O que significa cada campo
- Cilindrada e rotação: definem a vazão de ar teórica, o volume que o motor engoliria se cada cilindro se enchesse por completo em cada admissão.
- Vazão de ar medida: cfm de um medidor de vazão, ou gramas por segundo de um log do sensor de fluxo de massa de ar (MAF). Faça o log com a borboleta toda aberta e leia a rotação no mesmo instante.
- Densidade do ar: transforma gramas em pés cúbicos. O padrão, 1,225 kg/m³, é a atmosfera padrão ISA ao nível do mar e a 15 °C.
As fórmulas
cfm teóricos = CID × rpm ÷ 3456
cfm a partir de g/s = g/s ÷ 1000 ÷ densidade × 35,315 × 60
VE (%) = cfm medidos ÷ cfm teóricos × 100Um cilindro de quatro tempos se enche uma vez a cada duas voltas, então o motor admite a sua cilindrada a cada duas voltas. Polegadas cúbicas por minuto divididas por 1.728 dão pés cúbicos, e 1.728 × 2 = 3.456. A calculadora CFM do carburador usa a mesma relação ao contrário. 35,315 é o número de pés cúbicos em um metro cúbico, e CID é a cilindrada em polegadas cúbicas. A fórmula está em unidades americanas; o resultado em porcentagem é o mesmo em qualquer unidade.
Exemplo
Um motor 2,0 L (122,05 ci) registra 110 g/s a 6.000 rpm.
- Vazão de ar teórica: 122,05 × 6.000 ÷ 3.456 = 211,9 cfm.
- Medida: 110 ÷ 1000 ÷ 1,225 × 35,315 × 60 = 190,3 cfm.
- VE: 190,3 ÷ 211,9 = 89,8%.
Em unidades métricas: a vazão teórica é 2,0 L × 6.000 ÷ 2 = 6.000 L/min, ou 360 m³/h, e 110 g/s a 1,225 kg/m³ são 323,3 m³/h. 323,3 ÷ 360 = 89,8%.
A mesma resposta em massa: a vazão teórica é 2,0 L × 6.000 ÷ 2 por minuto a 1,225 kg/m³, o que dá 122,5 g/s, e 110 ÷ 122,5 = 89,8%.
Com um medidor de vazão: um motor de 350 ci (5,74 L) a 5.500 rpm tem uma vazão de ar teórica de 557,0 cfm. 470 cfm medidos são 84,4%.
Qual densidade usar
Contra o ar padrão, um motor que respira ar quente ou rarefeito mostra uma VE menor, porque admite menos gramas. Isso é útil para comparar medições feitas em dias diferentes. Para ver o quanto os cilindros se enchem com o ar que realmente recebem, digite a densidade desse ar: densidade = pressão ÷ (287,05 × temperatura), em pascals e kelvin. A 101,325 kPa e 30 °C, isso dá 1,1644 kg/m³, e o exemplo acima passa para 94,5%.
Outras calculadoras
Calcule primeiro a taxa estática com a calculadora de taxa de compressão, e a relação de pressão de um motor sobrealimentado com a calculadora de pressão do turbo. A seção de motor também traz a compressão dinâmica, a relação biela/curso, a pressão média efetiva (BMEP) e a vazão de ar do turbo e os pontos no mapa do compressor.
Perguntas
Como calcular a eficiência volumétrica?
Divida a vazão de ar que o motor realmente admite pela vazão teórica, cilindrada × rpm ÷ 2 em um quatro tempos. Um motor 2,0 L a 6.000 rpm tem vazão teórica de 360 m³/h; se você mede 323,3 m³/h, dá 89,8%.
Como tirar a VE de um log do MAF?
Converta os gramas por segundo em cfm com uma densidade do ar e depois divida pelos cfm teóricos. Um motor 2,0 L que registra 110 g/s a 6.000 rpm movimenta 190,3 cfm a 1,225 kg/m³, contra 211,9 cfm teóricos: 89,8%.
A eficiência volumétrica pode passar de 100%?
Sim. Pulsos bem sintonizados na admissão e no escapamento podem colocar mais ar que o volume deslocado, e um turbo ou compressor faz isso com pressão. Com 150 g/s, o exemplo do 2,0 L a 6.000 rpm marcaria 122,4% contra o ar padrão.
O que significa 3456 na fórmula da vazão de ar?
São as 1.728 polegadas cúbicas de um pé cúbico multiplicadas pelas 2 voltas que um quatro tempos precisa para encher cada cilindro uma vez. CID × rpm ÷ 3456 dá a vazão de ar teórica em cfm.