Como a matemática é usada na mecânica automobilística?

Escrito por derek odom | Traduzido por gabriela drumond
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Como a matemática é usada na mecânica automobilística?
A matemática na mecânica de automóveis (Zedcor Wholly Owned/PhotoObjects.net/Getty Images)

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Relação de marchas

Em mecânica de automóveis, engrenagens e suas relações estão em toda parte, e a matemática é a única maneira de entendê-las. Tudo, desde relações de anéis e pistões até relações de marchas e até mesmo tamanhos de pneus, entra em jogo para a relação de transmissão final. Alguns modelos de tração a quatro rodas têm eixos de redução de marchas, o que permite grande multiplicação de torque também em velocidades baixas. Estas relações são o que determinam o que o velocímetro diz, em qualquer velocidade. Se mesmo um dos componentes da engrenagem é alterado para um tamanho diferente, o velocímetro vai ler muito rápido ou muito lento.

Volume

Matemática é usada para determinar o tamanho de cada cilindro, e cada um deles é adicionado até um total, que representa o deslocamento do próprio motor. O tamanho da câmara de combustão deve ser conhecido e calculado, bem como a capacidade do cárter de óleo e do sistema de arrefecimento. Cada um destes componentes é programado para usar a matemática em conjunto com ferramentas especiais.

Tolerâncias e PSI

Cada tolerância dentro de um motor requer matemática, a fim de funcionar corretamente. Os pistões e o virabrequim são marcados no uso de medidores especiais, como é feito com o chicote nas válvulas dentro dos cabeçotes. Cada pistão é projetado com base em fórmulas matemáticas de modo que, quando os anéis forem instalados, o resultado será um ajuste limpo. A bomba de óleo deve operar com uma certa pressão para cada motor, e a base desses ajustes é a matemática. Os sistemas de distribuição de combustíveis, como o sistema de injeção, exigem precisão matemática para manter a pressão correta e o fluxo de combustível ao longo das rotações do motor. Até mesmo os pneus do veículo são calibrados a uma certa pressão (PSI), que é uma equação matemática por si própria.

Outros números

Mecânicos e engenheiros automotivos também devem levar a rotação do motor em conta na concepção ou na instalação de componentes. Por exemplo, um motor a 600 rpm necessitará de uma quantidade X de combustível, de óleo e refrigerante, enquanto que um motor de corrida a 3.000 rpm vai precisar de muito mais. Comprimentos e tamanhos de correia no motor são todos concebidos usando a matemática, assim como a espessura e comprimento da mangueira de combustível. A bomba d'água deve fluir uma certa quantia de água para cada rpm, e o radiador deve ter uma capacidade que atenda às necessidades do motor ao longo de diferentes condições de tempo e de cargas -- todas essas respostas são alcançadas utilizando a matemática.

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