 para 205.

Valeu Gabriel!

[gabrielmassa]

Re: Calcular velocidade e rotação pelas relações de marcha

Madai, obrigado pelas respostas, estou começando a compreender.

Só para fechar minhas dúvidas, vamos pegar por exemplo o Sedan com mesma relação de marchas e diferencial.

1300 35x8 - 38cv
1600 35x8 - 50cv

A maior potência do 1600 melhora a relação peso/potência, logo a vantagem do 1600 frente ao 1300, seria devido a uma melhor relaçao peso potência chegar mais facilmente a velocidades mais elevadas, sem tanto desgaste do motor?

Outra coisa, quando vemos um superesportivos passar dos 300Km/h isso se deve primeiro aos motores que possuem potencias e faixas de rotação máxima elevadas, e segundo a um bom escalonamento de marchas?

Mais uma coisa, se desejarmos alcançar mais velocidade final com um Sedan, devemos primeiro, aumentar a potencia util do motor, bem como melhorarmos a capacidade de alcançar maiores rotações, com mudança de comandos de valvulas,varetas de tucho mais resistentes, e molas de valvulas mais "duras", para evitar a flutuação. Já que quanto maior a rotação do motor mais final será produzido?

Valeu pelo tempo gasto comigo.

Para velocidades mto altas deve se levar muito em conta a aerodinamica do carro. Veja por exemplo um Troller que possui um motor ford de 160cv e tem a final carro por volta dos 160km/ho com AP só 140/h. O golzinho 1.0turbo com apenas 112 vc da 190 de final.
Entao sao 3 coisas que devemos nos preocupar: Potencia, escalonamento de marchas e aerodinamica.
flw

[Madai]

Re: Calcular velocidade e rotação pelas relações de marcha

Madai, obrigado pelas respostas, estou começando a compreender.

Só para fechar minhas dúvidas, vamos pegar por exemplo o Sedan com mesma relação de marchas e diferencial.

1300 35x8 - 38cv
1600 35x8 - 50cv

A maior potência do 1600 melhora a relação peso/potência, logo a vantagem do 1600 frente ao 1300, seria devido a uma melhor relaçao peso potência chegar mais facilmente a velocidades mais elevadas, sem tanto desgaste do motor?

Sim, o 1600 chegaria mais fácil e a velocidade maior que o 1300, mas o desgaste tem mais a ver com giros altos. Por isso que, se o motor tem potência, prefere-se usar caixas mais longas para baixar os giros numa mesma velocidade.

Outra coisa, quando vemos um superesportivos passar dos 300Km/h isso se deve primeiro aos motores que possuem potencias e faixas de rotação máxima elevadas, e segundo a um bom escalonamento de marchas?

Exatamente. Para comparação, peguei os dados da Ferrari F430 no link abaixo
http://www.vrum.com.br/Autos?tp=VRUM&name=db:FichaTecnica&fabricante=Ferr ari&modelobase=F430&anomodelo=2008&codigo=031025-5
e coloquei na planilha. Deu 8495rpm para 300km/h! E o carro chega a 315km/h... Por curiosidade, vi a rotação do Fusca caixa 31x8 com 195/65R15. Deu 8553rpm, ou seja, a relação final do Fusca e da Ferrari são praticamente iguais! Se o Fusca tivesse aerodinâmica, potência e segurança para girar o mesmo que a Ferrari, estariam na mesma velocidade.

Mais uma coisa, se desejarmos alcançar mais velocidade final com um Sedan, devemos primeiro, aumentar a potencia util do motor, bem como melhorarmos a capacidade de alcançar maiores rotações, com mudança de comandos de valvulas,varetas de tucho mais resistentes, e molas de valvulas mais "duras", para evitar a flutuação. Já que quanto maior a rotação do motor mais final será produzido?

Exatamente!

Valeu pelo tempo gasto comigo.

Estamos aqui para ajudar! Abraços!

[Ednaldo Cordeiro]

Re: Calcular velocidade e rotação pelas relações de marcha

Obrigado Madai, para mim fechou, já compreendi.

[Ednaldo Cordeiro]

Re: Calcular velocidade e rotação pelas relações de marcha

Para velocidades mto altas deve se levar muito em conta a aerodinamica do carro. Veja por exemplo um Troller que possui um motor ford de 160cv e tem a final carro por volta dos 160km/ho com AP só 140/h. O golzinho 1.0turbo com apenas 112 vc da 190 de final.
Entao sao 3 coisas que devemos nos preocupar: Potencia, escalonamento de marchas e aerodinamica.
flw

Valeu, Gabriel.

No caso dos sedans não podemos fazer muita coisa no quesito aerodinamica, mas no resto... é até onde for o bolso de cada um, obrigado pela ajuda.

[guisnu]

Re: Calcular velocidade e rotação pelas relações de marcha

Calma aí... há um erro importante.
O carro não perde velocidade se a rotação aumenta. O que acontece é que o carro perde potência acima da rotação de potência máxima e com isso a velocidade para de aumentar... mas a rotação para de aumentar junto!!
É impossível o carro aumentar de velocidade em 10% sem a rotação aumentar exatamente 10%. Potanto a planíha está correta.
O único jeito da velocidade parar de crescer porém a rotação continuar a crescer é se a embreagem estiver tão gasta que patina com o esforço do motor a altas velocidades.

Exemplo: Um Fusca está a 80Km/h a 2500rpm, portanto com CERTEZA absoluta ele estará a 160Km/h a 5000rpm. O que pode acontecer é ele não alcaçar essa velocidade (e o original não alcança mesmo). Se ele parar a 120Km/h, por exemplo, ele estará a 3750rpm, garantidamente.
A resistencia do ar influencia no alcance da velocidade máxima, mas nunca nas suas relações de velocidades.

[guisnu]

Re: Calcular velocidade e rotação pelas relações de marcha

Neste caso, o que pode acontecer é rotação de potência máxima na última marcha, quando a pressão aerodinâmica aumenta consideravelmente e causa um maior amassamento do pneu (diminuição do raio efetivo), o que explicaria a velocidade menor apesar da rotação maior.

Não acho que isso possa fazer alguma diferença. Na verdade acho que o "amassamento do pneu" não altera o seu raio... só faz aumentar a área de contato com o solo. É como você pegar um rolo de fita e amassar ele. No fim de uma volta o caminho percorrido será o mesmo de quando a fita não estava sofrendo "amassamento".

E duvido que a pressão aerodinâmica do Fusca seja negativa (para baixo) e além disso seja maior que 5 Kg (irrisório, perto do peso do carro).... isso SE existir pressão negativa... afinal, Fusca não tem asa invertida.

Mais uma vez, a planílha está correta, pois diz exatamente a velocidade que o Fusca está a determinada marcha e rotação.

Espero ter ajudado! Abraços!!