O que muda com os cilindros?

E lá vamos nós para mais um post técnico, o último desta série sobre cilindros e cilindradas. Como já vimos no post anterior, uma hora torna-se inviável utilizar apenas 1 cilindro para se extrair força de um motor.

Mas quais características mudam quando é usado mais de 1 cilindro?

Novamente, devo deixar claro que além do que eu vou falar neste post, existem outras maneiras de mudar o comportamento de um motor, tais como mudança nos ângulos do girabrequim, motores em V, curso e diâmetro do cilindro (visto anteriormente), dentre outros. Por estes motivos, o ensinado neste post é apenas uma regra básica, aplicada para um motor em linha com a explosão do cilindros nos ângulos exatos relacionados aos 720º (2 giros do girabrequim) divididos pela quantidade de cilindros existentes no motor e com mesma proporção diâmetro/curso dos cilindros.

Para ficar mais fácil exemplificar as características, vamos usar dados fictícios de um mesmo motor de 600cm³ para cada configuração de motor. A cilindrada de um motor é dividida entre a quantidade de cilindros que ele possuí, e cada cilindro fica apenas com a fração que ele representa, ficando assim a moto de 1 cilindro com único de 600cm³, a com 2 cilindros possuindo 300cm³ cada um deles, 3 cilindros representando 200cm³ em cada, e 4 cilindros com 150cm³ a unidade.

Proporcionalmente falando, é como imagem abaixo:

No final de 1 ciclo (2 voltas do girabrequim), cada motor admitiu, comprimiu, explodiu e expulsou a mesma quantidade de ar/combustível mas com grande diferença do modo em cada um deles.

No motor de 1 cilindro, embora seja apenas um, o cilindro é o maior do comparativo com todos os 600cm³ em um único cilindro, e ele executa a explosão de todo esse ar/combustível uma única vez a cada 2 voltas do girabrequim, isso é, a explosão é mais forte e em menor quantidade, mas cada uma de suas explosões é capaz de movimentar maior massa, tendo em conta que a biela e curso do girabrequim também é maior que os demais, e isto faz com que o motor de 1 cilindro, principalmente em giros baixos consiga maior torque. Em sua desvantagem conta que o pistão nesta configuração é mais pesado, e lembra de quando falei no post do por que usar mais cilindros, essa massa maior do pistão gera maior vibração, e a inexistente distribuição de peso faz com que não se consiga alcançar giros muito altos nesta configuração, dificultando a extração de potência do mesmo.

O motor com 2 cilindros, divide essa massa do pistão por 2 ficando 300cm³ cada, e é ligado no girabrequim em 2 pontos, distribuindo melhor o peso, e sofrendo menor vibração pela soma destes 2 motivos (menor massa e melhor distribuição). A cada 2 voltas de girabrequim efetua 2 explosões que contem um pouco menos da metade da força do motor de 1 cilindro, pois como tem biela e curso do girabrequim menor ele vai transmitir menos força ao centro do girabrequim. Explosões mais fracas em giro baixo diminui o seu torque nestes giros, e faz com que o pico de torque apareça em rotações mais altas, e a menor vibração resultante de sua construção ajuda a elevar o giro máximo do motor, conseguindo extrair mais potência do que um motor de mesma cilindrada que tenha pistão.

Se você já entendeu quais foram os ganhos e percas do motor de 2 cilindros em relação ao 1 cilindro, já consegue imaginar o que vai acontecer com o motor de 3 cilindros.

Caso não tenha intendido, vou explicar o que acontece neste caso. Caso já tenha entendido, pode pular para os últimos parágrafos. ;-)

Já o motor de 3 cilindros, tendo 200cm³ cada pistão efetua uma explosão mais fraca ainda, e executando esta explosão 3 vezes a cada duas voltas do girabrequim, uma a cada 240º, e como já vimos, explosões fracas e bielas e curso de girabrequim menores causam pouca força, e dificulta extrair torque nos giros mais baixos, e aparecendo o pico de torque do motor em giros ainda maiores relacionados ao motor de 2 ou 1 cilindros. Porém com cada pistão de menor peso ainda, e com a melhor distribuição deste peso (ligado em 3 pontos do girabrequim), quando comparado aos anteriores, novamente torna possível que este motor alcance rotações ainda mais altas, e aumentando ainda mais a facilidade de se extrair maior potência nestes giros.

Acredito eu, que explicar o que acontece no motor de 4 cilindros é desnecessário, caso precise, pergunte nos comentários que eu tento uma outra abordagem de explicação.

Podemos concluir, a grosso modo, que quanto menos pistões (lembre se, mesma cilindrada e mesma proporção diâmetro/curso) mais fácil é extrair torque nos giros mais baixos e mais difícil alcançar giros mais altos do motor, e conforme a quantidade de cilindros aumenta vai se tornando menor o torque nos giros mais baixos, o pico de torque passa a aparecer em giros mais altos, o motor vai ganhando capacidade de aumentar a velocidade do giro, e com essa maior velocidade de giro torna-se mais fácil extrair maior potência do mesmo.

Para expressar bem estas diferenças, deixarei a seguir imagem e alguns dados de 4 motos de mesma classe, cilindrada semelhante porém com as diferenças na quantidade de cilindros. (ficarei devendo o torque nos baixos giros por falta de mapas com curva de torque das mesmas, caso eu consiga atualizo o post).

Duke 690: 690cm³, 1 Cilindro, 68HP a 7500rmp - 6.9kgf/m a 6550rpm (torque), 160kg em ordem de marcha.

ER6N: 650cm³, 2 Cilindros, 72HP a 8500rpm - 6.6kgf/m a 7000rpm (torque), 196kg em ordem de marcha.

Street Triple: 675cm³, 3 cilindros, 105HP a 11700rpm - 6.9kgf/m a 9100rpm (torque), 184kg em ordem de marcha.

Hornet: 600cm³, 4 cilindros, 102HP a 12000rpm - 6.5kgf/m a 10500rpm (torque), 195kg em ordem de marcha.

A hornet fugiu um pouco da regra, possuindo menor potência que a Street triple, pois a mesma também tem menor cilindrada.

Espero que gostem, e até o próximo post!