A velocidade dos pistões, em geral indicada em metros por segundo (m/s), é calculada multiplicando-se seu curso por 2, então pela rotação em questão e dividindo-se o resultado por 60 (60 segundos em um minuto).

Por exemplo, se o curso é de 86 mm, como no motor GM de 2,0 litros, ele percorre 86 mm a cada subida e 86 mm a cada descida (que somadas dão um ciclo de operação do motor). Com isso, a 5.000 rpm percorre 860.000 mm, ou 860 metros, a cada minuto (86 x 2 x 5.000 / 1.000) ou 14,3 metros por segundo (860 / 60).

Em que isso influi? Considerando-se a mesma resistência de materiais, a durabilidade do motor tende a ser maior com menores velocidades médias de pistão. Se não se pretende reduzir a rotação usual de trabalho (em um carro esporte ou de competição, por exemplo), uma alternativa é adotar menor curso dos pistões, para que percorram menor espaço à mesma dada rotação.

Há casos de automóveis e motocicletas que ganham novas medidas de diâmetro e curso em aplicações esportivas. A Honda mantinha dois motores de 1,6 litro para o Civic, anos atrás: o de 81 x 77,4 mm, para os esportivos VTi, e o de 75 x 90 mm para as demais versões. Já a Ducati adotou 104 x 58,8 mm na superesportiva 998R, enquanto na versão "comportada" 998S as medidas eram de 100 x 63,5 mm. Claro, existem outros fatores para se determinar essas dimensões

A relação entre desempenho, consumo, suavidade de funcionamento e durabilidade de um motor é influenciada, entre diversos fatores, pelo curso dos pistões. Quando o curso é muito longo, o motor tende a produzir mais torque e, em conseqüência, maior potência já a partir de rotações baixas. O conceito de quadrado, super ou sub está em desuso. Hoje fala-se em motor de curso longo e motor de curso curto.

O que deve ser considerado são os objetivos de uso e, a partir daí, projetar o motor de acordo. É claro que se o intuito é obter a maior potência possível em relação à cilindrada, o motor terá de ser de alta rotação. Para ser de alta rotação a velocidade média dos pistões terá de ser mantida no limite que a tecnologia atual permite (a custos razoáveis), 20 metros por segundo. Define-se aí o curso dos pistões.

Para calcular o curso máximo que resulte em 20 m/s, em um motor 2,0-litros de quatro cilindros que vá girar a 6.000 rpm, multiplica-se 20 por 30 e divide-se por 6.000, obtendo-se 0,1 metro ou 100 mm. O diâmetro dos cilindros, calculado, será de 79,8 mm. O engenheiro, então, joga com esses dados para definir o motor final. Há vários outros aspectos, como a altura do motor ficar grande demais para caber em seu compartimento, o curso muito longo exigir bielas de comprimento adequado para se conseguir relação r/l favorável, e por aí vai.

Pode-se dizer que curso curto é um mal necessário quando se objetiva motor de alta rotação (e alta potência). Diâmetro de cilindros muito grande representa dificuldade de queima da mistura ar-combustível, pela distância entre a vela e os pontos mais distantes na câmara de combustão. É por isso que se recorre à dupla ignição hoje em dia, como no Honda Fit, Porsche 911 (nos tempos do arrefecimento a ar) e alguns Alfa Romeos -- no passado era para evitar enguiços, e nos motores de avião é por segurança.

Esses efeitos podem ser evidenciados na comparação entre motores de mesma cilindrada (1.796 cm3) e nível tecnológico, como os 1,8-litro da General Motors -- o de curso longo do Corsa e Meriva, com diâmetro de 80,5 mm e curso de 88,2 mm, e o de curso curto do Astra, com 84,8 x 79,5 mm.

Com o curso do Astra as bielas podem ser mais curtas e leves sem prejuízo da relação r/l. Mesmo que o Corsa usasse bielas tão longas quanto as do Astra (não usa por questão de aproveitamento de componentes dos demais motores da família, de 1,0 a 1,6 litro), teria r/l acima do limite convencionado de 0,3: exato 0,308, contra 0,277 do Astra.

E quanto à velocidade média dos pistões? Às mesmas 6.000 rpm, os pistões do Astra percorrem 15,9 metros por segundo, e os do Corsa, 17,6 m/s. Disso resulta a tendência a maior durabilidade, nessas condições de uso, para o motor de curso curto.

Compromisso intermediário pode ser obtido com diâmetro e curso iguais ou equivalentes, no que se costumava chamar motor quadrado: é o caso do 2,0-litros da GM (Astra), com 86 mm em ambas as medidas. Comparado ao motor Volkswagen de cilindrada equivalente (82,5 x 92,8 mm), por exemplo, o da GM possui melhor relação r/l (0,300 com bielas de 143 mm, contra 0,322 do VW, apesar das bielas pouco maiores, 144 mm) e menor velocidade média dos pistões (17,2 m/s a 6.000 rpm, ante 18,5 m/s do VW).

Quando o leitor dirige automóveis de modelos e cilindradas variadas, talvez perceba uma diferença no comportamento de alguns motores. Há veículos em que o propulsor é "liso", sobe de giros com suavidade, sem vibrações excessivas, e chega ao limite de rotações quase sem se notar. E há os carros que "arranham", reclamam à medida em que o ponteiro do conta-giros se move, transmitindo vibrações e aspereza que tiram muito do prazer de dirigir.

A explicação para isso pode estar numa questão simples, mas importante: a relação r/l. As letras vêm de radius (raio em inglês), o raio da manivela do virabrequim (que corresponde à metade do curso dos pistões), e length (comprimento), alusivo às bielas, de centro a centro dos furos da cabeça e do pé. Mas o que isso significa?

Em dois motores de mesmo curso do pistão, com a biela maior (vista no desenho à direita)

seu ângulo com a vertical é nitidamente menor: vantagens no aproveitamento da força de expansão dos gases queimados

Como se sabe, durante o funcionamento do motor os pistões sobem e descem no seu trabalho de movimentar o virabrequim. Unindo pistões e virabrequim estão as bielas, que oscilam para um lado e para o outro à medida em que este último gira, formando um ângulo com o plano do cilindro. É fácil entender que, quanto maior (mais longo) for o curso do virabrequim (manivela portanto maior) e mais curtas forem as bielas, mais acentuado será esse ângulo, tornando mais intensas as forças laterais dos pistões sobre os cilindros.

Quanto maior a força lateral, menor o aproveitamento da força de expansão dos gases queimados, o que resulta em torque e potência abaixo do que seria teoricamente possível. As vibrações originadas de maiores forças de inércia respondem pela aspereza de funcionamento. É aí que entra a relação r/l: uma fórmula simples para saber se o comprimento das bielas é adequado ao curso dos pistões, um modo de saber até onde foi o cuidado dos engenheiros com esse aspecto de influência direta sobre o rendimento e o prazer de dirigir.

Poucos informam, mas todos os fabricantes conhecem a relação r/l e como ela afeta o prazer em dirigir. O

motor 2,0 do Astra fica no limite correto de 0,3

O limite para uma relação r/l correta é 0,3. Todo engenheiro sabe que quanto maior for a biela, melhor para o motor. Uma biela infinitamente longa seria o ideal, mas é preciso considerar que há limites de altura do motor, impostos pelo estilo, e que quanto mais longa a biela, maior terá de ser sua resistência para que não venha a fletir. É válida uma comparação: fazendo força vertical sobre uma régua apoiada numa mesa, quando mais comprida a régua, mais ela entorta, mais ela flete -- e, como a biela, depois de fletir repetidas vezes a régua quebra.

Exemplo de motor que atende ao limite "raspando" é o 2,0-litros da General Motors, com curso de 86 mm e bielas de 143 mm de comprimento. Ao se dividir o meio-curso, 43 mm, pelo comprimento das bielas, chega-se a exato 0,3 (considerando até milésimos). E o que acontece com esse fator se aumentarmos o curso dos pistões, mantendo as bielas ou ampliando-as em pequeno grau?

A resposta está em outros motores GM da chamada Família II. No 2,2-litros o curso passa a 94,6 mm e as bielas crescem para 148 mm, o que resulta em 0,319: já se tem um motor de

funcionamento mais áspero, como se percebe ao dirigir um Omega ou Vectra de oito válvulas. Na versão 16V do mesmo motor no Vectra, contudo, a GM adotou duas árvores de balanceamento,

que anulam vibrações: o rendimento não melhora, mas a aspereza diminui bastante.

Na versão de 2,2 litros da mesma família, hoje usada no

Vectra, as bielas são mais longas, mas não o bastante

para o maior curso dos pistões. A r/l piora para 0,319

A mesma Família II fornece outros bons exemplos. Na versão de 2,4 litros (S10 e Blazer) o curso chega a 100 mm, sem que as bielas tenham sido alongadas. A divisão resulta em 0,337, muito além do 0,3 convencionado como limite, e explica por que esse motor vibra tanto -- mesmo aplicado a veículos com chassi e carroceria separados, configuração que isola melhor as vibrações que o monobloco.

No outro extremo está o motor 1,8 da mesma linha, agora utilizado só no Astra a álcool: são apenas 79,5 mm de curso com as mesmas bielas de 143 mm do motor 2,0. Feita a conta, a r/l é de 0,277, bem abaixo do valor máximo correto. Trata-se de motor suave e eficiente em alta rotação, mas que a GM -- infelizmente -- abandonou, preferindo uma versão 1,8 da Família I para o novo Corsa.

De 999 a 1.796 cm3, o comprimento de bielas é o mesmo em todos os motores usadosno Corsa. Resultado: funcionamento suave no 1,0 e um tanto áspero no novo 1,8

Esse motor pertence à mesma linha que já teve cilindradas de 1,0, 1,4 e 1,6 litro no Corsa antigo, todas com bielas de 129,75 mm. Ao passar o curso dos pistões para 88,2 mm, o fabricante elevou a relação r/l para 0,339, a pior entre os automóveis nacionais e importados relacionados neste artigo (veja tabela). O resultado foi uma aspereza de funcionamento em média e alta rotação que até o motorista menos experimentado percebe -- mesmo que não conheça sua origem.

Outras marcas também incorrem nesse erro, mas em menor grau. O antigo motor Fiasa da Fiat teve versões de 994, 1.048, 1.297 e 1.497 cm3 (esta ainda usada no Fiorino e Strada Working -- não confundir com o 1,5 da linha Sevel, extinto desde 1990), diferenciadas apenas no curso dos pistões, entre 54,8 e 82,5 mm. As bielas de 130 mm eram as mesmas em toda a linha. Com isso, a versão 1,0 apresentava funcionamento dos mais suaves (r/l de 0,21, a melhor já vista pelo BCWS), enquanto no 1,5-litro o fator sobe para elevado 0,317. Continua

O VW AP-1600 do Gol marcou época pelo excelente rendimento e funcionamento sem vibrações, graças à r/l de 0,268. Mas o 1,6 de alumínio do Golf (ao lado), ainda usado no Audi A3, surpreende com 0,259

Na faixa de 1,6 litro, um dos melhores exemplos de motor em maciez de funcionamento e rendimento global era o Volkswagen AP-600 (depois AP-1600), com curso de 77,4 mm e biela de 144 mm, para r/l de 0,268. Em sua evolução, o 1,6 com bloco de alumínio utilizado pelo Golf de 1999 a 2001, as bielas eram ainda maiores, 149 mm, para excelente r/l de 0,259. 

No Brasil a VW manteve as bielas do motor 1,8 no 2,0 do Santana e Gol, que adquiriu incômoda aspereza. Mas até na Alemanha as bielas curtas voltaram a ser usadas, para evitar um bloco muito alto que não caberia sob o capô

Em contrapartida, a mesma VW deu bons exemplos de efeito de bielas inadequadas quando lançou o motor 2,0-litros do Santana. Com a biela de 144 mm, o 1,8-litro apresentava relação r/l de 0,3 exato (como no GM 2,0), mas a mesma biela no 2,0 (curso de 92,8 mm) elevou a relação

para 0,322. Na Alemanha o motor maior saiu com bielas de 159 mm, para r/l de 0,291, mas a VW

brasileira informa que também lá as de 144 mm retornaram. A razão é que as mais longas requerem bloco 15 mm mais alto, responsável pelo "calombo" no capô do Gol GTI 16V, que as

utilizava.

Antes do 2,0 houve a questão do motor 1,8. Lançado com bielas de 136 mm para o curso de 86,4 mm, a r/l era 0,317. Combinado à transmissão longa (4+E), o Santana de 85 cv decepcionou em desempenho. Em pouco tempo saía nova versão de motor, 90 cv, com bielas de 144 mm (r/l de

0,3), e a transmissão era encurtada -- e a VW convenceu a todos de que o erro estava no câmbio...

A BMW não brinca em serviço: o seis-cilindros em linha de 2,5 litros tem

ótima relação r/l de 0,258, para insensibilidade às velocidades comuns

nas auto-estradas alemãs

Fabricantes de prestígio como Mercedes-Benz, BMW e Porsche, que projetam carros para percorrer as autobahnen, as auto-estradas alemãs de velocidade ilimitada, a mais de 200 km/h por centenas de quilômetros, cuidam deste fator como poucos.

O 2,5-litros da marca bávara, por exemplo, recorre a um curso reduzido de 75 mm e utiliza bielas de 145 mm, para uma ótima relação de 0,258. Ao lado da configuração de seis cilindros em linha, que a empresa reluta em abandonar, a excelente relação r/l expressa em números o prazer de acelerar um motor suave e isento de vibrações.

A hora da verdade

A tabela abaixo traz a relação r/l e os dados necessários para sua obtenção (curso dos pistões e comprimento das bielas entre os centros dos furos) da maioria dos automóveis e utilitários vendidos no Brasil. Alguns fabricantes omitiram-se a nossas insistentes solicitações e não divulgaram esta informação, casos em que aparece a sigla ND (não-disponível). Caso venham a rever esta posição mais tarde, a tabela será atualizada. Na coluna à extrema direita aparece nosso julgamento da relação r/l obtida: até 0,300, correto (em verde); acima, incorreto (em vermelho).

Marca Motor (l)

Exemplos deaplicação

Curso (mm)

Bielas (mm)

Relação r/l

Alfa Romeo 2,0 145, 147, 155, 156 91 ND ND  

  2,5 156 desde 2003 68,3 ND ND  

  3,0 166 72,6 ND ND  

A marca não divulgou o comprimento das bielas de seus motores

   

Audi 1,6 A3 77,4 149 0,259  

  1,8 A3, A4 até 2001 86,4 144 0,3  

  2,0 A4 desde 2002 92,8 ND ND  

  2,8 A4 e A6 até 2001 86,4 164 0,263  

  3,0 A4 e A6 desde 2002 92,8 ND ND  

A marca não divulgou o comprimento das bielas de alguns de seus motores

   

BMW 2,2 Série 3 80 145 0,275  

  2,5 Série 3 75 145 0,258  

A marca não divulgou o comprimento das bielas de outros motores solicitados

Marca Motor (l)

Exemplos deaplicação

Curso (mm)

Bielas (mm)

Relação r/l

Chevrolet 1,0 Celta, Corsa 62,9 129,75 0,242  

  1,6 Corsa 81,5 129,75 0,314  

  1,8 Novo Corsa, Meriva 88,2 129,75 0,339  

  1,8 Astra, Monza, Kadett 79,5 143 0,277  

  2,0 Astra, Kadett, Vectra, Zafira 86 143 0,3  

  2,2 Vectra, Omega, Blazer, S10 94,6 148 0,319  

  2,4 Blazer, S10 100 148 0,337  

  4,3 Blazer, S10 88,4 144,78 0,305  

  3,8 Omega a partir de 1999 86,4 145,85 0,296  

  4,1 Opala, Omega até 1998 89,7 152,4 0,294  

   

Chrysler 2,0 Neon, PT Cruiser, Stratus 83 ND ND  

  2,7 Sebring 78,5 ND ND  

  3,3 Grand Caravan 81 ND ND  

  3,7 Cherokee desde 2002 90,8 ND ND  

  4,7 Grand Cherokee desde 2000 86,5 ND ND  

A marca não divulgou o comprimento das bielas de seus motores

   

Citroën 1,6 Xsara 82 178 0,23  

  2,0 Xsara, Picasso, C5 88 139 0,316  

  2,95 C5 82,6 154 0,268  

   

Fiat 1,0 Mille, Palio (motor Fiasa) 54,8 130 0,21  

  1,0 Mille, Palio (motor Fire) 64,9 ND ND  

  1,5 Uno, Palio, Fiorino, Strada 82,5 130 0,317  

  1,25 Palio, Doblò 78,9 ND ND  

  1,6 Palio, Strada, Brava até 2001 67,4 ND ND  

  1,6 Doblò, Brava desde 2002 78,4 ND ND  

  1,75 Brava, Marea 82,7 ND ND  

  2,0 Marea 75,65 ND ND  

  2,45 Marea 90,4 ND ND  

A marca não divulgou o comprimento das bielas de seus motores

   

Ford 1,0 Ka, Fiesta 67,4 128,8 0,261  

  1,6 Ka, Fiesta, Escort 75,5 128,8 0,293  

  1,8 Escort, Focus 88 140,7 0,312  

  2,0 Focus, Mondeo até 2000 88 140,7 0,312  

  2,0 Mondeo desde 2002 83,1 139,2 0,298  

  2,3 Ranger desde 2001 94 154,8 0,303  

  4,0 Ranger 84,4 146,1 0,288  

   

Honda 1,7 Civic 94,4 ND ND  

  2,3 Accord 97 ND ND  

A marca não divulgou o comprimento das bielas de seus motores

   

Mercedes 1,6 A 160 80 155,5 0,257  

  1,9 A 190 84 151,5 0,277  

  2,0 C 200 (4 cil.) 78,7 154 0,255  

  2,3 E 230 (4 cil.) 88,4 149 0,296  

  2,4 E 240 (6 cil.) 73,5 154 0,238  

  3,2 CLK 320 (6 cil.) 84 148,5 0,282  

  4,3 E 430 (V8) 84 148,5 0,282  

  5,0 S 500 (V8) 84 148,5 0,282  

   

Peugeot 1,0 206 66,8 122 0,273  

  1,6 206, 307 82 ND ND  

  2,95 607 82,6 154 0,268  

A marca não divulgou o comprimento das bielas de alguns de seus motores

   

Porsche 2,7 Boxster 78 145 0,268  

  3,2 Boxster S  78 145 0,268  

  3,4 911 até 2001 78 145 0,268  

  3,6 911 desde 2002 82,8 142 0,291  

  3,6 911 Turbo 76,4 127 0,3  

   

Renault 1,0 Clio, Twingo, Kangoo 66,8 122 0,273  

  1,6 Clio, Mégane, Scénic, Kangoo 80,5 128 0,314  

  2,0 Mégane, Scénic 93 144 0,323  

   

Toyota 1,8 Corolla até 2002 85,5 ND ND  

  1,6 Corolla desde 2003 81,5 151,65 0,268  

  1,8 Corolla desde 2003 91,5 146,65 0,312  

  3,0 Camry, Lexus ES 300 83 ND ND  

A marca não divulgou o comprimento das bielas de alguns de seus motores

   

VW 1,0 Gol desde 1997 70,6 144 0,245  

  1,8 Gol, Golf GTI 86,4 144 0,3  

  2,0 Santana, Polo, Golf, Bora, Beetle 92,8 144 0,322  

  2,0 Passat (1994 a 1996), Gol GTI 16V 92,8 159 0,291  

  1,6 Gol 77,4 144 0,268  

  1,6 Golf até 2001 77,4 149 0,259  

  1,6 Polo, Golf desde 2001 86,9 138 0,314  

  2,8 Passat desde 1999 86,4 164 0,263  

   

Volvo 2,0 S60, V70 (5 cil.) 77 147 0,262  

  2,0 S40 (4 cil.) 90 139,5 0,322  

  2,3 S60, V70 T5 (5 cil.) 90 147 0,306  

  2,4 S60, V70 2.4T (5 cil.) 90 139,5 0,322  

  2,8 S80 T6 90 139,5 0,322  

  2,9 S80 90 147 0,306