Simulador de Desempenho - Golf 1.4 TSI

[RicW 3930]

Galera,

Montei um modelo de simulação de desempenho do Golf 1.4 TSI. É um bem simples, e só funciona para plena carga (acelerador totalmente aberto), mas permite “brincar” um bocado. No mínimo, dá para calcular velocidade máxima e tempo de zero a 100 km/h. Dá também pra ver o efeito que fatores como o peso dos ocupantes e bagagem, condições ambientais (como a altitude e a temperatura) e inclinação da pista tem no desempenho.

Logo de cara, gostaria de deixar claro que esta simulação não pretende estabelecer nenhuma verdade absoluta, mas sim fornecer algumas respostas com base em uma boa e coerente aproximação da realidade.

Para começar, um pouco de física. O modelo que governa a aceleração e a velocidade de um carro é bem simples, e deve considerar três forças básicas:

- Resistência ao rolamento: é a força imposta pelos pneus em contato com o asfalto, em função de sua deformação. Simplificadamente, depende de características do pneu e do peso do carro em movimento.

- Resistência aerodinâmica: é a resistência do ar atmosférico a um corpo que se movimenta nele. É a força que você sente se puser sua mão para fora do carro em alta velocidade. Depende do formato do carro, de sua área frontal e de algumas escolhas que o fabricante faz no projeto, e que podem ajudar ou atrapalhar. É proporcional ao quadrado da velocidade.

- Tração do motor: é a força produzida pelas rodas em contato com o asfalto, resultado da divisão do torque disponível nas rodas pelo raio efetivo dos pneus.

Quando a tração for maior que as soma das resistências, o carro acelera. Se a soma das resistências for maior que a tração, ele desacelera. Se a tração for igual a essa soma, a velocidade será constante.

Curiosidade: em baixa velocidade, a resistência ao rolamento é maior que a aerodinâmica. Em alta velocidade, é a aerodinâmica quem manda. No Golf, andando no plano, por volta dos 65 km/h elas são iguais. Vejam no gráfico:

Podemos também falar em termos de potência, que talvez seja mais fácil de entender para alguns. Potência é o resultado da multiplicação da força pela velocidade (ou do torque pela velocidade de rotação, no caso de potência em eixos).

- Potência disponível no motor: obtida multiplicando o torque no eixo do motor pelo RPM.

- Potência disponível nas rodas: é a potência no motor menos as perdas de transmissão.

- Potência requerida: resulta da multiplicação da soma das resistências de rolamento e aerodinâmica pela velocidade do carro.

Quando a potência disponível nas rodas for maior que a requerida, o carro acelera. Se a requerida for maior que a disponível nas rodas, desacelera. Se forem iguais, a velocidade será constante.

Programei as equações, catei um monte de informação na internet e com isso alimentei o tal modelo. Pro Golf 1.4 TSI, utilizei os seguintes dados:

- Peso vazio: 1240 kg

- Carga-paga: 120 kg (motorista 80 kg + combustível 40 kg)

- Coeficiente de resistência ao rolamento: 0,010 (Literatura. Pneus radiais sobre concreto)

- Coeficiente de resistência aerodinâmica (Cd, Cx ou Cw): 0,31 (valor do Golf MK6. Fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/Automobile_drag_coefficient)

- Área frontal: 2,2 m² (tirei de uma projeção a partir do CAD)

- Perda de potência do motor às rodas: 12% (valores normais ficam entre 10% e 15% para carros com tração dianteira)

- Relações de transmissão: obtidas na internet (e validadas por mim em teste):

- Curva de torque do motor EA 211 TSI (publicada na internet):

Mas chega de lero-lero, e vamos para o que interessa. Fiz uma simulação no nível do mar, temperatura do ar de 20°C e pista plana (sem aclive ou declive). Vejam o resultado:

No gráfico, a potência está em quilowatts (kW) porque é uma unidade do Sistema Internacional e isso facilita as contas. Convertendo, 140 CV = 103 kW. A potência máxima nas rodas, no entanto, não passa dos 91 kW (ou 124 CV) por conta das perdas normais (transmissão, diferencial, etc.)

A simulação deu um resultado de velocidade máxima de 211 km/h, muito próxima da declarada pela VW, de 212 km/h. Isso significa que os dados que eu assumi devem estar bem próximos dos reais. O tempo do zero a 100 km/h ficou bem coerente também: 8,5 segundos.

Eu sempre acredito na potência divulgada pelos fabricantes (com exceção da Hyundai...) por uma série de motivos que já enumerei diversas vezes, mas esta simulação serviu pra "tirar a prova”. Conclusão: a potência, a velocidade máxima e o zero a 100 km/h são totalmente coerentes , então a lógica diz que não há razão para duvidar dos valores oficiais publicados pela VW!

Detalhe: esta velocidade máxima é a real, não a indicada no velocímetro. Segundo expliquei neste post, a velocidade indicada será maior. Mais precisamente, para carros com rodas 16" ou 17" e pneus em medidas originais, espero que a velocidade máxima indicada no painel, a 211 km/h reais, seja de 221 km/h.

Dá pra brincar muito mais. À medida que fizer alguns testes, vou postando aqui. E gostaria de idéias também. Não sei se consigo implementar tudo, mas acho que dá pra se divertir aqui.

Abraço!!!

 

 

[Brunomri 804]

To impressionado! Ótimas explicações! Só falta mostrar isso pra galera do dinamômetro da Fullpower.

Este tópico merece ser fixado!

[RicW 3930]

1 hora atrás, Brunomri disse:

To impressionado! Ótimas explicações! Só falta mostrar isso pra galera do dinamômetro da Fullpower.

Este tópico merece ser fixado!

Os caras da fullpower, em particular, adoram dizer que os fabricantes escondem o jogo. Eu já tentei encontrar um único motivo razoável para isso, mas nunca consegui. Afinal, no Brasil de hoje potência não define alíquota, pois apenas a capacidade volumétrica interessa.

Pegue, por exemplo, o caso do Up! TSI: 

- A VW declara 105 CV: Link.

- O ADG mediu 115 CV: Link.

- A Fullpower mediu 134 CV: Link.

No caso do Golf 1.4 TSI (motor CHPA), a VW declara 140 CV e a Fullpower afirma que o carro tem 160 CV.

Outros ainda dizem: “A máxima do Golf TSI, de 212 km/h, é muito alta. Meu Vectra 2.2 tinha 160 CV e sofria para chegar nos 200 km/h. O Civic 2.0 do meu vizinho tem 155 CV e o carro só chega a 210 km/h, então o Golf com certeza tem mais que isso”. Muita calma nessa hora... tem muitas variáveis aí além da potência do motor!

Aliás, curiosidade: se procurar dados de performance OEM de carros com cerca de 140 CV, vai achar muitos por aí com cerca de 210 km/h de velocidade máxima. Um bom exemplo é o Vectra B (aquele segundo modelo, o melhor vendido aqui). A Opel anunciava, para a versão 2.0 de 136 HP, a máxima de 215 km/h. Outro é o Civic 9: lá nos EUA, a velocidade máxima aceita da versão 1.8 (com cerca de 143 HP) é de 208  km/h. Não sei por que, mas aqui esses carros eram anunciados com máximas menores: 194 km/h para o verctra e 210 km/h para o Civic, porém na versão 2.0 de 155 CV. Já tenho uma teoria, mas ainda vou estudar o assunto.

Abraço!

 

[iCardeX 2519]

Perfeitamente didático, técnico e direto! Cabeção!!!! Meus parabéns!

Dúvida: o peso vazio do Golf, para o Brasil, considera também a existência do step e do extintor?

[Jorge Jox 1819]

6 horas atrás, RicW disse:

Galera,

Montei um modelo de simulação de desempenho do Golf 1.4 TSI. É um bem simples, e só funciona para plena carga (acelerador totalmente aberto), mas permite “brincar” um bocado. No mínimo, dá para calcular velocidade máxima e tempo de zero a 100 km/h. Dá também pra ver o efeito que fatores como o peso dos ocupantes e bagagem, condições ambientais (como a altitude e a temperatura) e inclinação da pista tem no desempenho.

Logo de cara, gostaria de deixar claro que esta simulação não pretende estabelecer nenhuma verdade absoluta, mas sim fornecer algumas respostas com base em uma boa e coerente aproximação da realidade.

Para começar, um pouco de física. O modelo que governa a aceleração e a velocidade de um carro é bem simples, e deve considerar três forças básicas:

- Resistência ao rolamento: é a força imposta pelos pneus em contato com o asfalto, em função de sua deformação. Simplificadamente, depende de características do pneu e do peso do carro em movimento.

- Resistência aerodinâmica: é a resistência do ar atmosférico a um corpo que se movimenta nele. É a força que você sente se puser sua mão para fora do carro em alta velocidade. Depende do formato do carro, de sua área frontal e de algumas escolhas que o fabricante faz no projeto, e que podem ajudar ou atrapalhar. É proporcional ao quadrado da velocidade.

- Tração do motor: é a força produzida pelas rodas em contato com o asfalto, resultado da divisão do torque disponível nas rodas pelo raio efetivo dos pneus.

Quando a tração for maior que as soma das resistências, o carro acelera. Se a soma das resistências for maior que a tração, ele desacelera. Se a tração for igual a essa soma, a velocidade será constante.

Curiosidade: em baixa velocidade, a resistência ao rolamento é maior que a aerodinâmica. Em alta velocidade, é a aerodinâmica quem manda. No Golf, andando no plano, por volta dos 65 km/h elas são iguais. Vejam no gráfico:

Podemos também falar em termos de potência, que talvez seja mais fácil de entender para alguns. Potência é o resultado da multiplicação da força pela velocidade (ou do torque pela velocidade de rotação, no caso de potência em eixos).

- Potência disponível no motor: obtida multiplicando o torque no eixo do motor pelo RPM.

- Potência disponível nas rodas: é a potência no motor menos as perdas de transmissão.

- Potência requerida: resulta da multiplicação da soma das resistências de rolamento e aerodinâmica pela velocidade do carro.

Quando a potência disponível nas rodas for maior que a requerida, o carro acelera. Se a requerida for maior que a disponível nas rodas, desacelera. Se forem iguais, a velocidade será constante.

Programei as equações, catei um monte de informação na internet e com isso alimentei o tal modelo. Pro Golf 1.4 TSI, utilizei os seguintes dados:

- Peso vazio: 1240 kg

- Carga-paga: 120 kg (motorista 80 kg + combustível 40 kg)

- Coeficiente de resistência ao rolamento: 0,010 (Literatura. Pneus radiais sobre concreto)

- Coeficiente de resistência aerodinâmica (Cd, Cx ou Cw): 0,31 (valor do Golf MK6. Fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/Automobile_drag_coefficient)

- Área frontal: 2,2 m² (tirei de uma projeção a partir do CAD)

- Perda de potência do motor às rodas: 12% (valores normais ficam entre 10% e 15% para carros com tração dianteira)

- Relações de transmissão: obtidas na internet (e validadas por mim em teste):

- Curva de torque do motor EA 211 TSI (publicada na internet):

Mas chega de lero-lero, e vamos para o que interessa. Fiz uma simulação no nível do mar, temperatura do ar de 20°C e pista plana (sem aclive ou declive). Vejam o resultado:

No gráfico, a potência está em quilowatts (kW) porque é uma unidade do Sistema Internacional e isso facilita as contas. Convertendo, 140 CV = 103 kW. A potência máxima nas rodas, no entanto, não passa dos 91 kW (ou 124 CV) por conta das perdas normais (transmissão, diferencial, etc.)

A simulação deu um resultado de velocidade máxima de 211 km/h, muito próxima da declarada pela VW, de 212 km/h. Isso significa que os dados que eu assumi devem estar bem próximos dos reais. O tempo do zero a 100 km/h ficou bem coerente também: 8,5 segundos.

Eu sempre acredito na potência divulgada pelos fabricantes (com exceção da Hyundai...) por uma série de motivos que já enumerei diversas vezes, mas esta simulação serviu pra "tirar a prova”. Conclusão: a potência, a velocidade máxima e o zero a 100 km/h são totalmente coerentes , então a lógica diz que não há razão para duvidar dos valores oficiais publicados pela VW!

Detalhe: esta velocidade máxima é a real, não a indicada no velocímetro. Segundo expliquei neste post, a velocidade indicada será maior. Mais precisamente, para carros com rodas 16" ou 17" e pneus em medidas originais, espero que a velocidade máxima indicada no painel, a 211 km/h reais, seja de 221 km/h.

Dá pra brincar muito mais. À medida que fizer alguns testes, vou postando aqui. E gostaria de idéias também. Não sei se consigo implementar tudo, mas acho que dá pra se divertir aqui.

Abraço!!!

 

 

Show de bola!

Muita pesquisa e muito trabalho!

Parabéns!!!!!

[Brunomri 804]

11 minutos atrás, RicW disse:

Os caras da fullpower, em particular, adoram dizer que os fabricantes escondem o jogo. Eu já tentei encontrar um único motivo razoável para isso, mas nunca consegui. Afinal, no Brasil de hoje potência não define alíquota, pois apenas a capacidade volumétrica interessa.

Pegue, por exemplo, o caso do Up! TSI: 

- A VW declara 105 CV: Link.

- O ADG mediu 115 CV: Link.

- A Fullpower mediu 134 CV: Link.

No caso do Golf 1.4 TSI (motor CHPA), a VW declara 140 CV e a Fullpower afirma que o carro tem 160 CV.

Outros ainda dizem: “A máxima do Golf TSI, de 212 km/h, é muito alta. Meu Vectra 2.2 tinha 160 CV e sofria para chegar nos 200 km/h. O Civic 2.0 do meu vizinho tem 155 CV e o carro só chega a 210 km/h, então o Golf com certeza tem mais que isso”. Muita calma nessa hora... tem muitas variáveis aí além da potência do motor!

Aliás, curiosidade: se procurar dados de performance OEM de carros com cerca de 140 CV, vai achar muitos por aí com cerca de 210 km/h de velocidade máxima. Um bom exemplo é o Vectra B (aquele segundo modelo, o melhor vendido aqui). A Opel anunciava, para a versão 2.0 de 136 HP, a máxima de 215 km/h. Outro é o Civic 9: lá nos EUA, a velocidade máxima aceita da versão 1.8 (com cerca de 143 HP) é de 208  km/h. Não sei por que, mas aqui esses carros eram anunciados com máximas menores: 194 km/h para o verctra e 210 km/h para o Civic, porém na versão 2.0 de 155 CV. Já tenho uma teoria, mas ainda vou estudar o assunto.

Abraço!

 

Também nunca acreditei nesse argumento da Fullpower, não acredito que a fabricante teria motivos pra divulgar potência menor.

Por outro lado, como mero entusiasta, eu também fico intrigado com o desempenho do carro, que parece vir de uma potência bem mais alta. Principalmente na velocidade máxima que você citou. Eu não me lembrava de outro carro de 140cv que passava dos 210km/h de final. O 0 a 100 também me parece bem acima do esperado, mas acho que nele contam mais variáveis do que na velocidade na final a qual eu julgo muito ligada à potência máxima.

[RicW 3930]

Galera, fiz algumas experiências e seguem algumas conclusões interessantes.

Uma coisa que muitos sabem é que motores naturalmente aspirados perdem potência com a altitude. Costuma-se aceitar coisa como 1% de perda a cada 100 m. Ou seja: se um motor aspirado tem 100 CV no Rio de Janeiro (nível do mar), ele terá cerca de 93 CV em São Paulo (altitude aprox.: 700 m), cerca de 89 CV em Brasilia (altitude aprox.: 1100 m) ou cerca de 84 CV em Campos do Jordão. Isso significa que um carro com motor aspirado tende a ter desempenho pior em altitude, quando comparado com o nível do mar.

O que poucos sabem é que com carros turbo o fenômeno é o oposto. O turbo motor em si não perde potência com a altitude. Se ele tem 100 CV no Rio, vai ter 100 CV também em Sampa, em Brasilia ou em Campos do Jordão. Isso acontece porque a variável que interessa, que é a densidade do ar que entra nos cilindros, é controlada pela turbina e pelo intercooler, que controlam a pressão e a temperatura no coletor, respectivamente. Acontece que o outro lado dessa conta, a força de resistência aerodinâmica (lembram, do 1o post?) DIMINUI com a altitude.

Mas voltando aos números (em todos os casos, a temperatura é de 20°C):

- No Rio de Janeiro o nosso amigo @Jorge Jox vai chegar aos 212 km/h

- Em Sampa, o @anghinoni1982 vai alcançar 216 km/h (o @sobrinho, em Comodoro - MT, fica por aí também)

- Em Brasilia, o @iCardeX (antigo Cardeque, mudou de nome mas não consegue se esconder) vai a 219 km/h

- Em Campos do Jordão, algum paulistano de folga conseguiria rasgar o Capivari a 223 km/h (!)

Ou seja: o desempenho de um carro turbo será MELHOR em altitude do que no nível do mar. Aliás, é por isso que aviões a jato voam a mais de 12 km de altitude, porque lá o desempenho é melhor (voam mais rápido e consomem menos combustível).

Interessante, né?

Abraço!!!

[RicW 3930]

59 minutos atrás, iCardeX disse:

Perfeitamente didático, técnico e direto! Cabeção!!!! Meus parabéns!

Dúvida: o peso vazio do Golf, para o Brasil, considera também a existência do step e do extintor?

Valeu, Cardeque!

Sobre o peso vazio: não faço ideia. Mas se esses dois itens, juntos, pesarem 20 kg, isso altera a velocidade máxima em apenas 0,1 km/h.

Abraço!

[Sobrinho 3452]

7 horas atrás, RicW disse:

A simulação deu um resultado de velocidade máxima de 211 km/h, muito próxima da declarada pela VW, de 212 km/h. Isso significa que os dados que eu assumi devem estar bem próximos dos reais. O tempo do zero a 100 km/h ficou bem coerente também: 8,5 segundos.

O que te fez passar dos 3.500rpm foi o Supercine de ontem.......Rush - No Limite da Emoção.

Olha aí @anghinoni1982, o Kurt Cobain de São José das Trevas, andou tirando as teias de aranha das válvulas de admissão e de escape.

Valeu @RicW, cada vez mais nos brindando com maravilhosas literatura.

Abraçaço.

 

[Tio Frei 46]

Artigo interessante sobre a diferença de medidas de potência, mão sei se já não passou por aqui,.as creio ser adequado ao tópico

http://bestcars.uol.com.br/bc/mais/cons-tecnico/turbo-a-sobrepressao-temporaria-e-a-potencia-efetiva/


Enviado do aquém do além

[Willy 471]

8 horas atrás, RicW disse:

Os caras da fullpower, em particular, adoram dizer que os fabricantes escondem o jogo. Eu já tentei encontrar um único motivo razoável para isso, mas nunca consegui. Afinal, no Brasil de hoje potência não define alíquota, pois apenas a capacidade volumétrica interessa.

Pegue, por exemplo, o caso do Up! TSI: 

- A VW declara 105 CV: Link.

- O ADG mediu 115 CV: Link.

- A Fullpower mediu 134 CV: Link.

No caso do Golf 1.4 TSI (motor CHPA), a VW declara 140 CV e a Fullpower afirma que o carro tem 160 CV.

Outros ainda dizem: “A máxima do Golf TSI, de 212 km/h, é muito alta. Meu Vectra 2.2 tinha 160 CV e sofria para chegar nos 200 km/h. O Civic 2.0 do meu vizinho tem 155 CV e o carro só chega a 210 km/h, então o Golf com certeza tem mais que isso”. Muita calma nessa hora... tem muitas variáveis aí além da potência do motor!

Aliás, curiosidade: se procurar dados de performance OEM de carros com cerca de 140 CV, vai achar muitos por aí com cerca de 210 km/h de velocidade máxima. Um bom exemplo é o Vectra B (aquele segundo modelo, o melhor vendido aqui). A Opel anunciava, para a versão 2.0 de 136 HP, a máxima de 215 km/h. Outro é o Civic 9: lá nos EUA, a velocidade máxima aceita da versão 1.8 (com cerca de 143 HP) é de 208  km/h. Não sei por que, mas aqui esses carros eram anunciados com máximas menores: 194 km/h para o verctra e 210 km/h para o Civic, porém na versão 2.0 de 155 CV. Já tenho uma teoria, mas ainda vou estudar o assunto.

Abraço!

 

No caso do Civic, tenho um palpite também:

No Brasil a altura de rodagem é maior, o que piora o Cx, e o pneu adotado é aro 17, mais largo, o que aumenta a area frontal. Esses dois itens aumentariam a resistência aerodinâmica. Não sei se explica a diferença toda, mas deveria explicar parte dela, pelo menos. Não sei se e como o pneu mais largo impactaria na resitencia de rolagem.

Aliás, na simulação com o golf, foi considerado qual medida de pneu? 205/16 ou 225/17? Haveria grande diferença entre estas medidas?

Houve um artigo da BestCars que explicou um pouco sobre a sobrepressão temporário do turbo, que, dentro daquelas condições, poderia explicar (pelo menos parte) desses números de potência mais altos encontrados pelos dinas por aí. Talvez também explique o porque de algumas pessoas conseguirem tempos melhores que este da simulação, as vezes baixando a casa dos 8s.

[Jorge Jox 1819]

1 hora atrás, willyaugusto disse:

No caso do Civic, tenho um palpite também:

No Brasil a altura de rodagem é maior, o que piora o Cx, e o pneu adotado é aro 17, mais largo, o que aumenta a area frontal. Esses dois itens aumentariam a resistência aerodinâmica. Não sei se explica a diferença toda, mas deveria explicar parte dela, pelo menos. Não sei se e como o pneu mais largo impactaria na resitencia de rolagem.

Aliás, na simulação com o golf, foi considerado qual medida de pneu? 205/16 ou 225/17? Haveria grande diferença entre estas medidas?

Houve um artigo da BestCars que explicou um pouco sobre a sobrepressão temporário do turbo, que, dentro daquelas condições, poderia explicar (pelo menos parte) desses números de potência mais altos encontrados pelos dinas por aí. Talvez também explique o porque de algumas pessoas conseguirem tempos melhores que este da simulação, as vezes baixando a casa dos 8s.

willyaugusto, pneus mais largos não só tem maior resistência com o ar, como também tem maior atrito pelo contato ao solo. E não esqueçamos que agregado a isso há também o acréscimo de peso do conjunto pneus/rodas por serem maiores nas 4 rodas. 

São pequenos detalhes que não tem muita importância quando vistos isoladamente. 

Mas quando vistos de uma forma geral, com os carros "tropicalizados", tendo suas alturas em relação ao solo aumentadas, pneus e rodas trocadas para agradar ao consumidor brasileiro, são alterações que diminuem a velocidade dos carros. 

Não podemos esquecer a qualidade dos nossos combustíveis também. 

Visto ainda que muita gente aqui ainda confunde a velocidade real informada pelas fábricas, com a velocidade informada no velocímetro dos carros, que sempre é maior que o real. 

[Jorge Jox 1819]

10 horas atrás, RicW disse:

Galera, fiz algumas experiências e seguem algumas conclusões interessantes.

Uma coisa que muitos sabem é que motores naturalmente aspirados perdem potência com a altitude. Costuma-se aceitar coisa como 1% de perda a cada 100 m. Ou seja: se um motor aspirado tem 100 CV no Rio de Janeiro (nível do mar), ele terá cerca de 93 CV em São Paulo (altitude aprox.: 700 m), cerca de 89 CV em Brasilia (altitude aprox.: 1100 m) ou cerca de 84 CV em Campos do Jordão. Isso significa que um carro com motor aspirado tende a ter desempenho pior em altitude, quando comparado com o nível do mar.

O que poucos sabem é que com carros turbo o fenômeno é o oposto. O turbo motor em si não perde potência com a altitude. Se ele tem 100 CV no Rio, vai ter 100 CV também em Sampa, em Brasilia ou em Campos do Jordão. Isso acontece porque a variável que interessa, que é a densidade do ar que entra nos cilindros, é controlada pela turbina e pelo intercooler, que controlam a pressão e a temperatura no coletor, respectivamente. Acontece que o outro lado dessa conta, a força de resistência aerodinâmica (lembram, do 1o post?) DIMINUI com a altitude.

Mas voltando aos números (em todos os casos, a temperatura é de 20°C):

- No Rio de Janeiro o nosso amigo @Jorge Jox vai chegar aos 212 km/h

- Em Sampa, o @anghinoni1982 vai alcançar 216 km/h (o @sobrinho, em Comodoro - MT, fica por aí também)

- Em Brasilia, o @iCardeX (antigo Cardeque, mudou de nome mas não consegue se esconder) vai a 219 km/h

- Em Campos do Jordão, algum paulistano de folga conseguiria rasgar o Capivari a 223 km/h (!)

Ou seja: o desempenho de um carro turbo será MELHOR em altitude do que no nível do mar. Aliás, é por isso que aviões a jato voam a mais de 12 km de altitude, porque lá o desempenho é melhor (voam mais rápido e consomem menos combustível).

Interessante, né?

Abraço!!!

RicW, é bem verdade o que vc informou aí!

E também não tinha noção da diferença entre as velocidades com relação as altitudes serem tão grandes, quanto aos resultados que vc apresentou.

A propósito, ainda não tive a oportunidade de dar final no meu carro! Kkkk

[anghinoni1982 1793]

11 horas atrás, RicW disse:

Galera, fiz algumas experiências e seguem algumas conclusões interessantes.

Uma coisa que muitos sabem é que motores naturalmente aspirados perdem potência com a altitude. Costuma-se aceitar coisa como 1% de perda a cada 100 m. Ou seja: se um motor aspirado tem 100 CV no Rio de Janeiro (nível do mar), ele terá cerca de 93 CV em São Paulo (altitude aprox.: 700 m), cerca de 89 CV em Brasilia (altitude aprox.: 1100 m) ou cerca de 84 CV em Campos do Jordão. Isso significa que um carro com motor aspirado tende a ter desempenho pior em altitude, quando comparado com o nível do mar.

O que poucos sabem é que com carros turbo o fenômeno é o oposto. O turbo motor em si não perde potência com a altitude. Se ele tem 100 CV no Rio, vai ter 100 CV também em Sampa, em Brasilia ou em Campos do Jordão. Isso acontece porque a variável que interessa, que é a densidade do ar que entra nos cilindros, é controlada pela turbina e pelo intercooler, que controlam a pressão e a temperatura no coletor, respectivamente. Acontece que o outro lado dessa conta, a força de resistência aerodinâmica (lembram, do 1o post?) DIMINUI com a altitude.

Mas voltando aos números (em todos os casos, a temperatura é de 20°C):

- No Rio de Janeiro o nosso amigo @Jorge Jox vai chegar aos 212 km/h

- Em Sampa, o @anghinoni1982 vai alcançar 216 km/h (o @sobrinho, em Comodoro - MT, fica por aí também)

- Em Brasilia, o @iCardeX (antigo Cardeque, mudou de nome mas não consegue se esconder) vai a 219 km/h

- Em Campos do Jordão, algum paulistano de folga conseguiria rasgar o Capivari a 223 km/h (!)

Ou seja: o desempenho de um carro turbo será MELHOR em altitude do que no nível do mar. Aliás, é por isso que aviões a jato voam a mais de 12 km de altitude, porque lá o desempenho é melhor (voam mais rápido e consomem menos combustível).

Interessante, né?

Abraço!!!

Aí @RicW, acho que esse 216km/h aí vai diminuir um pouco.

Sabado fui em 2 aniversários e pra finalizar num churrasco. Devo ter engordado mais 1 arroba!

Meus parabéns por toda a sua dedicação em levantar todas essas informações! Foi assistindo ao filme mesmo que o @sobrinho disse que te fez criar coragem? rs rs

Abraços!

[Willy 471]

@Jorge Jox Não sei se a maior largura implicaria em maior resistência a rolagem automaticamente. ACHO que ainda teríamos outros pontos a considerar, como composição e pressão dos pneus.

 

[Jorge Jox 1819]

5 horas atrás, willyaugusto disse:

@Jorge Jox Não sei se a maior largura implicaria em maior resistência a rolagem automaticamente. ACHO que ainda teríamos outros pontos a considerar, como composição e pressão dos pneus.

 

willyaugusto, banda de rodagem mais larga tem maior atrito sim.

[Willy 471]

16 horas atrás, Jorge Jox disse:

willyaugusto, banda de rodagem mais larga tem maior atrito sim.

Jorge, não falei que não tem maior atrito, apenas que disse que não seria o único item para determinar maior ou menor resistência a rolagem.

Tinha lido uma matéria falando sobre pneus verde e também abordando sobre resistência a rolagem. Pelo que entendi, pneus mais largos provavelmente terão maior resistência a rolagem, assim como rodas maiores provavelmente terão menor, mas também terão maior massa e inércia.

Mas sempre fica no provavelmente e dependeria de outros fatores para determinar exatamente se haveria menor ou maior resistência, como os compostos utilizados. Assim como uma roda menor mas de um material mais nobre pode ter menor massa e menor inércia.

http://bestcars.uol.com.br/bc/mais/cons-tecnico/pneus-o-atrito-com-o-solo-e-a-resistencia-ao-rolamento/

O ideal acredito que seria poder consultar os índices de cada pneu

[TheRidecrag 186]

Galera,
Montei um modelo de simulação de desempenho do Golf 1.4 TSI. É um bem simples, e só funciona para plena carga (acelerador totalmente aberto), mas permite “brincar” um bocado. No mínimo, dá para calcular velocidade máxima e tempo de zero a 100 km/h. Dá também pra ver o efeito que fatores como o peso dos ocupantes e bagagem, condições ambientais (como a altitude e a temperatura) e inclinação da pista tem no desempenho.
Logo de cara, gostaria de deixar claro que esta simulação não pretende estabelecer nenhuma verdade absoluta, mas sim fornecer algumas respostas com base em uma boa e coerente aproximação da realidade.
Para começar, um pouco de física. O modelo que governa a aceleração e a velocidade de um carro é bem simples, e deve considerar três forças básicas:
- Resistência ao rolamento: é a força imposta pelos pneus em contato com o asfalto, em função de sua deformação. Simplificadamente, depende de características do pneu e do peso do carro em movimento.
- Resistência aerodinâmica: é a resistência do ar atmosférico a um corpo que se movimenta nele. É a força que você sente se puser sua mão para fora do carro em alta velocidade. Depende do formato do carro, de sua área frontal e de algumas escolhas que o fabricante faz no projeto, e que podem ajudar ou atrapalhar. É proporcional ao quadrado da velocidade.
- Tração do motor: é a força produzida pelas rodas em contato com o asfalto, resultado da divisão do torque disponível nas rodas pelo raio efetivo dos pneus.
Quando a tração for maior que as soma das resistências, o carro acelera. Se a soma das resistências for maior que a tração, ele desacelera. Se a tração for igual a essa soma, a velocidade será constante.
Curiosidade: em baixa velocidade, a resistência ao rolamento é maior que a aerodinâmica. Em alta velocidade, é a aerodinâmica quem manda. No Golf, andando no plano, por volta dos 65 km/h elas são iguais. Vejam no gráfico:

Podemos também falar em termos de potência, que talvez seja mais fácil de entender para alguns. Potência é o resultado da multiplicação da força pela velocidade (ou do torque pela velocidade de rotação, no caso de potência em eixos).
- Potência disponível no motor: obtida multiplicando o torque no eixo do motor pelo RPM.
- Potência disponível nas rodas: é a potência no motor menos as perdas de transmissão.
- Potência requerida: resulta da multiplicação da soma das resistências de rolamento e aerodinâmica pela velocidade do carro.
Quando a potência disponível nas rodas for maior que a requerida, o carro acelera. Se a requerida for maior que a disponível nas rodas, desacelera. Se forem iguais, a velocidade será constante.
Programei as equações, catei um monte de informação na internet e com isso alimentei o tal modelo. Pro Golf 1.4 TSI, utilizei os seguintes dados:
- Peso vazio: 1240 kg
- Carga-paga: 120 kg (motorista 80 kg + combustível 40 kg)
- Coeficiente de resistência ao rolamento: 0,010 (Literatura. Pneus radiais sobre concreto)
- Coeficiente de resistência aerodinâmica (Cd, Cx ou Cw): 0,31 (valor do Golf MK6. Fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/Automobile_drag_coefficient)
- Área frontal: 2,2 m² (tirei de uma projeção a partir do CAD)
- Perda de potência do motor às rodas: 12% (valores normais ficam entre 10% e 15% para carros com tração dianteira)
- Relações de transmissão: obtidas na internet (e validadas por mim em teste):

- Curva de torque do motor EA 211 TSI (publicada na internet):

Mas chega de lero-lero, e vamos para o que interessa. Fiz uma simulação no nível do mar, temperatura do ar de 20°C e pista plana (sem aclive ou declive). Vejam o resultado:

No gráfico, a potência está em quilowatts (kW) porque é uma unidade do Sistema Internacional e isso facilita as contas. Convertendo, 140 CV = 103 kW. A potência máxima nas rodas, no entanto, não passa dos 91 kW (ou 124 CV) por conta das perdas normais (transmissão, diferencial, etc.)
A simulação deu um resultado de velocidade máxima de 211 km/h, muito próxima da declarada pela VW, de 212 km/h. Isso significa que os dados que eu assumi devem estar bem próximos dos reais. O tempo do zero a 100 km/h ficou bem coerente também: 8,5 segundos.
Eu sempre acredito na potência divulgada pelos fabricantes (com exceção da Hyundai...) por uma série de motivos que já enumerei diversas vezes, mas esta simulação serviu pra "tirar a prova”. Conclusão: a potência, a velocidade máxima e o zero a 100 km/h são totalmente coerentes , então a lógica diz que não há razão para duvidar dos valores oficiais publicados pela VW!
Detalhe: esta velocidade máxima é a real, não a indicada no velocímetro. Segundo expliquei neste post, a velocidade indicada será maior. Mais precisamente, para carros com rodas 16" ou 17" e pneus em medidas originais, espero que a velocidade máxima indicada no painel, a 211 km/h reais, seja de 221 km/h.
Dá pra brincar muito mais. À medida que fizer alguns testes, vou postando aqui. E gostaria de idéias também. Não sei se consigo implementar tudo, mas acho que dá pra se divertir aqui.
Abraço!!!
 
 

Ric, primeiramente obrigado pelas info e parabéns pelo trabalho. Como engenheiro meus olhos brilham ao ler esse tipo de informação por aqui.
Você poderia me enviar os arquivos de cálculo (Excel, etc) para eu adaptar as informações do GTI? Obrigado
raphael.gachet@gmail.com

[Jorge Jox 1819]

39 minutos atrás, willyaugusto disse:

Jorge, não falei que não tem maior atrito, apenas que disse que não seria o único item para determinar maior ou menor resistência a rolagem.

Tinha lido uma matéria falando sobre pneus verde e também abordando sobre resistência a rolagem. Pelo que entendi, pneus mais largos provavelmente terão maior resistência a rolagem, assim como rodas maiores provavelmente terão menor, mas também terão maior massa e inércia.

Mas sempre fica no provavelmente e dependeria de outros fatores para determinar exatamente se haveria menor ou maior resistência, como os compostos utilizados. Assim como uma roda menor mas de um material mais nobre pode ter menor massa e menor inércia.

http://bestcars.uol.com.br/bc/mais/cons-tecnico/pneus-o-atrito-com-o-solo-e-a-resistencia-ao-rolamento/

O ideal acredito que seria poder consultar os índices de cada pneu

Perfeito, entendi! 

Geralmente quando o carro já é projetado visando economia se utiliza pneus verdes e de medidas mais estreitas, pois além dos compostos que possuem menor resistência a rolagem, o tamanho influencia diretamente na aerodinâmica e peso do conjunto. 

Pneus mais largos tem maior resistência a rolagem, porém nunca vi nenhum fabricante quantificar ou comparar algum dado recebe a isto.

Temos como exemplo as bikes de estrada e velocidades indoor. Ambas tem pneus finíssimos para ter a menor resistência possível ao rolamento. 

[RicW 3930]

9 horas atrás, Jorge Jox disse:

Pneus mais largos tem maior resistência a rolagem, porém nunca vi nenhum fabricante quantificar ou comparar algum dado recebe a isto.

@Jorge Jox e @willyaugusto, não sou especialista em pneus, mas me lembro de ter visto alguns modelos e em nenhum deles o atrito de rolamento dependia da largura da banda de rodagem. Os fatores costumam ser a estrutura interna, os materiais, o desenho da banda, a carga, o torque aplicado, a pressão interna e a temperatura, que afetam basicamente a histerese quando deformamos o material.

O que a largura da banda de rodagem afeta sim é a resistência aerodinâmica, pois aumenta a área frontal. Entre um pneu 205 e um 225 vai ser desprezível, mas se comparar um pneu 135 daqueles de step com um sapato 355 de Porsche, certamente vai fazer boa diferença (pra pior no mais largo, obviamente...).

Tem uma leitura simples, mas interessante, aqui: https://en.wikipedia.org/wiki/Rolling_resistance

Abraço!!!

[RicW 3930]

Em 24/10/2016 at 10:29 AM, Jorge Jox disse:

Mas quando vistos de uma forma geral, com os carros "tropicalizados", tendo suas alturas em relação ao solo aumentadas, pneus e rodas trocadas para agradar ao consumidor brasileiro, são alterações que diminuem a velocidade dos carros. 

 

Em 24/10/2016 at 8:37 AM, willyaugusto disse:

No Brasil a altura de rodagem é maior, o que piora o Cx, e o pneu adotado é aro 17, mais largo, o que aumenta a area frontal. Esses dois itens aumentariam a resistência aerodinâmica. Não sei se explica a diferença toda, mas deveria explicar parte dela, pelo menos. Não sei se e como o pneu mais largo impactaria na resitencia de rolagem.

Verdade. Dependendo do tamanho do aumento de altura, pode até ser pior que o efeito da largura, na área frontal. Também acredito que isso faça diferença, mas ainda não quantifiquei. Um aumento de 1% na área frontal daria coisa de 0,7 km/h na máxima.

 

Em 24/10/2016 at 10:29 AM, Jorge Jox disse:

Não podemos esquecer a qualidade dos nossos combustíveis também. 

A potência divulgada pelas fábricas aqui no BR é com E22. Se a potência for "X" CV, tanto faz com qual combustível ela acontece, numericamente falando. O que pode acontecer é que, com a adaptação, se houver mudança da RPM em que essa potência ocorre, ela pode ficar "descasada" do câmbio, o que pioraria a velocidade máxima. 

[RicW 3930]

Aliás, sobre casamento do câmbio: tinha um tempo em que os fabricantes gostavam de encurtar os diferenciais dos carros na tropicalização. A desculpa era que "o brasileiro gosta de carro carro que sai rápido no sinal". Sempre achei isso uma bobagem, mas vá lá...

Pra exemplificar, coloquei um motor EA111 1.6 de 110 cv no Golf simulado, aquele do Polo. Coloquei o motor aspirado porque, tipicamente, estes tem um pico de potência bem definido e a ignição corta logo em seguida. Inventei um câmbio de 5 marchas (pois não tinha relações reais...). Se ele estiver bem casado, vejam o resultado:

A velocidade máxima será de 186 km/h.

Se "encurtarmos" o diferencial em 10%, vejam só que interessante:

Pronto! A máxima do nosso Golf hipotético caiu para 180 km/h. Ou seja: só nessa "característica exclusiva" perderíamos 6 km/h, mesmo mantendo a potência.

Não sei o quanto isso pode ter acontecido de fato com alguns carros na tropicalização, mas é uma hipótese válida.

O que acham?

Abraço!!!

[Jorge Jox 1819]

2 horas atrás, RicW disse:

@Jorge Jox e @willyaugusto, não sou especialista em pneus, mas me lembro de ter visto alguns modelos e em nenhum deles o atrito de rolamento dependia da largura da banda de rodagem. Os fatores costumam ser a estrutura interna, os materiais, o desenho da banda, a carga, o torque aplicado, a pressão interna e a temperatura, que afetam basicamente a histerese quando deformamos o material.

O que a largura da banda de rodagem afeta sim é a resistência aerodinâmica, pois aumenta a área frontal. Entre um pneu 205 e um 225 vai ser desprezível, mas se comparar um pneu 135 daqueles de step com um sapato 355 de Porsche, certamente vai fazer boa diferença (pra pior no mais largo, obviamente...).

Tem uma leitura simples, mas interessante, aqui: https://en.wikipedia.org/wiki/Rolling_resistance

Abraço!!!

RicW, creio que tem diferença sim!

Acho que não me expressei bem. 

Quando um fabricante faz um pneu mais largo, um dos objetivos é aumentar o atrito para dar mais aderência.

Se consegue mais aderência aumentando o coeficiente de atrito estático e uma das maneiras de se obter isto é deixando a borracha mais macia. Por outro lado, o pneu duraria bem menos nessa condição. Para compensar isso se aumenta a área de contato para distribuir melhor os esforços sobre a borracha (pneus mais largos), logo, mais atrito. 

Creio eu que esse atrito maior interfere no avanço do veículo. 

Não sei se vc já andou de bike de corrida com pneus comum e com pneus sem câmara finos com 70PSI de pressão. A diferença é notória e está relacionada diretamente a área  de contato. Digo isso em velocidade baixa já se percebe. Não há influência do ar em baixa velocidade. 

[leogz 0]

@RicW 
Primeiramente, parabens pelo trabalho! Sensacional.

Estou querendo fazer algumas simulações do meu carro atual (A4) e de um A1!
Existe ele online? ou para download? voce disponibilizou?

Ou poderia enviar?

[alvinopp 18]

Muitos falam dos exageros cometidos pelos dinamômetro da FullPower, mas confesso que sempre fico com a pulga atrás da orelha ao ter que acreditar que o Golf 1.4 TSI tem apenas 140 cavalos.

Uma dúvida.. No caso dos dinamômetros da FullPower, se eles "mentem" na potência de alguns carros (como o Golf), porque acertam em outros carros aspirados e até turbos? Exemplo: Já cheguei a assistir todos os vídeos da playlist de dinamômetro da FullPower no Youtube, e o T-jet marcou potência praticamente igual à declarada pela Fiat (~150cv). Os THP também (~165cv). Carros aspirados como Civic, Punto 1.8, e vários outros, também acertaram em cima.. Só o Golf não?