Asignaturas:
- Potencia indicada (Pi)
- Potencia efectiva (Pe)
- potencia ISO
Potencia indicada (Pi)
La potencia creada por la combustión se llama potencia indicada. La traducción al inglés de “potencia indicada” es presión efectiva media indicada, abreviada como: IMEP. Este poder interno se determina a partir de la diagrama indicador.
Las imágenes a continuación muestran el mismo diagrama de indicador. La de la derecha simboliza el cálculo de las superficies: la positiva (azul) y la negativa (verde). Cuando hemos determinado la superficie relativa (positiva menos negativa) hablamos de presión media de combustión. En realidad, esto se calcula matemáticamente mediante cálculos integrales.
Con la potencia indicada nos fijamos en la superficie media en la diagrama indicador. La potencia medida en el cigüeñal será menor debido a pérdidas mecánicas.
Potencia efectiva (Pe):
La potencia efectiva (en inglés: Brake Mean Effective Pressure, abreviado como BMEP) es la potencia que queda después de deducir las pérdidas por fricción de la potencia indicada.
Con esta fórmula calcularemos la potencia que entrega el motor a su volante al régimen en el que el par es mayor. La potencia efectiva será menor que la potencia indicada porque se producen pérdidas por fricción desde el pistón a las ruedas, y las unidades auxiliares como la bomba de aceite, la bomba de refrigerante y el alternador absorben potencia durante el funcionamiento del motor. La fórmula es:
En el cual:
- Pe = potencia total entregada;
- pe = presión efectiva promedio;
- Vs = volumen sistólico;
- z = número de cilindros;
- i = 1 para dos tiempos y 0,5 para cuatro tiempos;
- norte = velocidad.
El cálculo se basa en los siguientes datos:
- Presión media efectiva del pistón: 1400000 N/m² (= 14 bar);
- Volumen de carrera: 1,59 dm³ (0,3975 dm³ por cilindro);
- Cantidad de cilindros: 4
- 4 tiempos
- Velocidad: 3000 rpm.
A continuación se muestra el cálculo nuevamente:
Completamos los datos y aún no tenemos en cuenta las notaciones científicas.
Importante: convertimos el volumen de carrera por cilindro de dm³ a m³ (dividimos por 1000, ver: Calcular contenido). 0,3975 dm³ se convierte entonces en: 0,0003975 m³.
De ello se deduce que el motor entrega una potencia de 55,7 kW al régimen indicado.
En el ejemplo anterior se dio la presión efectiva promedio (pe) y se solicitó la potencia entregada (Pe). Sin embargo, no podemos determinar fácilmente pe. Al fin y al cabo, no existe ningún equipo de medición para ello. Con un Pe dado y un pe desconocido, aún podemos averiguarlo convirtiendo la fórmula. Haremos esto en el siguiente ejemplo.
Datos de un motor:
- Potencia máxima: 147 kW a 5700 rpm;
- Diámetro: 82.5 mm;
- Trazo: 92.8 mm
Ingresamos los datos en la fórmula:
Convertimos la fórmula para que la incógnita quede situada a la izquierda del signo de comparación:
Convertimos el resultado a la presión en bar:
Potencia ISO:
La potencia ISO se determina en el banco de pruebas del motor, donde el fabricante prueba el motor en las siguientes condiciones de funcionamiento:
- presión del aire exterior (p) = 1 bar;
- temperatura del aire (T) = 300 K = 26,85 grados Celsius;
- humedad relativa (HR) = 60%
- temperatura del refrigerante enfriador de aire de entrada (Ti) = 300 K = 26,85 grados Celsius;
- Poder calorífico inferior / poder calorífico (H0) = 42 MJ/kg.
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