Cuando comparamos los motores de dos vehículos, normalmente nos concentramos sólo en la medida con la que se expresa la fuerza, es decir, en caballos de fuerza. Sin embargo, esto no es lo único que merecemos mirar. El par motor es otra medida igualmente importante, casi nunca recibe la atención que merece. Motor Coches eléctricos baratos El motor del coche eléctrico Todos los coches Tesla Coches deportivos baratos Normas medioambientales de la DGT
Aunque el par es un concepto básico a la hora de analizar motores, normalmente no profundizamos mucho en él porque es bastante complejo de explicar y percibir. Para percibir lo que esto significa, tenemos que recurrir a la física pase lo que pase. En el artículo de hoy, veremos Explica de la forma más sencilla imaginable qué es el par motor de una hélice, cómo afecta a la conducción y qué medida se utiliza para explicitarlo. ¿Qué es el par motor? Otras mediciones de par motor ¿Cómo se manifiesta el par en el motor?Motor de combustión Factores que tienen efectos sobre el par en el motor de combustión ¿En qué se parece el par a la potencia?Par motor versus par en la rueda ¿Cuál es el punto de tener más par en un vehículo?¿Cómo se comporta el par en los motores eléctricos?¿Qué es el par motor?
El par es mucho mayor si se toma como ejemplo el mecanismo de pedaleo de una bicicleta.
Lo llamamos pareja, pareja o pareja. Puede explicarse simplemente como la fuerza de rotación producida por un motor. Este concepto es básico en la mecánica del automóvil pero también en la maquinaria, porque determina la habilidad del motor para realizar pinturas y mover el vehículo.
Dicho de esta manera, resulta sencillo de entender, aunque el concepto tiene más matices. Las fuerzas en la fórmula extranjera se miden en newtons (N). Sin embargo, el par no se mide como fuerza general, ya que es una fuerza de rotación.
En términos físicos, el torque se explica como el momento de una fuerza alrededor de un punto de inflexión. Para percibir cómo funciona específicamente el torque, queremos visualizar las fuerzas de rotación como palanca. Con este concepto en mente, la fórmula de la pareja es la siguiente:
Torque = Fuerza * DistanciaLa fuerza es la intensidad, medida en newtons (N), aplicada linealmente a la palanca. Por ejemplo, la intensidad con la que se fuerza a los pedales de una bicicleta, en cambio, es la duración del brazo de la palanca. en sí. Medimos esto en metros (m). Tomando el ejemplo de la bicicleta, esta distancia sería la duración de la biela sobre la que pedaleas.
Sabiendo que el par es una medida que combina newtons y metros, podemos llegar a los mismos valores dependiendo de la fuerza aplicada y de la duración de la palanca: Si aplicamos cien newtons de fuerza sobre una palanca de 1 metro, tendremos uno. cien Nm de par. Con una palanca más corta (0,5 metros), necesitaremos aplicar doscientos newtons para conseguir los mismos cien N·m de par. El juego también funciona al revés. Si tenemos una palanca de 2 metros, bastará con aplicar 50 newtons para descargar cien N·m de par.
Si tiene problemas para entender esto, visualice una puerta, que probablemente sea el modelo utilizado por todos los profesores de física en este mundo. Puede moverla completamente aplicando presión con un dedo si pasa hasta el extremo más alejado del vástago. Sin embargo, si el eje se atasca, es posible que no pueda abrirlo ni siquiera forzando con todo el cuerpo. Otras mediciones de par motor
Nos centramos en el newton metro (N·m), que es la unidad utilizada en el Système International y la que verás como máximo si buscas datos de vehículos en español.
La otra medida utilizada para expresar el torque del motor es la libra-pie (lb·ft). La fórmula es la misma, solo los valores explicitados en aquellas mediciones del sistema imperial. Cómo funciona el torque en el motor de combustión.
Este diagrama le permite ver cómo se mueven los otros elementos de un motor térmico.
Pasemos ahora al motor de combustión, que es un dispositivo que realiza un movimiento lineal y termina transformando este movimiento en fuerza de rotación sobre el cigüeñal: El ciclo del motor de combustión comienza con la explosión del agregado aire-combustible en la cámara de combustión. Esta explosión genera una fuerza lineal que empuja el pistón hacia abajo. El pistón está enganchado a la biela a través de un pasador. La fuerza lineal del pistón se transmite a la biela, que actúa como una palanca. La biela convierte el movimiento lineal del pistón en un movimiento de rotación, empujando el cigüeñal, que tiene un diseño en forma de codo, gira. debido a la fuerza aplicada a través de la biela.
Con esta información, ahora podemos la fórmula. El par motor sería la fuerza que la biela es capaz de ejercer sobre el cigüeñal multiplicada por la duración del brazo del cigüeñal.
En términos matemáticos:
Par motor = Biela * Longitud del brazo del cigüeñal
Lo único que conviene aclarar aquí es que la fuerza ejercida a través de la biela a lo largo del ciclo del motor varía. Es máxima inmediatamente después de la explosión y mínima en las partes más sensibles y muertas del pistón. Por esta razón , cuando hablamos de par motor, normalmente nos referimos al par medio durante un ciclo completo, no al par máximo instantáneo. Factores que influyen en el par en el motor de combustión
Los motores TDI se caracterizan por la entrega de un par máximo a bajas revoluciones y el mantenimiento de esta diversidad de revoluciones gracias al turbocompresor.
Hay una serie de puntos en el diseño de un motor que influyen directamente en la habilidad para generar mayor o menor par. Son los siguientes: Volumen de cilindros: cuanto más grandes son los cilindros de un motor, más par puede producir. Con más espacio se puede introducir una mayor cantidad de agregado aire-combustible, lo que resultará en una explosión más dura. Por supuesto, esto tiene su contracomponente. Los cilindros más grandes también pueden aumentar el peso del motor y disminuir su capacidad para alcanzar altas revoluciones. Por eso los motores diésel tienen mucho par, pero no superan las 4. 500 o 5. 000 rpm. Relación de compresión: Al comprimir adicionalmente el agregado de aire y combustible, la tensión y la temperatura en la cámara de combustión aumentan, lo que resulta en una relación de compresión superior. dura explosión. Los motores diésel, que a veces tienen relaciones de compresión más altas que los motores de gasolina, a veces producen más torque a bajas revoluciones. Diseño del cigüeñal: Según la fórmula, la duración del brazo del cigüeñal afecta directamente al par. Sin embargo, obtener más torque rara vez es tan innegable como alargar este componente. Hacer un brazo más largo puede generar fuerzas de inercia y vibraciones en el motor. Por eso los motores diésel vibran mucho más que los de gasolina. El diseño del cigüeñal también influye en el equilibrio del motor y en su capacidad para alcanzar las máximas revoluciones. Sobrealimentación del motor: por último, el uso de un turbocompresor o compresor nos permitirá aumentar el par motor, ya que forzarán el acceso de oxígeno a los cilindros. Lo mismo ocurre con la propia correa de distribución, que gestiona la sincronización del motor y organiza la admisión y el escape. ¿Cuál es la relación entre par y potencia?
El par y la fuerza están fuertemente vinculados. Uno se entiende sin el otro.
La fuerza de un vehículo no se entiende sin el par. Son inseparables ya que la fuerza depende fundamentalmente de la fuerza de rotación y del número de revoluciones. Pongamos un ejemplo visual: un ciclista que va a ganar una categoría del Tour de Francia. y que pedalea en medio de un guión con toda la fuerza que le permiten las piernas. Y, por otro, un vehículo de gasolina que se conduce con los pies absolutamente planos. . . en un circuito, señor agente.
Un ciclista profesional en mitad de una carrera puede aplicar un máximo de 800 newtons a los pedales. La biela de una bicicleta de este tipo mide unos 0,17 metros de largo. Aplicando la fórmula, podemos calcular que este hipotético deportista ejerce un par de 136 Nm. Suponiendo que pedalees a cien rpm, podemos calcular los caballos de potencia. Para ello aplicaremos la fórmula de la velocidad angular (que convierte las revoluciones en radianes). Obtendremos 1. 424 vatios, lo que equivale a 1,90 CV.
En cuanto a la furgoneta de gasolina, cabe destacar que su motor también desarrolla 136 Nm. Sin embargo, el automóvil es mucho más duro que el ciclista. Aunque el par sea el mismo, nuestro automóvil puede girar hasta 6. 000 rpm. Aplicando la misma fórmula , obtendremos que el automóvil tiene una potencia de 85. 450 vatios, lo que equivale a unos 115 CV.
Con este ejemplo donde el par es el mismo entre otros dos vehículos, podemos ver la datación entre los dos conceptos. La potencia es el producto entre el par y la velocidad angular del motor.
A veces, el par del motor coincide con el par que alcanza la rueda.
Hasta ahora hemos ignorado algo muy obvio, y es que el motor no actúa sobre las ruedas. Cuando hablamos de par motor, nos referimos a las pinturas que se producen en el cigüeñal. Sin embargo, también podemos comunicarnos sobre el par implementado en las ruedas. En esta medición se tratan dos puntos clave: Relación de transmisión: el par aplicado a la rueda se ve particularmente influenciado por la relación de transmisión del vehículo, que incluye la transmisión (es decir, la caja de cambios) y el diferencial. La relación de transmisión puede multiplicar o disminuir el par motor antes de que llegue a las ruedas. Multiplicación de par: funciona de la siguiente manera: cuando hay una relación de transmisión más baja (una marcha más baja), multiplicará el par del motor, lo que generará un mayor par en la rueda, lo que es útil para la aceleración y la tracción. Por otro lado, una relación de transmisión superior (una relación superior) disminuirá el par a la rueda, favoreciendo la velocidad y la potencia del combustible a velocidades máximas.
Es mayor tener más par y menos caballos o viceversa. Todo depende del tipo de trabajos que vaya a realizar el vehículo.
Dependiendo del tipo de vehículo que vayamos a utilizar es que su motor genera más o menos par:
Por ejemplo, en un camión necesitamos tener un motor que genere mucho par, para poder funcionar a bajas revoluciones. Al hacer funcionar el motor lentamente, toda la mecánica se desgasta menos. Y es más, al recargar menos el cilindro cada minuto, los pistones tienen tiempo suficiente para descender, llenarse de aire y comprimirse para una mejor combustión. Por tanto, dentro del rango de par, los motores tienen un consumo de combustible óptimo.
Si sacamos de la ecuación los motores eléctricos, que pintan (de esto hablaremos al final), los motores de combustión que generan mucho par son grandes y pesados. En una motocicleta tenemos espacio limitado, por lo que la forma más productiva Hacerlo es hacer lo contrario. Usaremos un motor más pequeño, pero que se recarga varias veces por minuto. A 9. 000 rpm, el motor podrá empujar mucho más que a 4. 500 rpm. Los ciclos no serán tan eficientes. , ya que los cilindros no tendrán tiempo de llenarse de manera consistente. Pero como la fuerza depende del par y las revoluciones, el resultado será un dispositivo con aceleración progresiva y mucha fuerza.
En cualquier caso, la ganancia de fuerza con las revoluciones no es infinita. Llega un momento en el que el motor funciona tan rápido que no hay tiempo para llenar y vaciar bien los cilindros. Por tanto, a máximas revoluciones se producen caídas en las curvas de fuerza y par de cualquier motor de combustión, generando una notable pérdida de fuerza en el motor.
Por lo tanto, no nos interesa el par como tal, sino más bien la disponibilidad de este par a bajas revoluciones. Estos son los casos en los que es preferible contar con un propulsor de este tipo, que normalmente son diésel o eléctricos: Remolcar o transportar cargas pesadas: porque tener más par a bajas revoluciones nos dará la fuerza necesaria para mover la carga del resto. hasta que lo pones en movimiento. Conducir y arrancar en cuestas: tener suficiente par a bajas revoluciones garantizará que sigamos acelerando sin desperdiciar fuerza. Aceleración rápida: para tener una conducción ágil, también nos interesa tener par a bajas revoluciones. todoterreno: al circular por terrenos muy asimétricos, el par motor superior también juega un papel importante a la hora de superar obstáculos. Conducción deportiva: En los coches deportivos los que apostamos por ella entregamos la fuerza y el par del vehículo. Hacemos esto porque el conocimiento se vuelve mucho más aplicable que en autos más fáciles. Al fin y al cabo, en festival nos interesan esas aceleraciones y recuperaciones inmediatas de las que hemos hablado. ¿Cómo funciona el torque en los motores eléctricos?
Las curvas funcionan de forma muy diferente en los eléctricos, de ahí que tengan potencia y par instantáneos