MOTORES TEMA 2.2 tipos de Potencia y Par motor

 Hemos visto que el combustible que se introduce en el interior de los cilindros, posee una energía química que, con la combustión, se transforma en energía calorífica, de la cual una parte es convertida en Trabajo mecánico. En términos físicos, este Trabajo(W) es el producto de la Fuerza aplicada(F) de la explosión al pistón por la Distancia recorrida(d), la carrera del p.m.s. al p.m.i., bajo la aplicación de la misma Fuerza. La fórmula la podemos ver en la figura 1.

                                                                         Fig.1

 Todo Trabajo se realiza en un determinado Tiempo(t) y de la relación entre Trabajo(W) y el Tiempo(t) resulta la Potencia(P) desarrollada, mediante cualquiera de las siguientes fórmulas equivalentes de la figura 2.

                                                                          Fig.2

 Conviene especificar las unidades de medida de cada Magnitud, es decir, el Trabajo(W) se mide en Julios(J), la Fuerza en Newtons(N), la Distancia en metros(m), el Tiempo en segundos(s) y la Potencia en Watios(W) que a su vez se pueden reconvertir a Caballos de Vapor(CV) mediante la siguiente equivalencia 1CV=736W .

 La Potencia máxima que puede desarrollar un motor depende de varios factores, cabe destacar la cilindrada total, relación de compresión, carrera del pistón, número de cilindros, régimen de giro del motor(rpm), alimentación del motor(aspiración o turboalimentado).

 La Potencia desarrollada en el interior de los cilindros de un motor, no está aplicada íntegramente al cigüeñal, pues una parte de ella es absorbida por las resistencias pasivas(calor, rozamientos, etc.). Fundamentalmente podemos distinguir 3 clases de Potencia en un motor: la Indicada(Pi), la Efectiva(Pe) y la Absorbida(Pa).

 La Potencia Indicada(Pi) es la que realmente se desarrolla en el cilindro por el proceso de combustión. La Pi es el producto del Trabajo desarrollado durante una carrera útil(fase de explosión) por el número de ellas realizadas en la unidad de Tiempo. De esta definición podemos sacar la conclusión de que comparando un motor de 4 tiempos con uno de 2 tiempos que consigan el mismo Trabajo en la fase de explosión, a un mismo régimen de giro(rpm), el motor de 2 tiempos desarrolla el doble de Potencia Indicada, puesto que tiene una explosión por vuelta, el doble que un motor de 4 tiempos que tiene una explosión cada 2 vueltas del cigüeñal.

 En funcionamiento, una parte de la Potencia Indicada del motor es empleada en vencer los rozamientos en el interior tanto del cilindro y en otras partes móviles acopladas al cigüeñal. Por esta causa, la Potencia Indicada siempre será menor que la Potencia Efectiva.

 A continuación veremos el concepto de Par motor; la Fuerza de la explosión aplicada al pistón y a la biela y transmitida por ésta al codo o muñequilla del cigüeñal para hacerlo girar produce un esfuerzo de rotación que se conoce con el nombre de Par motor o Torque. Así pues, el Par motor es un esfuerzo de giro y es el producto de la Fuerza apliacada, por la biela al codo del cigüeñal, por la Longitud existente entre éste y el eje de rotación del cigüeñal.

 Debido a diferentes factores, el mayor valor de la Fuerza aplicada al pistón producida por la explosión, y con ello el Par motor, no se da al máximo régimen de giro del motor(rpm), sino a uno mucho menor en que el llenado de gases del cilindro es más óptimo y con ello se obtienen explosiones que generan mayor Presión.

 El Par motor multiplicado por el régimen de giro motor(rpm) da como resultado la Potencia Efectiva(Pe), también conocida como Potencia al Freno, ya que se mide empleando un dispositivo frenante aplicado al eje del motor(cigüeñal).

 Uno de los primeros dispositivos empleados fue el Freno de Prony, actualmente en desuso por haber sido superado por otros más sofisticados. No obstante, para aclarar el concepto básico del Freno de Prony vemos uno en la figura 3.

                                                                              Fig.3

 Las unidades de medida del Par motor más empleadas son el metro-kilogramo(mKg)  y  el  metro-newton(mN).

 De todo esto se deduce que el Par motor representa la capacidad del motor para producir Trabajo, mientras que la Potencia es la medida de la cantidad de Trabajo producida por el motor en un Tiempo determinado.

 Ahora veremos el concepto de Potencia Absorbida(Pa), se dice que es la diferencia entre la Potencia Indicada(Pi) y la Potencia Efectiva(Pe). También puede decirse que es la Potencia empleada en vencer los rozamientos entre las partes mecánicas en movimiento como pistones y cojinetes, y para movilizar los diferentes órganos acoplados al cigüeñal como bomba de engrase, alternador, bomba de agua, árbol de levas, e incluso para realizar el Trabajo de barrido de los gases quemados en la fase de escape.

 En realidad la Potencia Absorbida es difícil de medir con exactitud, la forma más práctica es hacer girar el motor, sin que esté en marcha, midiendo la Potencia que es necesaria emplear. Todo ésto después de haber estado funcionando el motor alcanzando su temperatura óptima de régimen.

 En el caso de la llamada Potencia Fiscal(Pf) es aquélla por la que tributan al Estado los vehículos, y nada tiene que ver con la desarrollada por el motor. La fórmula para determinarla varía según el Estado, pero se puede decir que se basan en datos como el calibre, carrera y el número de cilindros del motor. 

 Hasta aquí el apartado de hoy, en el próximo, aprenderemos a interpretar un gráfico de curvas de Potencia y Par motor y estudiaremos el concepto de Orden de Encendido.

 Aprovecho para agradecer las visitas desde América, me dan mucho ánimo, y por supuesto las de mis compatriotas españoles. Un saludo a todos.