Êmbolo aliviado mito ou verdade

[josinaldo965]

Gosta que os amigos do grupo mais experiente mim explicasse o porque do êmbolo aliviado diminui o VO da carabina se ele é mais leve não era para ser o contrário e sim aumentar o VO da carabina por ele ser mais leve e se deslocar com mais velocidade e empurrando o ar com mais velocidade ????

 

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[ricardroberg]

Pelo que li no fórum o pistão aliviado, por ser mais leve, tem menos massa e empurra o ar mais lentamente, reduzindo o tranco. Melhorando assim o agrupamento.

Ele é mais leve mas tem a resistência do ar para vencer.

Mais a necessidade vai de carabina para carabina. Alguns preferem trocar a bucha por uma de PU, mantendo o pistão original.

[netby]

Exato

 

o volume do ar á frente do pistão é o mesmo nos dois casos

 

a questão tem a ver com massa do pistão ( peso..) quanto mais massa o pistão tiver( sendo a mola igual nos dois casos..) mais energia cinética transmite... daí maior potência transmite e também maior pancada no fundo da câmara

Editado Outubro 6, 2015 por netby

[Full Throttle]

Olá Josinaldo,

 

Acredito ter entendi sua dúvida, você deve ter pensado na lógica: "reduzindo o peso do conjunto móvel, êmbolo, ele se moverá mais rápido e assim irá gerar maior potência ou velocidade para o projétil, chumbinho".

Este raciocínio não é incomum, porém temos muitas variáveis envolvidas na mecânica do sistema de propulsão do chumbinho, não somente a velocidade do êmbolo, a inércia do conjunto móvel, a perda de carga do ar, o orifício por onde o ar sai da câmara de compressão que segue para o cano da arma, ....

Voltando á sua questão inicial.

Lei de Hooke:

F = k x dx (Eq.1)

Onde

F – Forca [N]

k – Constante da Mola [N/m]

dx – Variação de comprimento da mola, no nosso caso o curso do êmbolo [m]

 

Obs, para este caso vale ressaltar que como a mola, seja helicoidal ou a gás, gas ram, já tem uma pré tensão, a forca nunca chegará a zero, afinal a mola esta ligeiramente comprimida.

 

Segunda Lei de Newton:

F = m x a (Eq.2)

Onde

F – Forca [N]

m – Massa do conjunto de propulsão, êmbolo + bucha + ... [kg]

a – Aceleração do conjunto móvel [m/s]

 

Combinando as duas equações, temos F como variável comum, que é a força que a mola exercerá no conjunto móvel.

Assim

k x dx = m x a (Eq.3)

 

Sendo a parcela “k x dx” invariável, se não houver alteração de mola, tamanho das peças, ...,

Logo

Constante = m x a, assim, aumentando a massa do conjunto teremos uma aceleração menor e o inverso também ocorrerá.

Equação de Torricelli

v^2 = v₀^2 + 2 x a x dx (Eq.4)

Onde

v – Velocidade Final [m/s]

v₀ – Velocidade Inicial, no nosso caso zero [m/s]

a - Aceleração do conjunto móvel [m/s]

dx – Espaço percorrido pelo conjunto móvel, no nosso caso o curso do êmbolo [m]

 

Agora combinando a Equação de Torricelli com a Lei de Hooke e com a Segunda Lei de Newton temos: (isolando a aceleração e substituindo pelo referente termo na (Eq.3))

v = dx x [ (2 x k ) / m ] ^1/2 (Eq.5)

 

Momento Linear

P = m x v

P – Momento Linear [kg x m/s]

m – Massa do sistema móvel [kg]

v – Velocidade do sistema móvel [m/s]

Assim, confirmamos que com uma massa menor a velocidade do conjunto móvel tende a ser maior, porém, temos os seguintes fatores para serem avaliados em conjunto.

 

1. Diâmetro do orifício de saída do ar da câmara de compressão, para o caso de uma velocidade maior do embolo, seria necessário também um maior orifício, isto devido à perda de carga com esta nova velocidade ser maior, não vou entrar no mérito de fundamentação teórica de mecânica dos fluidos, mas basicamente com uma velocidade maior do fluido a perda de carga, perda de pressão, também tem um incremento;
2. O diâmetro do orifício de passagem do ar é dimensionado para uma determinada condição de operação, alterando isto o orifício também precisaria ser alterado, talvez mudar a mola para adequar às novas condições também seria uma alternativa;
3. Mesmo o êmbolo aliviado tendo uma maior aceleração, ele não conseguirá manter a correlação direta com o alivio de peso por perdas diversas, assim, irá acabar gerando menos pressão;
4. Não necessariamente o aumento de peso de um êmbolo irá trazer benefícios com relação a potencia, mas a tendência é que se tenha maior potencia, porém com menor precisão devido ao aumento do recuo.

 

 

Temos fatores de vedação do sistema e alguns outros que podem ser afetados com a alteração da velocidade do embolo, mas em resumo, o embolo poder atingir velocidades maiores, mas isto não representa maior velocidade, para o chumbinho devido a outros fatores envolvidos como a perda de carga do sistema e inercia do sistema móvel.

 

Abaixo deixei um link para uma ilustração do funcionamento de uma carabina de ar, neste caso com mola helicoidal, mas se for gasram é a mesma coisa, exceto que teríamos uma mola de gás comprimido.

http://www.arld1.com/images/swfs/pistonpelletdynamics.swf

 

Apenas como sugstão, este forum é bem completo e tem muita informação de uma pesquisada antes de criar um tópico, já deve existir algo sobre o assunto, este tópico é um exemplo, http://carabinasdear.com.br/caforum/index.php/topic/12833-pistao-aliviado/.

 

Att,

[R_Fritz]

Completíssimo Full, puta que pariu.

[Cyntra]

Full, leva seu primeiro +1. pela excelente contribuição.

[Rogério Saran]

U.a.u. +1!

[edenilson]

excelente explicação + um

[Evaldo Lucena]

Full, já sou seu fã!!!!

 

Brincadeiras a parte, parabéns pela desertação!

 

Evaldo Lucena

[123]

Obrigado pelo esclarecimento.

[Jefo]

Parabéns Full, que aula!

 

Resumindo: quando mais massa no pistão mais energia retida (inércia), portanto tem mais "força" para empurrar o bolsão de ar comprimido que forma-se no fundo da câmara de compressão.

[Zarcano]

excelente explicação

[herlon]

eu estava quase comprando um pistão aliviado para a hatsan 125 depois de ver esse topico vou apenas trocar a bucha por uma de pu

[R_Fritz]

eu estava quase comprando um pistão aliviado para a hatsan 125 depois de ver esse topico vou apenas trocar a bucha por uma de pu

Aconselho o kit elite, com a mola helicoidal e encamisada.

 

Ou o kit GR70.

 

Baixar a massa do pistão só tem vantagens, mas a troca da bucha pode sim ajudar bastante.

[herlon]

Aconselho o kit elite, com a mola helicoidal e encamisada.

 

Ou o kit GR70.

 

Baixar a massa do pistão só tem vantagens, mas a troca da bucha pode sim ajudar bastante.

ela já veio com gr de 75 kg. E pelo que eu entendi, se colocar o pistão aliviado, irei perder força. Por isso que estou pensando em deixa-la com gr original e o pistão original, mudando apenas a bucha pela de pu. Mas de qualquer forma, obrigada pela dica.

[R_Fritz]

ela já veio com gr de 75 kg. E pelo que eu entendi, se colocar o pistão aliviado, irei perder força. Por isso que estou pensando em deixa-la com gr original e o pistão original, mudando apenas a bucha pela de pu. Mas de qualquer forma, obrigada pela dica.

 

Desculpa Herlon, mas você não pegou o espírito da coisa ainda, dá mais uma lida no post do Full Throttle, é exatamente o contrário, você tem mais pancada na arma, não mais força transferida pro chumbo, isso depende 99% do ar expelido da câmara que tem um volume máximo e do transfer port, na realidade a HT125 com o 75kg tem menos potência do que com GR70Kg.

 

Dá mais umas lidas amigo, é complicado mesmo por ser todo um conjunto de trabalho, aliás é bem esse o pensamento de uma carabina de ar, a energia cinética que pode gerar trabalho, como uma máquina a vapor.

 

Forte abraço.

[herlon]

Obrigado pela dica irmão, vou fazer um teste agora em janeiro. Vou adquirir o pistão aliviado da elite e vou fazer os testes com as duas, o original e o pistão da elite, porém não tenho um cronogrofo para medir a velocidade, irei fazer no sabão e quando terminar postarei o resultado. Feliz natal a todos e um próspero ano novo com muita paz e saúde.