Medir o torque do motor

[Emerson Höpner]

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Caros amigos

Já vi muitos amperímetros, voltímetros, contagiros, etc. Mas alguém já tentou (ou conhece) alguma maneira de medir o torque do motor? Não em bancada com dinamômetro, mas um sistema instalado no veículo, com um relógio (ou digital) que possa fornecer o torque do motor enquanto utilizamos o veículo?
Será possível ($$)??

Abraço

[Sandro Tannuri]

O mais proximo disso seria o dinamometro de rolo onde voce funciona o carro com as rodas motrizes sobre um rolo e mede o torque nas rodas.
Existem uns dois em Sampa e um no RJ que eu saiba.

Abraços,

[marcelo nunes]

Somente em dinamômetro, pois a medida é efetuada freando o motor e medindo a reação no freio. Portanto esse "instrumento" operaria freando o motor.

[Adir Schoier]

Caro Emerson,

O equipamento que você fala é possível de ser construído sim.
Sabendo as vairiaveis 1- Massa do veículo, 2- Velocidade e 3- inclinação da pista, é possível calcular e mostrar em uma interface o torque efetuado pelo motor, dinamicamente ou seja o torque que o motor exerce nas rodas a cada momento.(nas rodas ou no ponto que escolhermos, só precisamos conhecer os rendimentos do veículo para fazermos o cálculo) .
Por exemplo, o torque aplicado nas rodas quando se está em uma pista plana e sem acelerar é diferente de quando se está em uma subida acelerrando. Também poderíamos mostrar a potência efetiva a cada momento, é somente uma questão de processamento de dados.
É claro que este equipamento não existe, mas ele é possível de ser fabricado.

Abraço

[Alessandro Henrique]

Existem alguns transdutores utilizados em telemetria que poderiam ser adaptados facilmente para esta finalidade. A adaptação não se daria no transdutor, e sim no veículo de modo a permitir sua utilização.
Por exemplo, pode se instalar o transdutor no eixo cardã, tanto dianteiro como traseiro ou em ambos.
Mas a melhor forma de verificar o torque fornecido por um motor de combustão interna ainda é o dinamômetro.
Como mencionou o colega Adir, é possível de se calcular o torque desde que se conheça todas as variáveis como foram citadas. Para proceder desta forma necessitaríamos de alguns trandutores, para ângulo do veículo, velocidade real, massa atual, velocidade e direção do vento e outros...
Um dos problemas que afeta a precisão dos cálculos é a questão dos rendimentos dos vários componentes do sistema de transmissão, desde o motor até as rodas. Muitos não possuem rendimentos estáveis, em função de desgaste, ângulo do cardã, temperatura e etc...
Mas é possível fazer uma boa estimativa.

Sds.

[marcelo nunes]

Sem essa!!
O momento torsor (torque) gerado por um motor de combustão interna independe totalmente da massa do veículo, velocidade, inclinação da via, etc...
Se fosse assim, um mesmo motor geraria torque diferente quando montado em veículos diferentes ou mesmo quando rodasse em vias diferentes.
O torque gerado em um mesmo motor varia unicamente com a variação da rotação, o resto não importa absolutamente nada.
Um mesmo motor a uma determinada rotação gera exatamente o mesmo torque esteja na subida, na descida ou numa bancada.

[Adir Schoier]

Caro Marcelo.

O cálculo é possível sim. A física nos ensina que quando deslocamos um corpo de um local para outro, realizamos trabalho (Fxd) e se considerarmos o tempo que levamos para realizar este trabalho, teremos a potência necessária para isto e com a potência podemos calcular o toque exercido nas rodas. Um carro é um corpo que possui uma certa massa, para deslocarmos este carro temos que aplicar uma certa força (estamos aplicando a força na superfície de contato das rodas motrizes com o solo e se multiplicarmos esta força pelo raio do pneu, teremos o torque existente na roda). Se temos um torque nas rodas ele foi gerado pelo motor, é lógico que teremos perdas pelo caminho desde o ponto em que o torque foi gerado, até chegar nas rodas. O torque existente nas rodas motrizes do carro pode ser calculado com boa precisão, dependendo dos transdutores que estiverem sendo usados para leitura das variáveis que citei antes. O cálculo do torque gerado pelo motor terá um erro maior, pois cada carro tem um rendimento diferente, como citou muito coerentemente o colega Alessandro.

Quando testamos um motor na bancada com o dinamômetro, impomos uma carga ao motor, que é aplicada pelo freio do dinamômetro. Esta carga não muda, o freio está apertando o eixo sempre com a mesma intensidade durante todo o teste. Isto é uma situação de bancada onde se levanta a capacidade do motor de fornecer torque em diversas rotações sob a mesma carga.
Quando este motor está tracionando um carro, a carga não depende somente do peso (massa) do veículo, mas também das condições e inclinação da pista, portanto ela é variável, ou seja, dinâmica. A curva de torque x rotação levantada em bancada nos dá idéia da capacidade do motor, o instrumento que estamos falando nos dará o torque efetivo aplicado nas rodas e de forma dinamica (se for uma interface analógica, o ponteiro ficará oscilando o tempo todo, dependendo de quanto acelerarmos, inclinação da pista etc...).

Um mesmo motor gera torques diferentes dependendo da massa do veículo, rendimento do conjunto de tração (caixa, diferencial etc) e pista.
Um mesmo motor terá sempre a mesma capacidade de gerar torque em função da rotação, mas isto é apenas uma situação de bancada e não de aplicação real.

Os transdutores que precisamos para leitura das variáveis são:
1 - Massa - podemos usar strain gages (mas esta variável sempre deve ser medida com o carro parado em terreno não inclinado)
2 - Velocidade - Já existe nos carros (velocímetro)
3 - inclinação da pista - giroscópio

Abraços a todos.

[Alessandro Henrique]

Muito bem colocada a questão, estou de pleno acordo com o colega
Adir.

Sds.

[Sandro Tannuri]

Mas voces gostam de complicar hein?

Aqui no RJ custa 250,00 /hora no dino de rolo, da para passar mais de 2 carros dependendo do que querem fazer.

Abraços,

[marcelo nunes]

Caros teóricos de plantão

Primeiro façamos de conta que não escrevo e leciono sobre o tema "dinamômetros e curvas características de motores de combustão interna " desde 1987.
Façamos também de conta que não estou olhando para um dinamômetro de rolos em pleno e ruidoso funcionamento enquanto escrevo esta resposta.

Pelo raciocínio errado, um mesmo motor instalado em veículos diferentes geraria torque diferente...
Pelo raciocínio errado, o mesmo motor geraria torque diferente num mesmo veículo dependendo da inclinação da rampa...
Pelo raciocínio errado, o mesmo motor, num mesmo veículo, geraria torque diferente apenas aumentando o peso sobre o veículo. Portanto com mais passageiros, o torque gerado pelo motor seria maior...

Não vou discorrer aqui sobre os efetivos cálculos que são efetuados para determinar o torque de um motor de combustão interna, QUE É CONSTANTE PARA UM MESMO MOTOR A UMA DETERMINADA ROTAÇÃO, INDEPENDENTEMENTE DA CARGA ( POIS NÃO ESTAMOS FALANDO DE MOTORES ELÉTRICOS!!) os quais são extensos, de exposição maçante e não são relacionados com a lógica deste site.

As variáveis nstes cálculos são baseados em medições dinâmicas, correlacionadas a variáveis físicas e termodinâmicas. Transcendem em muito a física arroz com feijão de segundo grau...

Simplificando: Como num motor de combustão interna o torque é constante para uma mesma rotação, a variação de massa, inclinação, etc., faz variar simplesmente a velocidade do veículo, que é justamente a variável que manipulamos no dinamômetro de rolos...

[Sukys]

Uma forma relativamente simples (e relativamente precisa) de se obter algumas variáveis do motor (em conjunto ao veículo, que seja dito, como torque, potência e aceleração) é com o uso de um acelerômetro conjugado a um cronômetro e um tacômetro.
Existem alguns já prontos, como o Gtech por exemplo, que fornece inúmeras informações e é muito utilizado em afinações de motor e até de aerodinâmica (normalmente para valores comparativos e não absolutos), porém com pouco dinheiro e algum conhecimento é possivel montar um acelerômetro simples, que tanto pode ser eletromecânico quanto eletrônico.

Tenho uma edição muito antiga da Eletrônica Popular que tem uma matéria sobre a construção de um acelerômetro eletromecânico. Se alguém tiver interesse posso procurar a revista, escanear a matéria e dispôr para cópia. A montagem requer algum conhecimento de elétrica e boa disposição para bricolage, mas não deixa de ser interessante.

Hoje em dia (pelo menos "lá fora") já é relativamente comum encontrar acelerômetros monolíticos eletrônicos, com 1 ou 2 eixos, para monitorar aceleração dinâmica (vibração, por exemplo) ou até aceleração estática (inclinação) e são muito utilizados em air-bag e até em alguns discos rígidos de laptop.
Antes que alguém pense em desmontar o carro ou o computador para arrancar o acelerômetro é bom que se diga que a precisão deles não é lá essas coisas para uso como instrumento automotivo, que requer um fundo de escala que normalmente não ultrapassa 1G (os citados tem fundo de escala que passa dos 10~15G).
Existem diversos fabricantes de acelerômetros e com um pouco de tempo é possivel garimpar sites que fazem venda on-line no varejo (já vi alguns à venda até no e-bay).
Estes acelerômetros requerem um circuito eletrônico para processar seus dados, consequentemente existe a necessidade de projetar um circuito microprocessado para ter um acelerômetro completo e funcional, nada que não possa ser feito por quem tenha alguma habilidade com eletrônica.

Abraços,

[Adir Schoier]

Caro Marcelo.

Eu realmente sei muito pouco do assunto, não leciono nem escrevo artigos sobre o tema e a fisica que sei, apesar de não ser de segundo grau, é meio feijão com arroz mesmo. Mas estou sempre disposto a aprender e quero aproveitar a oportunidade para aprender com o caro amigo professor.

Nós estamos falando de coisas diferentes, mas deixa eu tirar uma dúvida.
Digamos que estou com um carro qualquer andando com o motor em 2000 rpm, o torque existente na roda é o mesmo existente no ponto em que é feito o teste de bancada no motor?

Obrigado pela ajuda.