viernes, 14 de septiembre de 2012

La potencia y el par motor

En el cálculo de prestaciones de un automóvil se utilizan los parámetros denominados Potencia y Par Motor.
La potencia y el par motor (denominado también Torque, Par de Fuerzas o Momento de una fuerza) son dos magnitudes que reflejan la fuerza que puede llegar a ofrecer un motor, siendo ambas específicas de cada motor en concreto.
Tanto la potencia como el par motor varían en función de las revoluciones de giro del motor, de manera que va aumentando al acelerar hasta que alcanzan un punto donde ambos valores si se sigue acelerando comienzan a disminuir.



El gráfico característico de estas magnitudes es similar a los que se muestran a continuación, donde podemos observar a la derecha la escala vertical que corresponde a las unidades de potencia (curva roja), y a la izquierda las unidades que se corresponden con la curva de par motor (curva azul). En el eje horizontal se muestran las revoluciones por minuto, de manera que la curva de cada magnitud describe su variación a medida que aumentan o disminuyen las vueltas por minuto del motor.


Gráfico característico de la Potencia y el Par motor




El par motor permite medir la fuerza o par de torsión en el eje del motor (eje del cigüeñal).

Gráfico característico del Par Motor


El par es una fuerza rotacional, que en vez de aplicarse en línea recta, lo hace en un punto donde provoca un giro con respecto al punto del eje. Esta distancia se denomina brazo de palanca (d).


Esquema básico de funcionamiento de un motor de explosión.

Fuerza sobre el eje de salida del motor (cigüeñal)




El par motor se expresa en Newton por metro (N.m) y se relaciona al igual que la potencia con las revoluciones a las que se alcanza su valor máximo.
El par motor al igual que la potencia se mide en un aparato denominado Banco de Potencia, que según el tipo de modelo, permite medir dichos valores sobre la rueda del vehículo o sobre el motor desmontado:

Medición de la potencia y el par motor sobre un banco de rodillos (Potencia en la rueda)


Medición de la potencia y el par motor sobre un banco de motor (Potencia en el eje de salida)

 


Para entender el concepto de potencia es necesario entender antes otra magnitud física, el trabajo de una fuerza.
El trabajo de una fuerza representa el producto de la fuerza por la distancia recorrida.

Video de referencia

 

Cuando movemos un cuerpo con la fuerza de un kilógramo para que recorra 1 metro, estamos efectuando un trabajo de 1 kg x metro. A mayor fuerza ejercida mayor trabajo efectuado. 

Cuando se realiza trabajo y la trayectoria es circular, como es el caso de un motor, el cálculo del trabajo se expresa: 


Trabajo = Fuerza x 2πr, donde π es una constante (3,1416) y r es el radio de giro.




La potencia representa el trabajo realizado durante un intervalo de tiempo.

 Gráfico característico de la Potencia



La potencia se expresa en habitualmente en Kilowatios (kW) en el Sistema Internacional de Unidades y se refiere siempre a su valor máximo a las revoluciones por minuto (rpm) que se alcanza dicho valor máximo.

También es corriente encontrar este valor en unidades de Caballos de Vapor (CV), siendo su equivalencia la siguiente:

CV = 75 kgf·m/s = 735,49875 W= 0,735 kW

Video de referencia

 


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