Calculadora Biela-Manivela (Posição, Velocidade e Aceleração do Pistão)

O que faz esta ferramenta

O pistão não se move como uma sinusoide simples: a biela inclina-se, e por isso o pistão percorre mais de metade do curso nos primeiros 90° de rotação da cambota: anda mais depressa perto do topo do que uma sinusoide daria e demora-se mais perto do fundo — o gráfico põe a velocidade exata ao lado da sinusoide. Quanto mais curta a biela em relação à manivela, maior a diferença e maior a aceleração no ponto morto superior, ω²r(1 + r/l), que fixa a carga de inércia na biela e nos apoios. A velocidade média do pistão, 2·curso·rpm/60, é o valor que os construtores de motores mantêm controlado por causa do desgaste.

Fórmula

x = r cos θ + √(l² − r² sin² θ) · v = ω r (sin θ + r sin θ cos θ ÷ √(l² − r² sin² θ)) · a at TDC = ω² r (1 + r ÷ l)

Variáveis

Exemplo resolvido

Limitações

• A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.
• Misturar unidades é a causa de erro mais comum. Converta todos os valores para as unidades indicadas ao lado de cada campo antes de calcular.