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Calculadora de Taxa de Compressão

Created by Bogna Szyk
Reviewed by Dominik Czernia, PhD and Jack Bowater
Translated by João Rafael Lucio dos Santos, PhD and Marinara Andrade do Nascimento Moura, PhD candidate
Last updated: Feb 29, 2024


A calculadora de taxa de compressão da Omni é a ferramenta perfeita para todos os fãs de corridas de carros. Se você não tem ideia do que é a fórmula da taxa de compressão ou de como usá-la, veio ao lugar certo! Explicaremos a você todos os conceitos básicos desses cálculos e responderemos à pergunta: "Qual é a melhor taxa de compressão?". Se você já é um fã de motores, certamente apreciará o Modo Avançado da nossa calculadora, onde abordamos também a taxa de compressão dinâmica.

Se você gostou dessa ferramenta, não deixe de conferir também a nossa calculadora de colisão de carro!

O que é a taxa de compressão?

A taxa de compressão é uma característica dos motores de combustão. É a proporção do volume do cilindro e do motor de combustão combinados quando o pistão está no ponto morto inferior e quando está no ponto morto superior. Você pode facilmente imaginá-la como a proporção entre o volume do motor em seu estado comprimido e não comprimido.

Fórmula da taxa de compressão

A taxa de compressão pode ser facilmente encontrada com a seguinte fórmula:

TC=Vd+VcVc\textrm{TC} = \frac{V_d+V_c}{V_c}

onde:

  • VdV_d é o volume de deslocamento: o volume percorrido na câmara de combustão por um pistão em movimento. Você pode calculá-lo de acordo com a equação do volume de um cilindro: Vd=14b2sπV_d = \tfrac 14 \cdot b^2 \cdot s \cdot \pi . Para obter esse parâmetro rapidamente, utilize a nossa calculadora do volume de um cilindro.
  • VcV_c é o volume acima do pistão quando ele está no ponto morto superior (sua posição mais alta), também chamado de volume comprimido.
  • bb é o diâmetro do cilindro.
  • ss é o comprimento do curso do pistão.
Calculadora de taxa de compressão - pistão no ponto morto inferior e no ponto morto superior

Em nossa calculadora de compressão, subdividimos o volume acima do pistão em quatro componentes para ajudar você a fazer os cálculos da forma mais precisa possível.

Vc=Vca^mara+Vpista~o+Vjunta+Vfolga\small \begin{align*} V_c = V_{\rm câmara} & + V_{\rm pistão} \\ & + V_{\rm junta} + V_{\rm folga} \end{align*}

onde:

  • Vca^maraV_{\rm câmara}: é o volume da câmara de combustão na parte superior do motor. Normalmente, é medido despejando um líquido na câmara e medindo seu volume. Muitas vezes, você pode encontrá-lo na descrição do fabricante.
  • Vpista~oV_{\rm pistão}: se o pistão não tiver uma parte superior plana, mas for abaulado ou chanfrado, ele ocupará um pouco de espaço (ou deixará esse espaço livre).
  • VjuntaV_{\rm junta}: a junta do cabeçote com espessura tt e diâmetro gg ocupará um volume de Vjunta=14g2tπV_{\rm junta} = \frac 14 \cdot g^2 \cdot t \cdot \pi
  • VfolgaV_{\rm folga}: é igual a Vfolga=14b2cπV_{\rm folga} = \frac 14 \cdot b^2 \cdot c \cdot \pi , onde cc é a folga do cilindro.

Nossa calculadora de taxa de compressão estima o valor da TC e as cilindradas do motor. Você pode calculá-la multiplicando o volume de deslocamento pelo número de cilindros.

Taxa de compressão estática versus dinâmica

Usando as fórmulas de taxa de compressão acima, você poderá calcular a taxa de compressão estática. Entretanto, esse número não descreve perfeitamente a realidade. Por quê? Porque ele não leva em conta o fechamento da válvula de admissão.

Em um motor de combustão, o pistão se move para cima e para baixo. Quando sobe, o volume dentro do cilindro é comprimido; quando desce, o combustível e o ar fresco entram na câmara por meio da válvula de admissão. O pistão atinge sua posição mais baixa (ponto morto inferior) e começa a se mover para cima novamente. Nesse momento, porém, a válvula de admissão ainda não está fechada, portanto não ocorre compressão, assim, o ar é "empurrado para fora" pela válvula. Só podemos falar em compressão quando a válvula estiver completamente fechada. É por isso que a taxa de compressão dinâmica (TCD) depende do ponto de Fechamento da Válvula de Admissão (FVA), que é expresso como um ângulo após o ponto morto inferior. Descubra mais propriedades interessantes sobre motores na calculadora de eficiência de Carnot 🇺🇸 da Omni.

Você pode abrir a calculadora de taxa de compressão dinâmica no Modo Avançado da nossa calculadora. Ela calculará a TCD com base no comprimento do curso modificado, que, por sua vez, é derivado do comprimento do pistão e do FVA.

Qual é a melhor taxa de compressão?

Quanto maior for a taxa de compressão, melhor será o desempenho do motor. No entanto, você não pode aumentar a taxa de compressão até o infinito. Em algum momento, a câmara de combustão não terá espaço suficiente para acomodar a combustão e ocorrerá uma detonação.

A resistência de um motor depende de muitos fatores, mas um dos mais importantes é a octanagem do combustível. Quanto maior a octanagem, mais compressão o combustível é capaz de resistir e maior é a taxa de compressão.

Como mencionamos anteriormente, a taxa de compressão dinâmica é a que ocorre dentro do motor. É por isso que, quando falamos sobre a melhor taxa de compressão, devemos nos concentrar na TCD e não na TC estática. A maioria dos motores convencionais terá a TCD na faixa de 8:1 a 8,5:1, o que corresponde a uma TC estática de 10:1 a 12:1. No entanto, se você estiver usando combustível de corrida, os valores podem ficar muito mais altos, chegando a 10:1 de TCD e 15:1 de TC estática.

FAQ

Como calcular a taxa de compressão de um motor a gasolina?

Para calcular a taxa de compressão, você pode usar a fórmula:

TC = (Vd + Vc) / Vc

Então, vamos supor que você esteja usando os valores do seu motor a gasolina e siga as etapas abaixo.

  1. Suponha que o volume de deslocamento (Vd) seja de 52 cc;
  2. O volume comprimido (Vc) seja 8 cc;
  3. Some os valores e o resultado será 60;
  4. Agora você deve dividir 60 por 8 (Vc); e
  5. O resultado é uma taxa de compressão de 7,5:1.

O que é uma boa taxa de compressão?

Uma alta taxa de compressão é boa, pois é diretamente proporcional ao desempenho do motor. Mas isso não significa que você deva levá-la ao infinito.

Lembre-se de que, se você quiser a melhor taxa de compressão, seu foco deve ser a taxa de compressão dinâmica (TCD) em vez da estática. Para motores tradicionais, a TCD varia entre 8:1 e 8,5:1. Se você estiver usando combustível de corrida, espere uma taxa muito mais alta, até 10:1 de TCD.

As taxas de compressão estática e dinâmica são as mesmas?

Não, elas são diferentes uma do outra

A taxa de compressão estática não leva em conta o fechamento da válvula de admissão, o que afeta a aplicabilidade dos resultados em um motor real.

A taxa de compressão dinâmica (TCD), por outro lado, fornece a pressão real do cilindro porque ela muda dinamicamente e, portanto, fornece informações sobre o desempenho do motor.

O que acontece se a taxa de compressão for muito alta?

Sabemos que uma taxa de compressão alta é boa, mas não queremos que ela seja muito alta. Pois isso faz com que o motor "bata", o que é o mesmo que uma detonação. Isso, por sua vez, pode causar danos ao motor e reduzir a sua eficiência.

Bogna Szyk
Compression ratio calculator - piston at bottom dead center and top dead center
Engine characteristics
Number of cylinders
Bore diameter (b)
in
Piston stroke (s)
in
Head gasket thickness (t)
in
Gasket bore (g)
in
Deck clearance (c)
in
Combustion chamber volume
cu in
Piston volume
cu in
Compression ratio
Compressed volume
cu in
Displacement volume
cu in
Engine volume
cu in
Static compression ratio
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